嘉兴市城市地质环境承载力评价体系的构建与应用.docx

嘉兴市城市地质环境承载力评价体系 的构建与应用林钟扬 荣一萍 管敏琳 吴鸣 顾明光 黄卫平关键词：城市地质调查;地质要素；地质环境承载力；适宜性评价; 嘉兴市城市地质工作是城市规划建设的重要基础工作，是推动“智慧城 市”建设和“地质+”服务的核心技术工作，为城市可持续开展提供 了基础支撑（马传明等，2022；杨盼盼等，2022；邢怀学等，2022）o 自然资源部城市地质调查总体方案（20222025年）提出，到2025 年实现全国地级以上城市地质工作全覆盖。地质资源环境承载力强度 综合评价是城市地质调查工作的一项重要工作，即从城市平安、可持 续开展的角度，对城市存在的不良地质因素的危害性、地下空间可承 载强度、城市地质地下三维模型进行综合性分析，对城市的地质资源 保障程度进行分析评价（王志敏等，2022；杜蕾等，2022）o随着GIS、 RS、GPS等空间信息技术的开展，有关城市地质资源环境承载力的研 究逐渐增多（杨乐等，2022；虎陈霞等，2022；王维等，2022）,引入 新的技术方法进行空间优化配置研究，对实现自然资源合理利用和区 域可持续开展具有重要的现实意义。嘉兴市作为长江三角洲南翼腹地，是长三角城市群和上海大都市 圈重要城市、环杭州湾大湾区核心城市，随着近年来城镇化进程进一 步加快，城市空间拓展具有明显的阶段特征，不同功能用地之间的配 置关系也越来越复杂（荣月静等，2022；孙强等，2022）o近年来，嘉 兴市城镇建设规模不断扩大，城市空间资源需求日益增大，城市建设 开始从平面转向立体，特别是“杭州一嘉兴一上海”同城战略的实施, 对城市土地利用适宜性决策研究提出了更高的需求。土地利用空间扩 张和结构优化调整与生态型用地保护性利用，都迫切需要地质资源环 境承载力强度研究成果支撑。本文依托浙江海洋经济开展示范区城市群（嘉兴）地质调查工作， 以地学要素为主要因子，通过对城市地质调查数据的分析研究，综合 考虑地质环境、经济地理条件、自然生态资源等对土地利用适宜性的 影响，选取评价因子，构建城市地质环境承载力评价体系，开展城市 地质环境承载力强度综合评价，为进一步深化城市地质调查成果服务 国土空间规划管理、城市规划等提供基础资料。1研究区概况嘉兴市位于浙江省东北部、长江三角洲南翼（图1）,总面积约 3915km2,是我国沿海地区第四系厚度较大的沉积区之一。嘉兴市东 临大海，南倚钱塘江，北负太湖，地表江河横纵，湖泊密布，地势低 平，为太湖边的浅碟形洼地，地势大致呈东南向西北倾斜，平均海拔 2. 8mo区内属江南古陆外缘杭州湾凹陷的冲积平原，主体为冲湖积平 原，其次为湖沼积平原，土地利用率达90%以上。嘉兴市是浙江海洋 经济开展示范区的重要城市和9个沿海产业集聚区之一，凭借良好的 区位、资源和集疏运网络等优势，以嘉兴港为依托，以滨海新区为主 平台，建设杭州湾宜居型滨海新市和沿杭州湾北岸海洋新兴产业带， 其城市开展和规划的功能定位对长三角南翼地区或浙江环杭州湾地 区城市建设和产业带的开展具有重要的现实意义。2多要素地质环境承载力评价体系构建分析地质环境对城市环境质量和容量的影响、地质环境要素与生 态因子之间的相互关系、确定评价指标等是指标体系构建的核心要素。 根据合理、主导、差异、独立、实用和可行的原那么，封嘉兴地质环境 进行综合分析，将嘉兴城市地质环境承载力评价的指标确定为工程地 质、水文地质、土地利用适宜性、地质灾害、天然地基、生态资源、 城镇聚集度、区位经济等级等8个方面。城市地质环境承载力评价指标体系构建由目标层、要素层和指标 层3个局部组成(表1),三者是隶属关系，即：把构建评价指标体 系作为目标层(A),目标层之下划分假设干要素层(B),每一个要素层 之下又划分假设干指标项(C)o本文运用层次分析法对评价指标进行筛 选，选取评价指标和确定要素权重(孙金辉等，2022；骆延青等，2022； 刘超等，2022)o目标层(A)：嘉兴市地质环境承载力评价指标体系。