地下空间资源开发利用适宜性评价模型
基于三维地质模型的西咸新区地下空间开发适宜性评价
第60卷第1期2024年1月地质与勘探GEOLOGY AND EXPLORATIONVol. 60 No. 1January，2024基于三维地质模型的西咸新区地下空间开发适宜性评价李林1，2，曾磊1，2，董英1，2，张戈1，2，朱立峰1，2（1.中国地质调查局西安地质调查中心，陕西西安710119；2.自然资源部黄土地质灾害重点实验室，陕西西安710119）［摘要］地下空间开发地质适宜性评价是合理进行地下空间开发、降低开发地质风险的重要手段。
传统的评价方法没有考虑地下空间复杂的垂向变化，因而无法满足越来越精确的地下空间规划要求。
本文以西咸新区沣东沣西为例，结合该区地质地貌背景、工程地质特征、水文地质条件、不良地质作用以及地下空间开发现状等特点，建立地下空间开发地质适宜性评价因子体系；利用三维精细化剖分的评估单元为载体，综合使用多种三维空间分析方法从多要素地质模型中定量或定性提取各项指标，运用层次分析法模型开展研究区地下空间开发适宜性评价。
评价结果表明：研究区60 m以浅地下空间开发利用条件优越，总体适宜开发建设。
浅层空间易受文物保护区、地面水体、活动断裂影响，中层空间受城市建成区既有设施及地下构筑物影响较大，深部地下空间主要受断裂影响。
该方法能够精细刻画地下空间在垂向上的差异，评估过程与结果能够立体透明化表达，能够定性、定量地为地下空间开发利用提供辅助决策，以达到资源保护优先、协同开发的开发利用格局。
［关键词］地下空间开发利用地质适应性评价三维地质模型西咸新区［中图分类号］TU984.113;P642 ［文献标志码］A［文章编号］0495-5331(2024)01-0197-10Li Lin, Zeng Lei, Dong Ying, Zhang Ge, Zhu Lifeng. Geological suitability for urban underground space development in Xixian New Area based on 3D modeling[J]. Geology and Exploration, 2024, 60(1):0197-0206.随着城市化进程的加快，土地资源短缺、能源消耗、交通拥堵、安全防灾等令人担忧的问题已成为城市可持续发展的瓶颈，而地下空间资源是人类宝贵的资源，是实施城市立体化开发，实现城市集约化发展的重要保障（Li et al.，2012；林良俊等，2017；彭建兵等，2019；葛伟亚等，2021）。
地下空间资源开发利用适宜性评价模型
本文的地下空间资源开发利用适宜性评价模 型主要针对中国东部沿海城市， 其中不良地质条件 建筑基础等建设现状 将对适宜性产生一定的影响， 条件将限制地下空间的开发， 故模型结构可分为难 度分区的地质评价、 地下空间开发限制性分区的建 再综合考虑两者进行综合评价， 且需 设现状评价， 要对不同分区的面积等容量指标进行统计计算 。 3 ． 3 构建结果 基于以上研究， 提出本文的地下空间资源开发 利用适宜性评价模型结构， 如表 1 所示。通过对中 国沿海城市的地质、 城市建设现状的研究分析， 总 结模型指标结构如图 1 所示。
2011 年第 2 期
柳
昆： 地下空间资源开发利用适宜性评价模型
221
潜在价值因素综合考虑， 得到了地下空间资源质量 的分级。 （ 3 ） 青岛市主城区 2004 —2006 年地下空间开 发利用规划编制研究中， 青岛城市规划设计院和清 华大学（ 2004 ） 完善了适合丘陵及山地型城市的地 下空间资源调查与评估体系， 采用资源开发难度的 评价方法， 建立了更完整的层次分析法评估指标体 系和模型。该调查分析取得了青岛城市以海滨和 丘陵为特色， 对地下空间资源合理开发的适宜性难 ［13 ］ 度进行分级分区 。 （ 4 ） 清华大学 （ 2005 ） 对厦门市城市地下空间 资源评估作了深入的研究， 阐述了地下空间的自然 资源学基本属性以及资源调查评估的基本理念和 提出厦门城市地下空间资源调查评估的体系 方法， 及模型， 调查和探讨了厦门城市工程地质及水文地 、 质条件 城市建设现状等对地下空间资源的工程适
［11 ］
。该研究探讨了地质和水文条件、 地面建筑
尤其是保护建筑、 地下管线等因素对地下空间资源 ， 影响作用原理 采用遥感技术和计算机技术辅助调
2 查北京旧城区 （ 62． 5 km ） 大范围地面空间现状， 并进行相关分类， 确定与地下空间资源可合理开发
基于模糊数学的武汉市地下空间开发地质适宜性评价
