地下空间地质条件适宜性调查评价

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典型滨海平原城市地下空间地质适宜性评价

典型滨海平原城市地下空间地质适宜性评价

第60卷第2期2024年3月地质与勘探GEOLOGY AND EXPLORATIONVol. 60 No. 2March,2024典型滨海平原城市地下空间地质适宜性评价贾伍慧1,李宗发2,刘凯1,闫金凯1,朱伟3,郭本力3,杨鹏3(1.中国地质科学院,北京100037;2.青州市自然资源和规划局,山东潍坊262500;3.山东省地质矿产勘查开发局第八地质大队,山东日照276800)[摘要]地下空间地质适宜性评价是城市地下空间资源开发利用的重要前提。

滨海平原城市因其特定的城市类型,需建立特定的地质适宜性评价体系来指导地下空间地质适宜性评价。

本文以我国典型滨海平原城市日照市为研究区,深入分析了影响地下空间开发的地质环境因素,提出了基于基础性地质和约束性地质条件的滨海平原城市地质适宜性评价指标体系,进一步采用经验分值法、熵权法和综合评价模型厘定了研究区浅层(0~15 m)和次浅层(15~30 m)地下空间地质适宜性分区。

结果显示,评价指标中水位埋深、断裂带、地面沉降和海水入侵等对地下空间地质适宜性的影响较大。

研究区浅层和次浅层地下空间地质适宜性以适宜和较适宜为主,约占研究区面积的90%,不适宜区域约占研究区面积的10 %。

[关键词]地下空间评价体系熵权法约束性地质条件滨海平原城市日照市[中图分类号]P642.5 [文献标识码]A[文章编号]0495-5331(2024)02-0367-10Jia Wuhui, Li Zongfa, Liu Kai, Yan Jinkai, Zhu Wei, Guo Benli, Yang Peng. Evaluation of geological suitability of underground space in typical coastal plain cities[J]. Geology and Exploration, 2024, 60(2): 0367-0376.0 引言随着城市的快速发展,向城市周边和地表高处寻求发展的方式已经无法满足人类发展的需求,地下空间发展则成为有效的替代空间(李烈荣等,2012;赵晋友和黄松, 2013;葛伟亚等, 2021; Dou et al., 2022)。

