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.doc

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 摘 要根据南宁市区域地质、岩土性状、地质灾害等研究成果并结合南宁市地下空间开发利用现状,分析了城市地下空间开发地质环境适宜性评价的影响因素,运用层次分析法从地质结构、地形地貌、岩土体特征、水文地质条件、地质灾害与环境地质问题等5方面为准则层建立分析模型;在确定各指标因素权重的基础之上,运用模糊综合评判法,评价地下开发拟建区的地质环境适宜程度。南宁市地下空间开发的地质适宜性可划分为4个等级最适宜、适宜、次适宜及不适宜,分别占研究区域面积的20、30、40和10。 关键词地下空间;地质环境;层次分析法;适宜性;南宁市 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。城市地下空间开发地质环境适宜性评价与传统的城市地质环境方式有所区别,由于其中包含的影响因素更多, 评价难度更大,因而如何更加科学、客观、真实地评价地下空间开发区域的地质环境适宜程度是一个十分有意义的课题。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[1]确定各指标因素权重的基础之上,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 11 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[2],影响和控制地质环境质量优劣的因素很多[3],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 第一级第二级第二级对第一级的影响度地质结构 B1 活断层C1 岩土体立体结构C2B1fC1,C2 地貌单元C3地形地貌 B2地形坡度C4B2fC3,C4,C5场地土类型C5 岩体承载力C6岩土体特征 B3土体承载力C7B3fC6,C7, C8土体压缩系数C8 水文地质条件B4 地下水位埋深C9 地下水污染指数C10 土体渗透性C11 邕江洪泛灾害C12 B4fC9,C10,C11,C12 地质灾害与环境地质问题B5 地震灾害C13 地面变形C14 砂土液化C15 边坡失稳C16 B5fC13,C14,C15,C16 第一级对地质环境质量A的影响度A fB1,B2,B3,B4,B5 收稿日期2008-07-19 基金项目国家自然科学基金资助项目40772190;广西自然科学基金资助项目桂科自0991056;工程防灾与结构委全教育部重点实验室主任基金资助项目2009TMZR005 作者简介欧孝夺1970,男,博士,教授,研究方向环境岩土工程。12 地质环境质量分级对应评价指标取值由于各次一级因素的提取和奉献度大小是一个模糊概念和模糊判断过程,为便于分析必须先建立各次一级因素数值化准则及对应取值,如表2 所示。 2 评价模型的建立及指标因素权值的确定 21 评价模型的建立采用层次分析法[6-7]计算评价指标体系中的最低层,即各个指标因素相对于最高层的相对重要性总排序权重,该权值计算的分析模型如图1 所示。 22 构造判断矩阵根据图1所建立的层次结构模型[8-14],将同一层的因素与上一层中某个因素两两成对比较, 采用l9及其倒数标度其重要性,构造出判断矩阵,如表38所示。 23层次单排序及一致性检验运用方根法确定同一层次各因素相对于上一层次某元素相对重要性的排序权重WB、WC,同时求出最大特征根λmax,这一过程称为“层次单表2 地质环境评价指标分级标准及对应取值[4-5] 地质环境适宜性评价分级 地质结构活断层岩土体立体结构 地形地貌地貌单元地形坡度/ 场地土类型 岩土体特征岩体承载力/ MPa 土体承载力/ MPa 土体压缩系数/ MPa-1 水文地质条件地下水位埋深/ m 地下水综合污染指数 土体渗透性/ md-1 邕江洪泛灾害地质灾害与环境地质问题地震灾害地面变形砂土液化边坡失稳 Ⅰ无a类阶地0.8 0.25 15 10严重洪水淹没大严重大量需复杂支护 图1 地质环境适宜性评价分析模型 Fig1 Geological environment suitability uationmodel 475第4期 欧孝夺等 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表3 A-B判断矩阵及一致性检验 Table 3 A-Bjudgmentmatrix and consistency test AB1B2B3B4B5WBKK 15 B11 5 3 1 1 0.311 4 B21/5 1 1/3 1/3 1/2 0.073 7 B31/3 3 1 1 1 0.181 2 B41 3 1 1 1 0.225 7 B51 2 1 1 1 0.208 1 λmax5.170 24, CI0.042 56, RI1.12, CR 0.038 00.1 表4 B1-C判断矩阵及一致性检验 Table 4 B1-Cjudgmentmatrix and consistency test B1C1C2WC ii1,2 C11 1/5 0.166 7 C25 1 0.833 3 λmax2, CI10, RI10, CR100.1 表5 B2-C判断矩阵及一致性检验 Table 5 B2-Cjudgmentmatrix and consistency test B2C3C4C5WC ii3,4,5 C31 2 1/3 0.229 7 C41/2 1 1/5 0.122 0 C53 5 1 0.648 3 λmax3.004 176, CI20.002 1, RI20.58, CR20.003 60.1 表6 B3-C判断矩阵及一致性检验 Table 6 B3-Cjudgmentmatrix and consistency test B3C6C7C8WC ii6,7,8 C61 1 1 0.333 3 C71 1 1 0.333 3 C81 1 1 0.333 3 λmax3.0, CI30, RI30, CR300.1 表7 B4-C判断矩阵及一致性检验 Table 7 B4-Cjudgmentmatrix and consistency test B4C9C10C11C12WC ii9,10,11,12 C91 5 1 1/3 0.312 5 C101/5 1 1/5 1/5 0.062 5 C111 5 1 1 0.312 5 C121 5 1 1 0.312 5 λmax4.0, CI40.0, RI40.9, CR40.00.1 表8 B5-C判断矩阵及一致性检验 T