要素层(B)：包含8个要素，即工程地质B1、天然地基B2、水 文地质B3、地质灾害B4、土地利用适宜性B5、生态资源B6、城镇集 聚度B7、区位经济等级B8。指标层(C)：共16个,即工程地质B1之下的指标项3个(C1-C3)； 水文地质B3之下的指标项3个(C5-C7) ； 土地利用适宜性B5之下的 指标项2个(C8-C9);生态资源B6之下的指标项2个(C10-C11)； 城镇集聚度B7之下的指标项3个(C12-C14)o嘉兴地区第四系覆盖 层厚，天然地基作为主要持力层评价指标，要素层B2和指标层C4对 应；嘉兴市主要地质灾害为地面沉降，即要素层B4和指标C8层对应； 区位经济等级按区域经济开展水平量化，即要素层B8和指标层C16 对应。3单要素评价分值计算嘉兴市开展的浙江海洋经济开展示范区城市群(嘉兴)地质调查 工作，获取了 20222022年地质调查数据和研究资料，包括9871 个工程地质钻孔资料、787个水文地质钻孔资料、125个基岩地质孔 资料和54个第四系钻孔资料,结合不同时期的基础地理、区域地质、 水工环、物化遥、地质灾害、天然地基、土地利用规划、国土规划、 城市规划、社会经济、生态质量、农用地分等定级等有效数据，借助 ArcGIS. MapGIS和SPSS等数据处理和空间分析软件系统集成，进行 各类地质环境因子的单要素分值计算，方法为：（1）按因子分值图提 取分值；（2）以分值乘以因子的权重，计算分值数据；（3）采用K-Means 聚类方法进行综合评级，对综合评级分为5级，评价分值计算方法参 考已有研究成果（浙江省地质调查院，2022；何政伟等，2022；赵天石 等，2022；王莉莉等，2022）,生成地质环境承载力评价各类因子的单 要素分值图。评价结果见图2。4基于K-Means聚类的地质环境承载力评价4.1评价模型构建采用快速聚类（K-Means）对数据进行初始分类，并逐步调整， 得到最终分类。即先明确聚类数量，采用SPSS软件计算所有样本数 据点到K个类中心点的欧氏距离，并根据距离最短原那么把全部样本分 到各中心点，形成一个新的K类，依次迭代。4. 2地质环境承载力综合评价根据对嘉兴城区建设用地的地质环境条件综合评价（彭苗枝等, 2022；张丽琴等，2022）,将嘉兴市建设用地地质环境承载力强度进行 4级划分，即分为建设用地地质环境承载力强度I级区、II级区、III 级区、IV级区，其中I级区规模28807km2, II级区规模408. 62km2, HI级区规模207. 37km2,W级区规模5361km2。综合统计结果见表2。除建成区以外的区域，为本次研究的决策适宜扩张用地。适宜城 市建设扩张的用地中，地质环境条件差异性显著。对决策适宜扩张用 地进行综合评价，其中：地质环境承载力强度I级区适宜超高层和高 层建筑，占决策适宜扩张用地的27. 17%,适宜扩张用地的规模为 182. 60km2；地质环境承载力强度H级区规模最大，适宜高层和中层建 筑，占决策适宜扩张用地的44. 1K；宜扩张用地的规模为296. 33km2o 地质环境承载力HI级区适宜多层、中层、低层建筑，规模占决策适宜 扩张用地的22. 10%,宜扩张用地的规模面积为148. 52km2o评价结果 见图3。5结论(1)通过城市地质调查数据，构建了多要素地质环境承载力评 价体系，结合不同地质环境影响因素和因子权重，可建立城市地质环 境承载力强度的综合分值法评价模型。(2)根据地质环境承载力强度综合评价，嘉兴市地质环境条件 较好，宜建设用地面积957. 67km2,地质环境承载力强度I级、II级、 HI级分别占宜建设用地的30. 08%, 42. 67%, 21. 65%,嘉典市总体适 宜土地利用的地质环境承载力条件较好。(3)借助地质环境单因子开展地质环境承载力强度综合评价，通过与现行规划相比，可从地质环境承载力强度和土地利用适宜性综 合角度提供更为合理的城市规划优化方案和决策建议,让城市土地利 用空间配置和布局更具科学性。