尉氏县城区地下空间利用地质环境适宜性评价

尉氏县城区地下空间利用地质环境适宜性评价

收稿日期:2020-01-19基金项目:中国地质调查局项目(DD20160229,DD20189263);河南省国土资源厅科研项目(豫财招标采购-2018-132-5)作者简介:唐辉(1987-),男,工程师,硕士,主要从事水工环地质及城市地质研究尉氏县城区地下空间利用地质环境适宜性评价唐辉1,2,匡恒1,2,尚茹2,3,李志娟1,2(1.河南省地质调查院,郑州450001; 2.河南省城市地质工程技术研究中心,郑州450001;3.河南省地质科学研究所,郑州450001)摘要:为了科学合理地开发利用城市地下空间资源,以尉氏县为例,分析影响冲积平原型城市地下空间利用的地质环境因素,以地形地貌、工程地质、水文地质为准则层,结合层次分析法确定权重,建立评价模型,并借助GIS 技术,对研究区不同深度地下空间资源利用的地质环境适宜性进行评价.结果表明:研究区内影响地下空间利用的地质环境因素主要有地貌类型、土质均匀性、主持力层厚度、地下水埋深、地下水腐蚀性、含水层富水性.尉氏县中心城区浅层地下空间资源利用地质环境适宜性较差区占22.55%,中层适宜性较差区占12.18%.在适宜性较差区建设地下工程时,应采取有针对性的工程措施.通过评价尉氏县城地下空间资源利用的地质环境适宜性,可为冲积平原型城市地下空间资源利用提供地学支撑.关键词:城市地下空间;层次分析法;地质环境适宜性;GIS ;聚类分析中图分类号:TU 984.11+3;X 141文献标识码:AEvaluation of Geological Environment Suitability for Underground SpaceUtilization in Weishi CountyTANG Hui 1,2,KUANG Heng 1,2,SHANG Ru 2,3,LI Zhijuan 1,2(1.Henan Institute of Geological Survey ,Zhengzhou 450001,China ; 2.Henan Urban Geological Engineering TechnologyResearch Center ,Zhengzhou 450001,China ;3.Henan Institute of Geological Science ,Zhengzhou 450001,China )Abstract :For scientifically and reasonably exploiting and utilizing the urban underground space (UUS )resources ,taking Weishi County as an example ,this paper analyzed the geological environment factors that could influence the utilization of alluvial plain-type urban underground space.Selecting topography ,engineering geology and hydrogeology as the criterion layer ,the evaluation model was established by combining the analytic hierarchy process (AHP )to determine the weights.With the aid of GIS technology ,the geological environment suitability for utilization of underground space resources at different depths in the study area was evaluated.The results showed that the main geological environmental factors affecting the development and utilization of underground space in the study area are geomorphic type ,soil uniformity ,thickness of main bearing layer ,groundwater depth ,groundwater corrosivity ,and aquifer rich water.In the central urban area of Weishi County ,the area with poor geological environment suitability for shallow underground space resources accounted for 22.55%,and the area with poor suitability for middle layer accounted for 12.18%.Targeted engineering measures should be taken when underground projects are constructed in areas with poor geological environment suitability.By evaluating the suitability of geological environment for the utilization of underground space resources in Weishi County ,it can provide geological support for the utilization of underground space resources in alluvial plain cities.Key words :urban underground space ;analytic hierarchy process ;geological environment suitability ;GIS ;cluster analysis第38卷第3期河南科学2020年3月未来的城市发展需要城市地上地下的统筹规划、建设、运行.