潘 朝 ， 吴 立 左清军 ， 陆中 功 。
（ １ ． 中国地质 大学岩土钻掘 与防护教育部工程研 究中心 ， 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４ ； ２ ． 中国地质 大学工程 学院， 武汉 ４ ８ ０ ０ ７ ４ ）
摘 要 ：随 着 武 汉 市 经 济 的 快 速 发 展 ， 地 下 空 间 的开 发 与 利 用 显 得 非 常 重 要 ， 而 地 质 适 宜 性 分 区 对 地 下 空 间 的 开
发 与 利 用起 着 至 关 重 要 的 作 用 。本 文 运 用模 糊综 合 评 判模 型 ， 在 综 合 考 虑 了各 种 影 响 地 下 空 间开 发 的 地 质 环 境 影 响因素的基础上 ， 根据降半梯形 （ 或 梯形 ） 隶 属 函数 确 定 了隶 属 度 ， 并 采用 梯形 模 糊 数 定 权 法 得 到 了权 重 ， 从 而 对 武 汉 市 地 下 空 间 开 发 地 质 适 宜 性 进 行 了综 合 评 价 与 分 区 ， 以 为武 汉 市 主城 区 的地 下 空 间 开发 利 用 提 供 依 据 。
城市地下空间开发地质环境适宜性评价报告提纲
城市地下空间开发地质环境适宜性评价报告提纲城市地下空间开发地质环境适宜性评价报告应包括以下几个部分内容：第一章研究区概况第一节地下空间开发现状及趋势第二节地下空间开发的地质环境条件地形地貌特征、地层岩性、区域地质构造与地震、水文地质条件（包括含水层分布、富水性特征、地下水补径排条件、水位埋深、地下水化学特征等）、工程地质条件（包括岩土体类型、工程地质层组、工程地质分区等）。
第三节地下空间开发的地质环境问题地表水污染、地下水污染、地下水位变化、地面沉降、地面塌陷、地质灾害、砂土液化、淤泥质土、湿陷性黄土等。
第二章城市地下空间开发影响因子识别地形地貌、工程地质条件、水文地质条件、环境地质问题、地面建设现状、敏感因子等。
第三章城市地下空间开发地质环境适宜性评价体系构建按照地下空间规划中的深度层次将地下空间分为浅层(0～-15m)、中层(-15～-30m)、次深层(-30～-50m)、深层（-50～-100m），并分别建立不同深度不同开发方式的地下空间开发地质环境适宜性评价指标体系。
第四章评价指标权重的确定采用专家—层次分析法确定评价指标的权重，并对判断矩阵进行一致性和随机性检验，一致性合格方可采用。
第五章城市地下空间开发地质环境适宜性评价结果依据评价结果，对地下空间开发地质环境适宜性进行分析和描述。
第六章地下空间开发对环境的影响第一节开发地下空间对地质环境的影响分别总结地下空间施工阶段、运营阶段对地质环境的影响。
第二节开发地下空间对已建城市的影响分别总结开发地下空间对建筑物、管线、造成的地质灾害等方面的影响。
第七章结论及对策建议第一节结论主要总结评价区域地质环境条件及地质环境问题，指出城市地下空间开发不同深度不同开发方式地质环境适宜性评价指标体系及评价指标权重大小，分析城市地下空间开发不同深度不同开发方式地质环境适宜性评价结果。
第二节对策建议给出未来地下空间开发利用及城市规划的对策建议。
试析城市地下空间开发适宜性评价
试析城市地下空间开发适宜性评价城市规划区地下空间开发适宜性评价除了设计到摘要中提到的地质环境方面的影响，社会经济因素也是一个不容忽视的方面。
每一个因素的限制面和考虑的因素都很多而且复杂，这也就造成了评价难度高的问题。
在这种背景下进行的适宜性评价其运用科学的方法就显得更为重要了。
一、影响地下空间开发的地址环境因素（1）地形地貌在特定地形地貌上建造的城市，无论是狭义的“城市”，或者是包含地下空间开发的城市，其建造都必须最大化的符合该地区的地形地貌，这是基点。
例如在平原地区城市的地下空间开发，就要充分考虑到平原地区围岩性质比较差，通风排水相对困难，开发费用高，施工难度较大的问题；但与此同时也要充分利用地形平摊便于组织施工的优势。
两者统筹兼顾寻找最优解决方法。
（2）不良岩土体无论是从水文地质与环境地质还是工程地质结构来看，城市地质体中或多或少都会存在着一些对地下空间开发起限制作用的不良岩土体。
对这些不良岩土体的研究主要包括液化土和软弱土，如果能充分掌握两者的特性对于城市规划区地下空间开发有很强的积极性。
具体的内同是：在浅层与浅层地下空间开发深度范围内主要含有第一和第二软土层，其特点是压缩性好、强度低、高低不均匀和含水量较高的特点；对于开发而言容易造成侧向变形和剪切破坏从而导致支护结构的变形，进而降低地下空间的安全系数。
另外，需要特别提出的是，地震时产生的砂土也会对各种建筑和构造物造成损害。
