基于GIS的唐山地区工程地质环境评价.pdf

第 31卷 第 2期河北理工大学学报 自然科学版 Vol31 No2 2009年 5月Journal of Hebei PolytechnicUniversity Natural Science EditionM ay2009 文章编号16740262 2009 02012304 基于 GIS的唐山地区工程地质环境评价 徐志平, 韩秀丽, 宋泽华, 孙忠强 河北理工大学 资源与环境学院, 河北 唐山 063009 关键词环境地质评价;GIS;模糊数学 摘 要唐山地区地质环境条件复杂,构造发育, 多种地质灾害频繁发生。因此, 进行唐山 地区环境地质评价具有重要现实意义。在综合分析唐山地区地质环境状况的基础上, 利用模 糊综合评判的方法和 GIS ,对唐山地区进行了环境地质评价, 将评价结果划分为质量不同的 区域, 为地区的发展及规划提供依据。 中图分类号P 56 文献标志码A 0 引言 唐山地区地质环境复杂,构造发育,多种地质灾害频繁发生。在构造体系上,唐山地区处于阴山纬向 构造带和新华夏构造体系复合部位,又有祁吕系东翼反射弧的影响,受新华夏构造体系的影响, 形成一系 列的 NNE向断裂及褶皱带 [ 1]。区内活动断层多且规模大, 震惊中外的 1976年唐山大地震就是活动断层活 动的象征。从表面地层分布看, 唐山地区区表层普遍存在几十至上百米的第四系覆盖层, 个别区域基岩出 露地表。这些第四系覆盖层为粘土和沙土的复合层, 沙土液化现象普遍,工程地质条件较差。由于地质环 境是影响城市建设及规划的一个重要因素, 因此,对唐山地区地质环境评价具有重要的实际意义。 实践表明,GIS是环境地质评价的良好工具 [ 2], 它可以节省手工绘图时间, 同时实现了评价指标与评 价结果的动态链接,大大提高了工作效率。在研究唐山市地质环境数据的基础上, 采用组件式 GIS技术研 发城市地质环境数据管理平台, 有效管理地质数据并对唐山地区进行环境地质综合分区评价,这不仅为用 户提供方便快捷的查询服务,同时也为唐山市的工程建设选址和整体规划提供了有力的依据。 1 唐山地区地质概况 11 北部山区主要工程地质环境问题 唐山市北部山区易发生泥石流的隐患地区主要有迁安市的长城脚下,东起徐流口,西至红峪口一带; 迁西三屯营、苗岭头、太平寨一线以北至长城一带; 遵化市小厂乡野鸡峪村等地。 12 中部平原主要工程地质环境问题 采空塌陷由于煤层采空而引起的地面塌陷, 煤矿开采是其主要致塌因素,因此采空塌陷均分布在煤矿 开采区。目前唐山市有开滦所属煤矿 11座和地方煤矿 29座,煤田分布面积 670多 k m 2, 由于煤矿长期开 采造成地面塌陷影响的危险区面积目前已达 19655 km 2, 占唐山市区总面积的 245 ,地面严重变形, 已塌陷呈坑的面积达 30 km 2, 最深坑深 10m, 局部地段早已积水成坑,积水坑主要分布于市中心区南部 京山铁路两侧及荆各庄、吕家坨、范各庄、林西等地 [ 3]。岩溶塌陷由于覆盖在隐伏溶洞或强烈溶蚀带之 上的堆积体失稳而突然坍塌造成的。唐山市岩溶塌陷主要分布在路北区的西部和路南区的北部, 集中发育 在以下两个地带一是西部的张各庄六号居民小区 体育场 啤酒厂一带,以中段的体育场 兴隆区附近最严重。二是东部的大成山 凤凰山 人民公园一带,以中段的西北井 地震陈 收稿日期20080913 列馆附近最严重。除以上两个密集塌陷带外,在龙华小区、王谢庄大街等地有零星塌陷分布 [ 4]。 13 南部沿海主要工程地质环境问题 唐山地区南部沿海主要是地面沉降、地裂缝、砂土液化及海水入侵。地面沉降是由于过量开采地下水 引起的。因此应调整供水用水结构,合理调蓄,充分利用现代河道、古河道坑塘引渗 ,增加地下水补给 量。地裂缝的产生有的明显受地形控制,有的与构造活动有关,有的是地震在地面上所造成的裂隙。海水 入侵 是现代社会中发生在滨海地区生态环境脆弱带一个极其敏感的资源环境问题,同时又是一种人类活 动引发和加剧的自然现象。使沿海地区淡水资源、土地资源咸化、环境受到破坏、给社会经济带来巨大损 失。 2 唐山市区环境地质评价模型 21 评价单元的划分 环境地质评价单元的划分方式有三种 [ 5] 一是 以区域行政区为评价单元; 二是以区域自然地理或地 质构造作为评价单元; 三是以经纬度或者平面坐标格 网为基础,以划分的正方形为评价单元,这样同一单 元内地质环境具有相对均一性。本文采用第三种方法 网格法, 评价单元的大小以 5000 m 5000 m 为 评价小区间, 以经纬度网格为控制边界,将研究划分 为 539个评价小单元。 22 评价因子选取及指标体系的划分 综合分析影响唐山地区地质环境的主要影响因 素, 确定进行环境地质综合评价的十一个评价因子 地震、断裂、地貌单元、岩土体性质、地面塌陷、地 下水、崩滑、泥石流、地面沉降、砂土液化和海水入 侵。在进行评价之前要先对各因子指标 进行量 化分级。地质环境质量分级是指标量化分级的基础, 目前地质环境质量分级多采用逻辑信息分类法和特征 分析法。对于唐山地区地质环境的质量等级,采用四 值逻辑分类法划分为 好 、较好 ∀ 、较差 和差 ∃。在此基础上, 对地质环境影响因 素、因子进行统计分析,确定最优、最差两个极限 表 1 环境地质综合评价指标分级 地震烈度 数 值678 GIS ; fuzzym athematics Abstract The geological environment of Tangshan is complex , m any kinds of geological causalities occurred fre quently in the pastTherefore, the environmental geological uation of T angshan is very i mportant and benefi cialIn the paper , the geological environment ofT angshan is first analyzed , then the environmental geology condition of Tangshan is uated based on the fuzzy uation and GIS , The uation results supply the founda tion of site planning of Tangshan 126 河北理工大学学报 自然科学版 第 31卷