城市地下空间作为一种宝贵的空间资源,其开发利用是不可逆的,因此在利用地下空间资源之前一定要科学规划.尤其是利用程度不高的新兴城市,更需要制定全面的、具有战略性的空间规划方案[1].影响地下空间资源利用的因素众多且相互关联[2].未经开发利用之前的地下空间,是由地表下的岩土体、地下水等要素构成的实体;利用之后,这些要素构成地下空间的自然环境条件,决定了地下空间的质量优劣.因此,地质环境条件决定了地下空间资源利用的适宜程度.本文从地质角度出发,针对冲积平原型城市的地下空间,研究分析其利用时地质环境条件对其适宜程度的影响.以地下空间利用程度较低的尉氏县城区为例,选择评价指标,结合层次分析法[3-6]构建一个定量化的评价模型,对不同深度的地下空间资源利用地质环境适宜性程度进行评价,从而为冲积平原型城市地下空间资源开发利用的规划布局提供理论支撑.1研究区概况1.1自然地理研究区为尉氏县城区,位于河南省开封市西南部.研究区内年平均气温为14.1℃,年平均无霜期215d ,年降水分布不均匀,多集中在7—9三个月,年平均降水量为688.3mm ,年平均蒸发量为1811mm.研究区内属淮河水系,地表水主要有贾鲁河、康沟河以及东三干渠、西干渠等引黄灌渠.古黄河冲积平原和现代黄河冲积平原为研究区内两大地貌单元.前者分布于县城西部,地貌形态为近东西向条形岗地以及岗间洼地,地面高程为94~78m ,坡降为2‰~3‰,分布有沙丘等微地貌.后者分布于县城东部,主要由黄河多次决口泛流而成,地面高程为65~72m ,坡降为1‰~2.5‰.1.2地质背景研究区地表为第四系松散层,沉积连续.其厚度西部不足50m ,向东渐增至200m .全新统沉积厚度小于20m ,为风积、坡洪积粉土和粉砂,局部可见1~2层灰黑色淤泥层.上更新统底板深度20~40m ,为冲积粉土、粉细砂、细砂互层,粉土中有较多钙质结核.中更新统底板深度一般为35~60m ,呈现东西厚、中部薄的特征,主要岩性为冲洪积粉质黏土、黏土,局部夹中砂、粉砂,钙质结核普遍分布于该层,局部地段富集,呈灰白、灰黄色短柱状,致密坚硬.下更新统底板埋深40~90m ,主要岩性为冲洪积物粉质黏土、黏土夹中细砂,含较多铁锰质结核,局部钙核富集成层,呈短柱状,致密坚硬.基底构造以隐伏断裂为主,地表有巨厚新生界松散沉积层覆盖.研究区及附近的主要断裂有大隗镇断层、关口断层、张庄街断层、郭店断层、七里岗断层等.1.3地下空间开发利用现状地层深度对地下空间资源的开发利用具有巨大的影响.随着深度的增加,地质环境条件更加复杂,地下工程所承受的岩土体压力增大,勘察难度及施工成本会随之增加,导致经济效益达不到预期效果.尉氏县中心城区地下空间开发利用功能主要有人防工程、地下车库、地下商场、地下市政设施等.结合城市定位及地下空间功能需要,可将地下空间开发利用分为浅层(0~-10m )、中层(-10~-30m )和深层(-30~-50m )三个层次.目前地下空间主要利用层位为浅层和中层,浅层地下空间利用形式主要为电力、给水、通信、供热、供气、污水等市政管线以及多层、小高层建筑的地下储藏室、停车场、人防工程等.中层地下空间利用形式主要为城市轨道交通以及市政综合管廊.深层地下空间可作为储备资源.2影响因素分析地下空间资源开发利用过程中出现的安全问题除了有施工不当等人为原因之外,还有一些自然因素,比如地形地貌、不良岩土条件、水文地质条件以及地质环境问题等,具体表现为地表水体、含水层厚度、富水性、地下水土腐蚀性、地面塌陷、地面沉降、地裂缝、沙土液化、软土等[7-9].本文通过分析尉氏县地质环境条件,筛选出对尉氏县中心城市地下空间开发利用具有显著影响的地质环境条件作为评价指标.2.1地形地貌康沟河以西地势整体较高,分布有岗地和沙丘,呈岗洼相间的特征.岗地和沙丘地势较高,不易形成汇水;洼地较周围地势较低,易形成汇水区.贾鲁河漫滩地势较低,主要影响浅层地下空间资源利用布局以及--430引用格式:唐辉,匡恒,尚茹,等.尉氏县城区地下空间利用地质环境适宜性评价[J].河南科学,2020,38(3):429-434.地下地上的联通方式.2.2工程地质条件在地下空间开发的深度内,工程地质条件作为主要影响因素,决定了地下工程的施工难度和工程安全,对地下空间资源利用的经济性和项目的总体安全性起着控制作用.研究区内基岩埋深大、无特殊土分布,而且场地稳定性评价等级为基本稳定.因此,主要从土体的工程性质和土质均匀性两个方面对影响地下空间资源利用的工程地质条件进行讨论.一方面土体具有不均一性,且评价面积较大,土体的承载力、压缩模量等物理力学性质指标无法在平面上进行插值分区.因此评价土体工程性质时,利用现场试验和室内试验数据进行各土层物理力学参数分析,研究确定不同深度地下空间的主持力层,根据不同深度地下空间的主持力层厚度进行分区.主持力层厚度越大的区域,其土体工程性质越好,越有利于地下工程的建设.另一方面地下工程所处的环境介质越均匀,所受的应力环境就越简单,结构就更稳定,不易产生裂缝、失稳等危害.同时土质越均匀,其物理力学性质相近,地下工程施工难度相对就越低,因此选取岩土体结构类型作为评价土质均匀性的指标.研究区所处的工程地质区可分为古黄河以及现代黄河冲积平原工程地质区.前者上部多见沙丘岗地,岩性以粉细砂为主,下部以粉土、粉质黏土为主;后者上部主要为粉细砂、粉土,中部为中细砂,下部主要为黏性土.研究区地下空间开发深度内的土体主要包括砂、粉土以及粉质黏土.可利用现场试验和室内试验数据分析其工程地质性质.土体工程性质的好坏影响其承载力和稳定性,从而影响工程安全性以及施工成本.区域岩土体结构类型多为多层,局部为双层结构,土质均匀性影响地下工程结构的稳定性以及施工难度. 2.3水文地质条件浅层潜水及微承压水分布于研究区内地下空间开发深度内,赋存于新近系和第四系全新统、上更新统冲洪积、冲积物的孔隙中.含水层底板埋藏深度为15~55m,厚8~45m.影响地下空间资源利用的水文地质条件主要包括地下水水位埋深、地下水腐蚀性、含水层富水性等.研究区内含水层富水性强弱不等,部分区域地下水存在一定的腐蚀性,地下水水位埋深大小不一.地下水位过高会导致地下工程开挖过程中基坑降水、隔水难度增大,增加施工成本.地下水位过高也可能造成渗流、流沙和管涌等威胁地下工程安全、增加施工成本的问题.地下工程还会受到地下水浮托作用的影响,若不采取措施,结构可能被破坏,安全运行会受到影响.