但由于我国处在地质断裂构造带上的城市数量不多，但是对于处在地震带上的城市或城市集中区，这一点必须引起高度重视。
（3）水文条件1、地表水我国大部分的城市都是临海、临江、临河而建，水文条件的影响自然也是其中的重点。
在水域下进行的地下空间开发具有易发生流砂和突涌等灾害且工程难度大，风险高；更重要的是如果不科学、不合理的施工更有可能造成水域内的生态坏境破坏和水体污染，因此地表水网分布对地下空间的开发具有一定的不利影响。
2、地下水这是城市地下空间开发普遍会遇到的问题；例如在进行地下隧道的挖掘时就容易产生流砂、滑坡、坍塌等工程问题，不仅严重影响工程的进度，安全方面的影响也是颇为严重的。
《城市地下空间开发地质环境适宜性评价技术规范》(编制说明)
《城市地下空间开发地质环境适宜性评价技术规范》河南省地方标准编制说明一、编制目的和意义（一）编制目的制定本标准的目的是规范河南省城市地下空间开发地质环境适宜性评价，为开发利用城市地下空间及城市规划提供技术支撑。
（二）编制意义随着城市化进程的推进，城市规模急剧扩大，城市人口迅速增长，用地需求大量增加。
土地资源缺乏、交通拥挤、人口密度过高等因素越来越制约着城市的可持续发展。
积极有序开发利用地下空间，开展土地综合利用，是改善“城市综合症”的最有效途径。
地下空间以岩土体、地下水为介质，地质环境条件是地下空间开发利用的基础，对地下空间开发的安全和经济起决定性作用。
近年来，由于大规模开发地下空间而引发的地面沉降、建筑物损毁、突涌、流砂等等事故频发，因此，正确解决地下空间开发利用中的地质问题，合理评估地下空间开发的地质环境适宜性，是合理开发地下空间的基础。
近年来，由河南省人大研究出台河南省地下空间开发利用管理条例等。
各级城市政府出台促进城市地上地下空间一体规划建设的地方性法规，郑州、洛阳市2017年率先出台，“十三五”期间各市陆续出台。
但是出台的法规政策均是针对地下空间各方面的管理文件，而地下空间开发中的地质环境管理与保护未能同步跟进，全国范围内地下空间开发中地质环境保护和地质安全方面的专门性法规规章以及配套的技术标准基本处于空白，不能有效规范和引导地下空间开发行为，因此编制《河南省城市地下空间开发地质环境适宜性评价技术规范》有非常重要的现实意义，同时也是河南省城市地下空间开发前的必要工作。
建立河南省城市地下空间开发地质环境适宜性评价技术规范，对我省城市规划、建设在地质条件方面具有重要参考意义，也对城市各重要建设工程实施具有实际指导意义，同时可以为未来的城市地下空间专项规划及城市规划提供重要的地学信息。
二、任务来源及编制原则和依据（一）任务来源2019年本标准由河南省地质矿产勘查开发局提出，根据河南省市场监督管理局《关于下达2019年河南省地方标准制修订计划的通知》（豫市监[2019]309号）文件内容，将其列入2019年河南省地方标准制订计划，立项编号为：20193110005，并由河南省地质调查院负责该标准项目的制定。
谈地下空间利用规划评估的方法
谈地下空间利用规划评估的方法作者：付雁军来源：《建筑建材装饰》2019年第09期摘要：本文介绍了地下空间利用规划的一般评估方法，通过前期评估从宏观上把握地下空间资源总体分布和状态，合理预测地下空间开发的数量和质量，提高规劃的科学性。
关键词：地下空间;资源评估;质量评估1评估的基本要素及体系对地下空间资源合理开发有影响的因素包括：工程和水文地质条件、地质环境构造、地下埋藏物、已开发的地下空间、建筑物基础、区位对地下空间开发价值等。
上述因素是地下空间资源调查的对象和评估的基本要素，将其进行分类梳理，用于建立综合评估体系。
2地下空间资源可供合理开发评估地下空间资源评估中，将资源开发受制约区分为受工程、水文地质因素制约而不宜开发地区和受地面空间利用状况和已开发利用地下空间现状制约可开发比例较低的地区。
采用制约区空间图形叠加法和排除法调查评估地下空间资源分布状况，在地下空间资源的总蕴含量中，排除各因素制约后，剩余空间即为可供合理开发的资源蕴藏分布及容量。
计算方法为：V5=V-（V1+V2+V3+V4）;式中V-评估范围内地下空间总蕴藏空间，V1-地质、水文条件制约空间，V2-受地下埋藏物制约空间，V3-受已开发利用地下空间制约空间，V4-建筑物基础制约空间，V5-可供合理开发利用资源空间。
3地下空间资源可供合理开发的质量评估3.1开发难度评估3.1.1评估模型开发难度评估采用多因素综合评价法，基本表达关系式为：I1=∑n=aiwi;式中I1-资源开发难度评估指标和分值，ai-各评估因子及取值，wi-各评估因子权重。
