基于GIS的新鄉市水文地質環境調查與評價

王學鵬 張亮 溫俊濤

[摘要]城市規劃建設是一個多因素、多層次的復雜過程，在城市規劃中如何擇優利用、適應改造工程地質環境條件，防治可能出現的環境工程地質問題，減少地質災害的發生，無疑是十分重要的。本文以GIS作為工具，從三個方面對工程地質環境質量進行評價。

[關鍵詞]工程地質；環境質量；區域穩定性；地基穩定性；地面穩定性

[中圖分類號]S959 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）05-0003-01

1、概況

地質環境評價（geological environment evaluation）是指地質環境對人類生存與發展適宜性的綜合性評價，為區域經濟開發和環境建設與保護提供決策依據。地質環境評價主要是依據環境地質問題與地質災害對人類生存與發展的不利影響，按照“無問題（災害）即優良”的基本原則，作出安全意義上的好壞評判。依照評價的內容不同，地質環境評價可以分為地質環境質量評價、地質環境容量評價。根據調查目的不同又可分為綜合性評價和專題性評價。進行地質環境評價時，可借助地理信息系統（GIS）管理基礎和圖形數據，劃分評價單元，處理評價結果和成圖。條件允許時可將數據管理、評價模型等功能都整合到GIS應用系統中。

新鄉市暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，四季分明，春季干燥少雨多風沙，夏季炎熱多雨，秋季天高氣爽，冬季寒冷少雪。多年平均氣溫11℃，最高氣溫31℃，最低氣溫-9.3C，年降水量560-600mm，主要集中在7-9月，占全年降水量的73%，年蒸發量1800-1920mm。全區地勢平緩，主要的地貌以沖積海積平原區和海積灘涂區為主，是一個正在開發建設的新城。

2、研究方法

城市工程地質環境質量評價也就是城市工程地質環境穩定性評價，城市工程地質環境穩定性按其決定因素與表現形式可分為地殼、地面及地基穩定性三個方面。

2.1區域穩定性

區域穩定性（regional stability）直接影響城市的安全和經濟，是城市總體規劃階段應首先論證的問題，是保證城市規劃方法案經濟合理性和技術可能性的前提。

根據資料可知，該區存在一條斷裂——柏各莊斷裂，由上面的內容和該區域的實際情況把第一級緩沖區域定在200米，為了謹慎起見，建立了第二級緩沖區域，即在第一級的基礎上又向四周擴大300米。據以上的分析，按照三個等級劃分研究區域（如表1）。

2.2地基穩定性

地基穩定性（fotmdation stability）始終是個規劃階段的主要問題。主要是指地基巖土的強度和變形。考慮帶多層地下室的6層以上多層建筑和高程建筑物，基礎的埋深—般應該不超過6m，因而Xg6m切面深度的地基土進行分析。由鉆孔點的拋面圖可以看出，在6米切面處，有四個的土層出現，但巖土類型只有兩類，承載力值也可以歸為三類，對建筑物來說研究區地基等級為中等和較差區，只適宜多層和單層建筑（如表2）。

2.3地面穩定性問題

地面穩定性或稱地表穩定性，則指地殼表面在地球內、外動力地質作用和人類工程——經濟活動影響下的相對穩定程度。

外力地質作用結果造成人們的生命財產損失的稱為地質災害，主要包括山崩、滑坡、泥石流等。由于人類的活動而引起的地質災害主要包括地面沉降、海水入侵等。這些都會給城市的發展建設帶來一定的影響。筆者認為主要考慮地下水的埋深狀況、地表的坡度、地面沉降這三大方面的因素。引起地下水變化的因素很多，可歸納為自然因素與人為因素兩大類。在北方地區還要考慮地下水的凍融作用（表3）。

地面沉降是指地面高程的降低，又稱地面下沉或地沉，均指地殼表面某一局部范圍內的總體下降運動。地面沉降的特點是以緩慢的、難于查覺得向下垂直運動為主，只有少量的或基本沒有水平的位移，可能影響的平面范圍可大至幾千平方公里。由于地面沉降與人類工程活動有著直接的聯系，它常常產生于具備了特定地質環境的工業化和城市化地區，給這些地區的社會經濟發展、城市建設、環境保護和人類生活帶來危害。由已有資料可以看出，該區的地面沉降量大致相同，區分度不是很明顯，按照統一的標準處理即可。

3、結果與分析

綜上所述，對城市工程地質環境綜合評價指標的制定，只要是根據城市地殼、地基、地面穩定性具體情況而定。本文給出的是根據研究區域的實際情況而定的評價指標（表1）。

此時在ArcView3.3里，共形成了三個圖層，第一個圖層是斷裂緩沖區圖 地殼穩定性，第二個圖層是地下水埋深和砂土液化的綜合圖（地下水埋深圖和砂土液化圖疊加后產生的圖件 把它們的圖形與屙性同時疊加），第三個圖層是6m切面承載力分布圖。把每一個圖層都分別按照表1、表2、表3所示的指標給該圖層上相應的圖形輔以屬性值，然后在ArcView3.3的Geoprocessing模塊下，View-Geoprocessing Wizard菜單下對以上三個圖層進行多邊形的疊加處理，形成一個新的圖層，同時系統會自動把三個圖層的屬性進行疊加，由于三個圖層都是失量圖層，所以其結果可能會出現一些碎屑多邊形，對其進行過慮，消除碎屑多邊形得出該區域建筑物適宜性評價圖。

參考文獻

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[2]胡廣韜.關于環境工程地質學的研究對象與其基本內容[J].水文地質工程地質，1992，19（6）：34-38

[3]李相然.城市規劃地質工作研究的幾個基本問題[J].中國地質，1995.（12）：20～21