具腐蚀性的地下水则会腐蚀地下工程结构,影响其耐久性.2.4环境地质问题根据环境地质调查报告成果可知[10],研究区内没有影响地下空间资源利用的地面沉降、特殊土、砂土液化等环境地质问题.因此本次评价中不考虑环境地质问题.3评价步骤3.1评价指标体系构建结合研究区不同深度的地质环境条件对地下空间资源利用的影响类型及影响程度的不同,分别建立浅层(0~-10m)、中层(-10~-30m)和深层(-30~-50m)的评价指标体系,见表1.表1地下空间利用地质环境适宜性评价指标体系Tab.1The evaluation index system of geological environment suitability for underground space utilization准则层地形地貌工程地质条件水文地质条件评价指标地貌类型土质均匀性主持力层厚度/m潜水埋深/m含水层厚度/m含水层富水性/(m3·d-1)地下水腐蚀性指标分级标准等级赋值浅层中层、深层浅层中层、深层适宜1岗地、沙丘单层结构(8,10](16,20](10,15][0,5][0,500]微基本适宜0.7泛流平地双层结构(6,8](12,16](8,10](5,10](500,1000]弱适宜性较差0.4岗间洼地三、四层结构(4,6](8,12](4,8](10,15](1000,3000]中适宜性差0.1贾鲁河漫滩四层以上结构[0,4][0,8][0,4](15,20](3000,5000]强--431第38卷第3期河南科学2020年3月3.2评价单元划分地下空间资源利用适宜性评价是以空间单元为评价单元载体,构建指标体系和评级模型,对各单元载体上评价因子的属性值进行叠加,形成地下空间资源利用的地质环境适宜性分区.为满足城市地下空间资源利用的需求,与城市地下空间规划相适应,评价时需在竖向上分层,平面上划分单元.平面上,以各评价要素的属性边界为评价单元边界,选择不规则多边形法进行划分.竖向上,评价单元的划分结合地下空间资源利用现状及规划,分为浅层(0~-10m )、中层(-10~-30m )和深层(-30~-50m ).3.3评价方法选用综合指数模型中的加权平均法进行评价,具体公式如下所示:PI =∑i =1nW i P i ,其中:PI 为地质环境适宜性综合指数;W i 为各评价指标权重;P i 为各评价指标指数值;n 为评价指标个数.3.4定权方法目前,专家打分法、序列综合法、熵值法、层次分析法、公式法等定权方法应用较多且相对比较成熟[11-12].针对城市地下空间的多重特性,结合建立的评价指标体系,用完全定量化的定权模型来求取评价指标的难度很大.层次分析法作为一种定性半定量的定权方法,适用于适宜性评价指标的权重确定.其大致可分为三个步骤:①构造判断矩阵.请多位专家对各影响要素的相对重要程度进行打分,据此得到判断矩阵;②指标权重计算.求出判断矩阵最大特征向量,并进行归一化处理,即得各因子权重;③进行一致性和随机性检验.采用层次分析法,分别对不同深度的地下空间资源利用地质环境适宜性评价指标中的重要因素进行权重分配,权重分配结果见表2.表2评价指标权重分配Tab.2Weight distribution of the evaluation indexes 准则层地形地貌工程地质条件水文地质条件评价指标地貌类型土质均匀性主持力层厚度潜水埋深/含水层厚度含水层富水性地下水腐蚀性权重浅层0.16340.17990.35970.14840.07430.0743中、深层0.14280.21430.21430.17140.17140.08583.5评价结果分级聚类分析可以避免传统分类方法的主观性[13].本次聚类分析采用的是K 均值聚类算法[14].应用聚类分析结果见表3.表3评价结果分级标准Tab.3Grading standard for the evaluation results 不同深度地下空间浅层中层深层分级标准适宜(0.68,1](0.68,1](0.67,1]基本适宜(0.53,0.68](0.55,0.68](0.52,0.67]适宜性较差(0,0.53](0,0.55](0,0.52]3.6评价过程首先,基于GIS 平台,矢量化不同深度的评价指标,并赋属性值.再将不同深度的单因素分区图分别叠加分析,生成不同深度的评价单元图.然后,采用综合指数模型——加权平均法计算各评价单元的适宜性指数值,将各评价单元的适宜性指数值进行聚类分析,并按聚类分析结果对各评价单元分类分级.最后,根据分级结果,分别绘制不同深度地下空间资源利用地质环境适宜性评价图.--4324评价结果4.1浅层地下空间资源利用地质环境适宜性评价结果研究区浅层地下空间资源利用地质环境适宜性等级可分为:适宜、基本适宜以及适宜性较差三个等级(图1).适宜区主要分布于大营乡以东、门楼任乡以北的区域,面积为58.19km 2,占整个中心城区的37.38%.该区域地貌类型为岗地沙丘和岗间洼地,主持力层厚度均在8m 以上,土层工程性质较好.潜水位埋深较大,地下含水层富水性较差,地下水腐蚀性微弱.土体结构类型为双层或三层,土质均匀性相对较好.基本适宜区主要分布于邢庄乡西—县城附近—城关镇一带,面积为62.38km 2,占整个中心城区的40.07%.该区大部分区域地貌类型为泛流平地,主持力层厚度大部分在6~8m ,土层工程性质一般.土层结构为三层或四层结构,土质均匀性稍差.地下水水位较高,腐蚀性微弱,且含水层富水性为中等.适宜性较差区主要分布于北部邢庄乡周围以及贾鲁河沿岸,面积为35.09km 2,占整个中心城区的22.55%.该区地貌类型为泛流平地,主持力层厚度较小,土体物理力学性质较差,土质均匀性较差.地下水腐蚀性为微弱,地下水水位高于开发层位,影响地下工程施工,地下含水层富水性较好.4.2中层地下空间资源利用地质环境适宜性评价结果研究区中层地下空间资源利用地质环境适宜性等级可分为:适宜、基本适宜以及适宜性较差三个等级(图2).适宜区主要分布于大营乡以东至大桥乡以西的区域,面积为50.04km 2,占整个中心城区的32.15%.该区域地貌类型为岗地沙丘和岗间洼地,主持力层厚度均大于16m ,其工程性质较好.大部分区域含水层较薄,厚度小于5m ,且含水层富水性较差,利于地下工程的施工,地下水腐蚀性微弱.土体结构类型较简单,为双层或三层结构,土质均匀性一般.