3.1.2评估因子的选取与取值（1）工程地质。
工程地质条件对地下开发稳定性有决定性影响，工程地质条件适宜性a1取值如下：当趋于稳定性为稳定性、较稳定性和不稳定区域时，对应的开发可行性为高、中和低，对应评分为1.5、1.0和0.5。
（2）水文地质。
地下水直接影响到围岩稳定性和工程使用。
水文地质条件适宜性a2取值如下：当地下水文条件为无影响、一般影响和严重影响区时，对应开发可行性为高、中和低，对应评分为1.5、1.0和0.5。
渭南市地下空间开发利用的地质环境适宜性分析评价
渭南市地下空间开发利用的地质环境适宜性分析评价石卫;王友林【摘要】为城市地下空间资源的可持续开发利用提供地学依据,在掌握渭南市地下空间开发利用现状的前提下,识别影响地下空间开发利用的关键地质环境因素,从水文地质条件、工程地质条件、构造稳定性等3个方面,选取10个评价指标,运用层次分析法(AHP)、专家调查法确定各指标因素的权重,结合目标线性加权函数建立评估模型,对浅层(0～15 m)、次浅层(15～30 m)地下空间的地质环境质量分别评价,结果表明:渭南市地下空间开发的地质环境适宜性划分为4个等级,适宜(Ⅰ级)、适宜性较好(Ⅱ级)、适宜性较差(Ⅲ级)和适宜性差(Ⅳ级),其中浅层地下空间开发的地质环境适宜性以Ⅱ-Ⅲ级为主(占比53.5％),次浅层以Ⅲ级为主(占比64.8％).【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2018(040)004【总页数】4页(P134-137)【关键词】渭南;地下空间;地质环境;层次分析法;适宜性【作者】石卫;王友林【作者单位】陕西省地质调查中心,陕西西安 710016;陕西省地质调查中心,陕西西安 710016【正文语种】中文【中图分类】P641.75我国已进入全面建设小康社会的决胜阶段，而面临日趋严重的生存空间拥挤、交通堵塞、环境恶化等“城市病”现象，北、上、广等一线城市先后以城市地质调查为先导，统筹地上地下，逐步将城市地下空间纳入土地利用规划[1-2]。
渭南市现以地下车库、人防工程、浅埋管线的形式开发利用，深度浅、分布零散、沟通性不强。
据“陕西省地下空间十三五规划”，渭南市地下空间开发将主要继续以公共地下停车场为重点，到2020年，完成人均3.5 m2的地下空间开发量。
地质环境是地下空间开发利用的载体，其诸多脆弱敏感因素亦制约着地下空间的开发，且具不可逆性，易遭受破坏难以恢复。
目前，国内外对城市地下空间开发利用适宜性评价常用方法为层次分析法，评价模型有综合指数法、模糊综合评判法、多目标线性加权函数、灰色评价法及人工神经网络法等[3-5]，本文采用层次分析法进行评价。
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Evaluation Model for the Suitability of Underground Space Resources Exploitation and Utilization
2 2 2 Liu Kun1， ，Peng Jian1， ，Peng Fangle1，
（ 1 ． Research Centre for Underground Space of Tongji University，Shanghai 200092 ，China； 2 ． Underground Construction and Engineering Department of Tongji University，Shanghai 200092 ，China） Abstract： Underground space is one of the important natural resources． The evaluation of the suitability of its exploitation and utilization is an important and basic condition for constituting planning of urban underground space development． This paper produces a geotechnical engineering investigation on multifountainhead and complex problems of influencing factors of underground space exploitation and utilization both at home and