基于模糊綜合評判法的白云湖周邊地區地質環境質量評價

謝小榮

(廣州市城市規劃勘測設計研究院，廣東廣州 510060)

1 前言

白云湖周邊地區位于廣州市白云區的西北部，面積約38 km2，處于廣花斷陷的中部，地層復雜、巖性多樣，分布有石炭系石蹬子組、測水組、壺天群及二迭系棲霞組、龍潭組等基巖，巖性主要有石灰巖和炭質頁巖、泥巖、砂巖等。地質構造較為發育，褶皺主要表現為新市向斜(位于其西翼)、石井向斜及其兩翼的背斜，斷層主要有橫湖斷裂、石井走向斷裂組經過，區內不良地質作用發育，主要有巖溶、采空區、砂土液化等【1】。

為在規劃層面提前預測地質災害，充分利用高質量土地資源的開發潛力，控制低質量土地資源開發和利用，防止地質環境進一步變差，有效落實白云湖周邊地區城市設計成果，開展白云湖周邊地區工程地質勘察與地質環境質量評價工作，以提高規劃的科學性、可行性、經濟性，輔助規劃選址決策，規避和減輕地質災害對城市建設的影響【1】。

2 評價方法的確定

目前在地質質量評價中應用較多的方法和理論有:因素比較法、專家聚類法、質量系數法、多元統計判別、模糊灰色聚類、模糊綜合評判、向量模數法、復合模糊距離法、決策支持系統【2～4】等。這些方法都帶有很強的探索性，在城市規劃建設中應用不多。

本項目采用模糊綜合評判法【5】對規劃區地質環境質量進行量化評價。模糊綜合評判法其最突出的優點在于它能對大量非技術性的、無法定量分析的因素作出概率估算，并將概率估算結果告訴專家，充分發揮信息反饋和信息控制的作用，使分散的評估意見逐次收縮，最后集中在協調一致的評估結果上。因此具有較好的可靠性和廣泛的適用性。

綜合評判是對給定對象綜合考慮多種因素進行評價和判決的問題，如果在評判過程中涉及模糊因素，便是模糊綜合評判。模糊綜合評判涉及3個要素:因素集U、評價集V、單因素評判。在單因素評判的基礎上，再進行多因素的模糊綜合評判。

根據模糊綜合評判方法，規劃區地質環境質量量化評價程序如下:

①確定評價集(備擇集)、②確定評價指標體系、③確定各評價指標隸屬度、④確定各評價指標權重、⑤劃分單元網格、⑥對每個網格建立評價矩陣，量化計算地質環境質量評分。

3 評價指標體系的建立

通過白云湖周邊地區地質環境質量的調查與地質資料的綜合分析，確定影響該區域規劃用地地質環境的因素主要有5種，作為量化評價因子，分別為:

①不良地質作用(巖溶和采空區);②水文地質條件;③基巖埋深;④松軟土;⑤地質災害。

表1 量化評價指標及等級確定

首先對規劃區各因素相對重要性作出判斷，然后引入采用Saaty提出的1～9標度方法進行定量化，就形成了判斷矩陣。判斷矩陣表示上一層次的某一因素與本層次有關因素之間相對重要性的比較。

表2 地質環境質量判斷矩陣

經過計算得到該矩陣的特征向量(即為權重向量):ωk=［0.54，0.20，0.13 0.08，0.05］

根據表1確定的不同評價因子的隸屬度，采用一級模糊綜合評判方法，建立評價矩陣計算不同區域的地質環境質量分值。本文評價矩陣的形成是通過讓專家或技術人員根據打分表對各個指標打分，從而得到綜合評價表。如表3所示。

表中的xij表示對指標ui評價為vj的評價人員的數量。n是將表中每一行值相加，即是參與該指標評價的人員總數。要求:rij=xij/n i=1，2，3，4;j=1，2，3，4，5

表3 巖土體工程特性綜合評價表

于是得到地質環境質量的評價矩陣為:R=(rij)4×5，根據權重向量為ωk，所以地質環境質量綜和評價結果為:B=ωk·R。最后，根據表3，采用加權平均法確定地質環境質量的分值。其結果為百分制評分，分值越大，則說明每個單元對應的建設用地地質環境質量越好。

4 量化評價與分區

按500 m×500 m正方形網格單元對規劃區進行劃分，共劃分為158個單元。根據地質環境質量評分成果，將本規劃區劃分為地質環境質量優良區(Ⅰ)(地質環境質量評分≥80分)和地質環境質量較差區(Ⅱ)(40＜地質環境質量評分＜60分)，如圖1所示，評價如下:

圖1 白云湖周邊地區地質環境質量綜合評價圖

①地質環境質量優良區(Ⅰ)

位于規劃區殘丘分布地帶，工程地質條件良好，僅局部分布薄層軟土層和砂層，基巖為碎屑巖，埋深淺，適合各類工業、民用建筑、地下空間及市政工程的開發利用。適合高強度開發。

②地質環境質量較差區(Ⅱ)

位于區內地勢較為平坦，分布巖溶和煤礦采空區，工程地質條件較差，上覆厚度較大的軟土、砂層，基巖埋藏較深，不宜布設大型工業廠房、重大建筑物或深大地下工程。不能高強度開發。適宜布設低層或多層建筑等，京廣鐵路沿線一定范圍內宜作為倉儲用地、道路、綠化等。宜低密度低容積率低強度開發。應限制超過10 m以上挖深的地下工程建設。本區地下水豐富，地表水與地下水水力聯系密切，且是廣州市主要潛在水源區，應做好防污染保護。

［1］廣州市城市規劃勘測設計研究院.服務廣州市重點發展區城市規劃設計的潛在建設工程地質災害調查報告(白云湖周邊地區)［R］.廣州:2009

［2］陳潔，孫景海.我國巖溶塌陷預測研究現狀［J］.中國水運，2009，9(7):181 ～182

［3］婁本軍，田大勇，孔慶軒等.運用綜合指數方法對黑河市地質環境質量的初步評價［J］.水文地質工程地質，2007(7):77～80

［4］李洪文，徐建偉.城市規劃工程地質環境質量研究［A］.中國地質學會工程地質專業委員會，2006年學術年會暨“城市地質環境與工程”學術研討會論文集［C］，2006:204～208

［5］蔡鶴生，周愛國，唐朝輝.地質環境質量評價中的專家－層次分析法定權法［J］.中國地質大學學報，1998，23(3):299～302