基本适宜区主要分布于研究区中部的大部分区域,面积为86.65km 2,占整个中心城区的55.67%.该区域大部分区域地貌类型为泛流平地,主持力层厚度一般为12~16m ,土层工程性质较好.土层结构稍复杂,为三层或四层结构,土质均匀性稍差.含水层较厚,且富水性较好,不利于地下空间施工,地下水腐蚀性微弱.适宜性较差区主要分布于邢庄乡的局部区域以及贾鲁河以东的区域,面积为18.97km 2,占整个中心城区的12.18%.该区域地貌类型为泛流平地,主持力层厚度在12~16m ,土层工程性质良好.土质均匀性较差,土层结构复杂,为四层以上结构.地下水腐蚀性为微弱,地下水水位埋深较小,含水层富水性较好.4.3深层地下空间资源利用地质环境适宜性评价结果研究区深层地下空间资源利用地质环境适宜性可分为适宜和基本适宜两个等级(图3).适宜区主要分布于大营乡—大桥乡—城关镇一带,面积为87.3km 2,占整个中心城区的56.08%.该区域地图1浅层地下空间资源利用地质环境适宜性评价图Fig.1The partition map for geological environment suitability evaluation of shallow underground space resource utilization 适宜区基本适宜区适宜性较差区04km 图2中层地下空间资源利用地质环境适宜性评价图Fig.2The partition map for geological environment suitability evaluation of middle underground space resource utilization 适宜区基本适宜区适宜性较差区04km 引用格式:唐辉,匡恒,尚茹,等.尉氏县城区地下空间利用地质环境适宜性评价[J ].河南科学,2020,38(3):429-434.图3深层地下空间资源利用地质环境适宜性评价图Fig.3The partition map for geological environment suitability evaluation of deep underground space resource utilization 适宜区基本适宜区04km --433第38卷第3期河南科学2020年3月貌类型为岗地沙丘、岗间洼地和泛流平地,主持力层厚度均在16m 以上,土层工程性质较好,承载力高,利于地下工程建设.西部含水层厚度较小,富水性较差,中南部含水层厚度较大,富水性较好.地下水腐蚀性微弱.土体为双层或三层结构,土质均匀性相对较好.基本适宜区主要分布于北康沟河沿线以及邢庄乡—城关镇以东的区域,面积为68.36km 2,占整个中心城区的43.92%.该区域大部分区域地貌类型为泛流平地,主持力层厚度均在12~16m ,土层工程性质良好.土层结构为三层以上结构,土质均匀性稍差.含水层富水性为中等富水或强富水,地下水腐蚀性微弱.5结论1)以尉氏县为例,研究分析了影响冲积平原型城市地下空间资源利用的主要因素,将其归为三大类,主要为地形地貌、工程地质和水文地质条件.其中地形地貌方面主要影响因素为地貌类型.工程地质条件方面主要影响因素为土质均匀性、主持力层厚度.水文地质条件方面主要影响因素为地下水埋深、地下水腐蚀性、含水层富水性.2)建立了浅层、中层及深层地下空间资源利用地质环境适宜性评价指标体系,根据其影响程度采用层次分析法确定其权重,并用聚类分析方法对不同深度地下空间资源利用的地质环境适宜性进行了分级.3)从评价结果来看,尉氏县中心城区浅层地下空间资源利用地质环境适宜性较差区主要分布于北部邢庄乡周围以及贾鲁河沿岸,面积为35.09km 2,占整个中心城区的22.55%.中层地下空间资源利用地质环境适宜性较差区主要分布于邢庄乡的局部区域以及贾鲁河以东的区域,面积为18.97km 2,占整个中心城区的12.18%.深层地下空间资源利用地质环境基本适宜区主要分布于北康沟河沿线以及邢庄乡—城关镇以东的区域,面积为68.36km 2,占整个中心城区的43.92%.大型地下工程若建设在地质环境适宜性较差区,将会面临较大风险,成本也较高.建议在建设地下工程时,应采取有针对性的工程措施,比如做好工程降水、基坑支护设计及对既有地表建筑物的沉降变形监测等.参考文献:[1]辛韫潇,李晓昭,戴佳铃,等.城市地下空间开发分层体系的研究[J ].地学前缘,2019,26(3):104-112.[2]彭建,柳昆,郑付涛,等.基于AHP 的地下空间开发利用适宜性评价[J ].地下空间与工程学报,2010,6(4):688-694.[3]欧孝夺,杨荣才,周东,等.AHP 法在南宁市地下空间开发地质环境适宜性评价中的应用[J ].桂林工学院学报,2009,29(4):474-480.[4]郝爱兵,吴爱民,马震,等.雄安新区地上地下工程建设适宜性一体化评价[J ].地球学报,2018,39(5):513-522.[5]蒋旭,王婷婷,穆静.地下空间开发利用适宜性与资源量的应用研究[J ].地下空间与工程学报,2018,14(5):1145-1153.[6]柳昆,彭建,彭芳乐.地下空间资源开发利用适宜性评价模型[J ].地下空间与工程学报,2011,7(2):219-231.[7]李英民,王贵珍,刘立平,等.城市地下空间多灾种安全综合评价[J ].河海大学学报(自然科学版),2011,39(3):285-289.[8]刘宝琛.综合利用城市地面及地下空间的几个问题[J ].岩石力学与工程学报,1999,18(1):109-111.[9]吴文博,曹亮,刘健,等.苏州地下空间开发地质环境因素的分析评价[J ].防灾减灾工程学报,2013,33(2):131-139.[10]唐辉,翟小洁,龚晓洁,等.1∶5万尉氏县幅(I50E010001)环境地质调查成果报告[R ].郑州:河南省地质调查院,2017.[11]王晖,陈丽,陈垦,等.多指标综合评价方法及权重系数的选择[J ].广东药学院学报,2007,23(5):583-589.[12]王靖,张金锁.综合评价中确定权重向量的几种方法比较[J ].河北工业大学学报,2001,30(2):52-57.[13]唐东明.聚类分析及其应用研究[D ].成都:电子科技大学,2010.[14]张建萍,刘希玉.基于聚类分析的K-means 算法研究及应用[J ].计算机应用研究,2007,24(5):166-168.(编辑杨晓燕)--434。

