基于GIS的新乡市水文地质环境调查与评价

王学鹏 张亮 温俊涛

[摘要]城市规划建设是一个多因素、多层次的复杂过程，在城市规划中如何择优利用、适应改造工程地质环境条件，防治可能出现的环境工程地质问题，减少地质灾害的发生，无疑是十分重要的。本文以GIS作为工具，从三个方面对工程地质环境质量进行评价。

[关键词]工程地质；环境质量；区域稳定性；地基稳定性；地面稳定性

[中图分类号]S959 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）05-0003-01

1、概况

地质环境评价（geological environment evaluation）是指地质环境对人类生存与发展适宜性的综合性评价，为区域经济开发和环境建设与保护提供决策依据。地质环境评价主要是依据环境地质问题与地质灾害对人类生存与发展的不利影响，按照“无问题（灾害）即优良”的基本原则，作出安全意义上的好坏评判。依照评价的内容不同，地质环境评价可以分为地质环境质量评价、地质环境容量评价。根据调查目的不同又可分为综合性评价和专题性评价。进行地质环境评价时，可借助地理信息系统（GIS）管理基础和图形数据，划分评价单元，处理评价结果和成图。条件允许时可将数据管理、评价模型等功能都整合到GIS应用系统中。

新乡市暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，春季干燥少雨多风沙，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷少雪。多年平均气温11℃，最高气温31℃，最低气温-9.3C，年降水量560-600mm，主要集中在7-9月，占全年降水量的73%，年蒸发量1800-1920mm。全区地势平缓，主要的地貌以冲积海积平原区和海积滩涂区为主，是一个正在开发建设的新城。

2、研究方法

城市工程地质环境质量评价也就是城市工程地质环境稳定性评价，城市工程地质环境稳定性按其决定因素与表现形式可分为地壳、地面及地基稳定性三个方面。

2.1区域稳定性

区域稳定性（regional stability）直接影响城市的安全和经济，是城市总体规划阶段应首先论证的问题，是保证城市规划方法案经济合理性和技术可能性的前提。

根据资料可知，该区存在一条断裂——柏各庄断裂，由上面的内容和该区域的实际情况把第一级缓冲区域定在200米，为了谨慎起见，建立了第二级缓冲区域，即在第一级的基础上又向四周扩大300米。据以上的分析，按照三个等级划分研究区域（如表1）。

2.2地基稳定性

地基稳定性（fotmdation stability）始终是个规划阶段的主要问题。主要是指地基岩土的强度和变形。考虑带多层地下室的6层以上多层建筑和高程建筑物，基础的埋深—般应该不超过6m，因而Xg6m切面深度的地基土进行分析。由钻孔点的抛面图可以看出，在6米切面处，有四个的土层出现，但岩土类型只有两类，承载力值也可以归为三类，对建筑物来说研究区地基等级为中等和较差区，只适宜多层和单层建筑（如表2）。

2.3地面稳定性问题

地面稳定性或称地表稳定性，则指地壳表面在地球内、外动力地质作用和人类工程——经济活动影响下的相对稳定程度。

外力地质作用结果造成人们的生命财产损失的称为地质灾害，主要包括山崩、滑坡、泥石流等。由于人类的活动而引起的地质灾害主要包括地面沉降、海水入侵等。这些都会给城市的发展建设带来一定的影响。笔者认为主要考虑地下水的埋深状况、地表的坡度、地面沉降这三大方面的因素。引起地下水变化的因素很多，可归纳为自然因素与人为因素两大类。在北方地区还要考虑地下水的冻融作用（表3）。

地面沉降是指地面高程的降低，又称地面下沉或地沉，均指地壳表面某一局部范围内的总体下降运动。地面沉降的特点是以缓慢的、难于查觉得向下垂直运动为主，只有少量的或基本没有水平的位移，可能影响的平面范围可大至几千平方公里。由于地面沉降与人类工程活动有着直接的联系，它常常产生于具备了特定地质环境的工业化和城市化地区，给这些地区的社会经济发展、城市建设、环境保护和人类生活带来危害。由已有资料可以看出，该区的地面沉降量大致相同，区分度不是很明显，按照统一的标准处理即可。

3、结果与分析

综上所述，对城市工程地质环境综合评价指标的制定，只要是根据城市地壳、地基、地面稳定性具体情况而定。本文给出的是根据研究区域的实际情况而定的评价指标（表1）。

此时在ArcView3.3里，共形成了三个图层，第一个图层是断裂缓冲区图 地壳稳定性，第二个图层是地下水埋深和砂土液化的综合图（地下水埋深图和砂土液化图叠加后产生的图件 把它们的图形与屙性同时叠加），第三个图层是6m切面承载力分布图。把每一个图层都分别按照表1、表2、表3所示的指标给该图层上相应的图形辅以属性值，然后在ArcView3.3的Geoprocessing模块下，View-Geoprocessing Wizard菜单下对以上三个图层进行多边形的叠加处理，形成一个新的图层，同时系统会自动把三个图层的属性进行叠加，由于三个图层都是失量图层，所以其结果可能会出现一些碎屑多边形，对其进行过虑，消除碎屑多边形得出该区域建筑物适宜性评价图。

参考文献

[1]刘广润.工程地质工作的最大效益机会存在于工程规划选址中[J].水文地质工程地质，1992，（4）：1～2

[2]胡广韬.关于环境工程地质学的研究对象与其基本内容[J].水文地质工程地质，1992，19（6）：34-38

[3]李相然.城市规划地质工作研究的几个基本问题[J].中国地质，1995.（12）：20～21