abroad with adopting analytical hierarchy process （ AHP） and expert questionnaire survey method． Furthermore，it selects mathematic model of multitargets linear weighted function method，and sets up evaluation model for the suitability of one city’ s underground space exploitation and utilization，and gets the final evaluation figure of the suitability with ArcGIS，for the purpose of providing theoretic warranties for underground space planning． Keywords： underground space resources； exploitation and utilization； AHP； evaluation model；ArcGIS
第7 卷 第2 期 2011 年 4 月
地下空间与工程学报 Chinese Journal of Underground Space and Engineering
Vol． 7 Apr． 2011
地下空间资源开发利用适宜性评价模型
柳
1， 2 昆 ， 彭 1， 2 1， 2 建 ， 彭芳乐
*
（ 1． 同济大学地下空间研究中心， 2． 同济大学地下建筑与工程系， 上海 200092 ， 上海 200092 ） 要：地下空间是城市的重要自然资源 ， 其开发利用适宜性评价是编制城市地下空间规 划的重要基础条件。主要对其评价模型进行研究， 首先基于国内外对地下空间资源开发利用 摘 — —地质评价和建设现状评价模型， 评价模型研究现状， 提出了新的评价模型结构— 并对结构中 的各子模型采用层次分析法、 专家问卷调查法、 最不利等级判别法、 排除法等数学方法进行评 再对这两个模型综合考虑， 提出了综合适宜性评价模型， 最终建立了一套适用于中国东部 价， 沿海地区的地下空间资源开发利用适宜性的评价模型 ， 旨在为后续的地下空间总体规划和详 细规划提供理论依据。 关键词： 地下空间资源； 开发利用； 评价模型； ArcGIS 中图分类号：TU91 文献标识码：A 文章编号：1673 － 0836 （ 2011 ） 02 － 0219 － 13
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1110 （ 修改稿） 收稿日期：2010）， 作者简介：柳昆（ 1979男， 四川绵阳人， 博士研究生， 主要从事地下空间开发利用规划及其研究 。 Email： idflyworm@ hotmail． com “十一五” 基金项目：国家 科技支撑计划项目（ 2006BAJ27B02 ）
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地下空间与工程学报
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引
言
解决城市的交通、 环境、 用地紧缺等问题， 开发利用 城市地下空间已势在必行。开发利用地下空间， 就 首先要制订科学的地下空间开发利用规划 ； 保障其 有序合理的健康发展， 就需要充分尊重地下空间作 为自然资源的基本属性。因此， 在认清目前地下空
近年来， 伴随着城市社会与经济的快速发展， 城市中心区的交通、 环境、 用地紧缺等问题也越来 越突出。 因此， 为了缓解这些城市矛盾， 从根本上
第7 卷
间资源开发利用过程中存在问题的前提下 ， 对未开 发的地下空间资源做出科学的评价 ， 确定出满足城 市发展需要的地下空间开发利用适宜性的分布情 况就势在必行。 地下空间资源开发利用的适宜性评价是指在 对地下空间资源的地质、 水文、 地形及地下空间开 发利用现状等条件进行分析和研究的基础上 ， 总体 判断地下空间开发利用工程难度和确定可开发的 资源分布情况， 目的是为地下空间开发利用总体规 划和详细规划的编制提供依据。
类地下设施的使用现状， 并以此为基础提出了根据 岩石区建设难度的地下空间分类 ， 最终建立了岩层 区的地下空间资源开发利用适宜性的评价模 ［5 ］ 《国外城市规划 》 型 。薜华培（ 2005 ） 在 刊物中也