地质勘测报告评估地下地质条件对基础设施建设的适宜性

地质勘测报告评估地下地质条件对基础设施建设的适宜性

地质勘测报告评估地下地质条件对基础设施建设的适宜性地下地质条件对基础设施建设的适宜性具有至关重要的影响。

在基础设施建设过程中,对地下地质条件的评估是确保工程的稳定性和可持续性的重要一步。

本报告将评估地下地质条件对基础设施建设的适宜性,并提供相应的建议。

1. 概述地下地质条件是指地下岩层、土层、地下水位等与基础设施建设相关的地质要素。

地下地质条件的评估旨在了解地质条件的复杂性和特殊性,以避免潜在的工程风险和灾害。

地质勘测报告能够提供准确的地质信息,进而评估地下地质条件对基础设施建设的适宜性。

2. 勘测方法地质勘测常用的方法包括物探、钻探和地震勘测等。

物探方法主要用于获取地下岩石和土层的地理分布情况;钻探方法通过钻孔获取岩心样品,以获得更详细的地层资料;地震勘测方法则能够测量地下岩层的结构和性质。

3. 地下岩层评估地下岩层的评估是基础设施建设中最重要的一环。

岩层的稳定性、承载力以及与工程建筑物的相互作用都会影响基础设施的安全性和可持续性。

通过钻探和采样,可以研究地下岩层的组成、结构、强度和透水性等因素,并根据这些因素评估基础设施建设的适宜性。

4. 土层评估土层的评估同样对基础设施建设至关重要。

土层的性质将影响基础设施的隔离性、排水性和稳定性。

通过物探和钻探,可以获取土层的厚度、密度、水含量等信息,并根据这些信息评估土层的质量和适宜性。

5. 地下水位评估地下水位直接关系到基础设施建设的稳定性和可持续性。

地下水的流动和水位变化会对地下岩层和土层产生一定的影响,进而影响工程建筑物的安全性。

地下水位的评估可以通过地下水位监测井和水质采样等方法进行,以获得准确的地下水位信息,并评估对基础设施建设的适宜性。

6. 综合评估和建议在综合评估地下地质条件的基础上,我们可以得出对基础设施建设的适宜性建议。

根据地下岩层、土层和地下水位的状况,我们可以评估工程的稳定性、可持续性和安全性,并提出相应的技术要求和建设方案。

结论地下地质条件对基础设施建设的适宜性评估是确保工程建设的稳定性和可持续性的重要一环。

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

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。

南宁市地下空间开发地质环境适宜性评价

南宁市地下空间开发地质环境适宜性评价
< O . 1 >l 5 < O . 3 < 3 无 无 无 无
无 膨 胀 土
> O . 8
> O . 2 5
自然 稳

b 类
阶地 5
弱 膨 0 . 6 ~ 1 0 胀土 0 8

0 . 2 ~ O . 2 5 0 . 1 5 ~ 0 . 2
a 类 阶地 < 5

地 形地 貌
岩土体特征
水文地 质条件
地质灾害与环境工程地质 问 题
土 体 渗 土 体 压 地 下水 地 下 水 透 性 岜江 洪 地 震 地 面 砂 土 边 坡 失 缩系数 位埋深 综合污 ( m/ 泛 灾 害 灾 害 变 形 液 化 稳 ( MP a ) ( m) 染 指 数 d )
B4, B5)
城市地下 空间开 发利用的地质环境适宜性评价是一个综合 性 的岩土工程 问题,其适 宜性评价 涉及 区域 地质、地形地 貌、 岩土性状等准则 ,每一个准 则又包含 诸多指标因素 ,其 中既有 确定性的指标 因素 ,如岩土体承 载力等,又包含非确定性的指 标因素如砂土液化 的影 响等 。本 文首先筛选地质环境的影响指 标体系 ,在 采用层 次分析法确 定各指标 因素权重 的基础之 上, 再运用模 糊综合 评判法 ,综合 考虑各确 定性和 非确定性 因素, 从而获得一个定量 的综合评 判结果,用 以评价南宁市各 区域地 下空间开发 的地质环境适 宜程度 。 1地质环境适宜性评价指标 分析 1 . 1评价指标体系 城市 地 下空 间开 发 的地质 环境质 量评 价 系统是 一个 多层 次、多因素的复杂系统 ,影 响和控制地质 环境质量优劣 的因素 很多 , 在 选 取 中 ,结 合 南 宁 市城 市 工程 地 质 特 点 按 分 级 、 分序 、 抓主 、淡次的原则 ,将其地 下空间开 发的地质环境质量 因素划 分 为 主 次 级 ,如 表 1 所示 。 表 1南宁市地下空间开发的地质环境质量影响 因素分级

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。

《2024年基于模糊数学的北京城区地下空间地质适宜性评价》范文

《2024年基于模糊数学的北京城区地下空间地质适宜性评价》范文

《基于模糊数学的北京城区地下空间地质适宜性评价》篇一一、引言随着城市化的快速发展,北京作为我国的重要城市,面临着严重的空间资源压力。

为了有效解决这一问题,地下空间的开发利用已成为重要的发展方向。

然而,北京城区的地质条件复杂多变,如何准确评估地下空间的适宜性显得尤为重要。

本文以模糊数学为理论基础,对北京城区地下空间的地质适宜性进行评价,以期为相关工程提供决策依据。

二、研究背景及意义随着城市化进程的加速,地下空间的开发利用已成为城市发展的重要方向。

北京作为我国的首都,地下空间的合理利用对缓解城市压力、优化资源配置具有重要意义。

然而,由于北京城区的地质条件复杂,地形的差异、岩性的不均一、地下水位的波动等因素都可能影响地下空间的适宜性评价。

因此,本研究旨在运用模糊数学理论,对北京城区地下空间的地质适宜性进行准确评价。

三、模糊数学理论及应用模糊数学是一种处理模糊性、不确定性问题的数学方法。

在地质工程领域,模糊数学可用来描述地质体的不确定性、模糊性等特点。

本文将模糊数学理论应用于北京城区地下空间地质适宜性评价中,通过建立评价模型,将地质因素、环境因素、工程因素等综合考虑,对地下空间的适宜性进行定量评价。

四、研究方法与数据来源本研究采用模糊综合评价法,结合北京城区的地质资料、环境数据、工程实践等信息,建立地下空间地质适宜性评价指标体系。

数据来源主要包括地质勘查资料、环境监测数据、工程实践数据等。

通过收集、整理、分析这些数据,运用模糊数学理论,对北京城区地下空间的适宜性进行评价。

五、评价指标体系及权重确定根据北京城区的地质特点、环境状况及工程需求,建立地下空间地质适宜性评价指标体系。

该体系包括地形地貌、岩性特征、地下水条件、环境质量、工程条件等多个方面。

运用层次分析法确定各指标的权重,以确保评价结果的客观性和准确性。

六、评价结果及分析根据建立的评价指标体系和权重,运用模糊数学理论对北京城区地下空间的适宜性进行评价。

渭南市地下空间开发利用的地质环境适宜性分析评价

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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地下空间建设地质条件适宜性调查评价
项目申请书
一、工作目的意义
随着经济的发展,地下空间经济建设意义越来越重大。

党的“十九大”报告明确提出国土空间开发保护工作,我市城市总体规划提出“合理开发和利用城市地下空间”的要求。

我市城市建设日新月异,地下空间建设工程越来越朝着大型化、大深度方向发展,地铁、交通枢纽工程等大型工程开发利用深度很多都超过了30米,大型建设地域范围也更加广泛,今后地下铁路网、城市隧道、大规模地下综合体、地下综合管线廊道等地下工程规模及深度将越来越大。

随着大规模地下空间的利用和开发,也出现了一些问题,地下工程时有事故发生。

我市地质条件复杂多变,给地下工程建设带来很多困难,如地下水问题,许多工程建设由于对区域或地段水文地质、工程地质条件不清,局部场地地质工作难以对整体地质条件做出准确判断,甚至预计与实际相差较大,造成工程施工过程中事故频发,有的甚至造成重大损失,有的对周边地质环境造成较大危害。

我市以往地质工作以深部为主,浅部尤其是深度100米以上的地质工作较少,研究程度低,给地质工作应用带来不便。

鉴于以上情况,建议开展我市地下空间建设工程地质条件适宜性调查评价项目,对我市各主要经济区深度100米以浅系统进行水工环、物探及基础性研究工作,重点进行地质条件调查,地质条件对工程建设的影响及工程建设对地质环境的影响评价,开展地质条件适宜性评价。

该项目针对性强,对于我市重要经济区规划、建设在地质条件方面具有重要参考意义,也对各重要建设工程实施具有实际指导意义。

二、立项依据
1.我市地下空间建设地质安全风险凸显
我市地质沉积环境多变,属于典型的软土为主的地区,且既有厚达10余米的淤泥层土层分布,又有厚达数米的砂层存在,含水层分布、水量、水位、水质等变化较大,一些古河道地下水丰富,工程建设时地下水活动强烈。

这些都使地
下空间建设地质安全风险增大,即对建设工程产生危害,工程建设也会对地质环境产生威胁。

2.浅层地质条件研究程度低
我市多年以来对深部地质工作较为重视,浅部地质工作尤其水工环地质工作较少,地质环境监测也不够,研究程度低,不能满足经济发展对浅部地下空间地质工作的需求。

3.保障我市城市建设地质安全的需要
浅层地质条件对城市建设至关重要,尤其是我市浅部地质情况复杂多变,不利因素多,对城市建设产生重大影响,甚至威胁建设安全及地质环境安全,所以加强浅层地质工作是非常必要的。

通过浅层地质条件的调查评价,对我市主要经济区进行地下空间建设工程适宜性分区,评价工程建设与地质环境的相互影响和主要环境地质问题,发挥地质工作对我市城市规划建设的重要参考作用。

三、主要工作目标和任务
1.工作目标
通过项目工作对我市重要经济区浅层(100米以浅)地质条件进行基础性、整体性、系统性了解,突出水工环地质工作,突出主要环境地质问题的调查研究,突出地下空间建设与地质环境的相互影响研究,开展地质环境监测,从实用性和针对性方面做好地下空间建设适宜性调查评价,技术先进,切实发挥地质工作为我市城市规划建设服务的重要作用。

2.工作任务
(1)充分收集钻探、物化探、各类试验、样品测试、监测、遥感及各类地质研究资料;
(2)进行各重要经济区1:50000水工环地质调查;
(3)水工环地质钻探,控制最大深度100米,并按地质条件控制各个层位;
(4)水工环地质试验,重点进行抽水试验,了解水文、工程地质参数、地下水富水性等,重要试验点应即时监测地质环境变化,及时发现环境地质问题,并进行相关环境地质问题评价预测;
(5)物探,采用高密度电法、浅层地震横波、地质雷达等手段,了解地层特征,结合钻探资料了解地质沉积环境、沉积相,圈定古河道等;
(6)样品测试,对采集的地质、水工环地质各类样品进行测试;
(7)地质环境监测,监测地下水动态及浅层地面沉降变化特征;
(8)通过各项工作手段基本查明浅层(100米以浅)地质条件,评价地质条件对工程建设的影响以及工程建设对环境地质的影响,进行主要经济区地下空间建设适宜性分区,提出地下空间开发利用意见建议;
(9)建设我市浅层地质环境数据库。

工作时间预计年- 年,按年度分区域开展。

四、主要工作内容
1.资料收集
收集已有基础地质、水工环地质、地下水环评、地质灾害及遥感等研究报告资料,收集钻探、物化探、各类试验、样品测试及监测资料,收集气象、水文(尤其是河流)、地下水开采利用、环境及社会经济等资料,进行资料综合分析整理。

2.水工环地质调查
比例尺1:50000。

了解第四纪地层与地貌的分布特征,分析不同地质时期的岩相古地理变化情况,重点分析研究古河道分布、变迁、沉积物叠置关系,冲洪积扇的分布、规模、边界条件及水文地质特征;了解含水层埋藏条件、分布规律、富水性,浅层地下水的补给、迳流、排泄条件及其动态变化规律;了解水井分布、利用、深度、水量、水位、水质情况,有条件时做简易抽水试验;了解水土环境对建筑物的腐蚀性;了解河流分布、演变、季节性流量及水位变化;了解软土分布、成因及工程特征,砂性土砂土液化特征,了解地面沉降成因、危害、发展历史和现状,地下空间建设与地面沉降的相互影响。

3.水工环地质钻探
主要在古河道比较发育、地下水活动比较强烈、软土厚度大及重点地下空间建设区布置钻孔,各钻孔深度能够满足查明各重点层位地质情况;布置部分区域性控制钻孔,最大控制深度100米。

各钻孔一般要成井并进行抽水试验;特别重要地段或典型地段要进行多孔或群孔抽水试验,根据需要布置多个观测孔。

部分钻孔为地质研究及样品采集孔。

遵循一孔多用原则,用于采取岩芯、地质研究、地质试验、样品采集、地下水动态观测等
4. 抽水试验
单孔抽水试验主要取得含水层涌水量、水位、水质及相关参数等数据。

多孔或群孔抽水试验,配置多个观测孔,并在地表一定范围进行时时及后期地面沉降监测,采用数值法模型对试验过程进行模拟计算及预测,取得各项水工环地质参数,然后利用数值法模型模拟各种工程建设抽排水情况、抽排水的难度、出现的地下水问题以及对工程建设的影响,另外计算评价各种工程建设抽排水对地下水及地面沉降等地质环境的影响,评价地质安全性。

利用以上工作成果作为地下空间建设适宜性评价的重要参考依据。

5. 物探
应用高密度电法、浅层地震横波、地质雷达等方法探测地层结构,划分含水层及其它地质层位;结合钻探资料进行地质沉积环境、岩相古地理研究,重点研究古河道分布、变迁、沉积物颗粒、富水性及水文地质特征,研究冲洪积扇的分布、规模、沉积物变化等,研究海相沉积条件,软土特性、分布、厚度变化等,
6.样品测试
利用钻孔采取水工环地质各类样品进行测试,用于地层鉴定、工程地质评价、地下水与地面沉降计算等。

采取水样进行化验。

7.地质环境监测
利用成井钻孔进行地下水水位、水质监测,重点区域地表进行地面沉降监测。

鉴于我市浅层地下水监测点较少,项目结束后,建议水井监测点纳入我市地下水动态监测网,长期监测。

8.测量
测量所有钻孔、物探点、地面沉降监测点及重要地质调查点的位置和高程。

9. 我市浅层地质环境数据库
建设我市浅层地质环境数据库,为我市地下空间规划建设提供服务。

五、预期成果
1.《我市地下空间建设地质条件适宜性调查评价报告》;
2.我市浅层地质环境数据库。

六、成果应用
该项目为综合性、实用性地质项目。

一方面加强地质基础性科研,为实用性研究奠定基础,另一方面工作的重心主要是进行实用性水工环地质调查评价。

从立项目的到目标任务以及工作内容,都体现了项目了实用性和针对性安排,有的放矢,每项工作都有实际意义,弥补以往浅层地质工作的不足,确保工作成果直接服务于经济建设。

通过调查、钻探、物探、试验及综合研究等工作手段能够评价不同区域、不同层位地下水、软弱土层等不利地质条件对地下空间建设的影响,以及地下空间建设对地质环境的影响,进行适宜性评价分区,地下空间开发利用应该根据地质条件情况进行规划建设。

建设工程尤其是大型建设工程一般应避开不利地质条件地段及层位,当确实不能避开时,应有预案,进一步强化地质工作,采取必要的工程措施,消除风险,避免发生事故、重大损失及严重地质环境问题,不能仅做一般性工程地质勘察就贸然施工建设。

该项目成果可作为地下空间建设的重要参考依据。

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