城市地下空间开发利用地质适宜性三维评价指标体系研究——以杭州市为例

地下空间开发地质适宜性三维评价是合理进行地下空间立体化开发、降低开发地质风险的重要手段,也是当前研究热点。作为地质适宜性三维评价全过程的重要一环,科学合理地建立三维评价指标体系是其能否正确开展的前提基础。通过结合杭州城市地下空间开发面临的地质问题,在系统分析各评价指标对地下空间开发建设影响的特征基础上,以三维视角从地层三维结构等多个方面构建完成了一套具有多层次结构的三维评价指标体系,并采用层次分析方法对评价指标进行了目标权重的计算、一致性检验、排序和分析。该指标体系可划分为5个准则层21个指标层,相较于二维评价指标体系,通过融合三维地质模型和三维空间分析方法,使评价过程中能够考虑更多的评价因子,更好地描绘地下复杂的三维地质环境,丰富了三维评价结果的内涵。基于模糊综合评价方法的杭州钱江新城二期的三维评价应用成果表明,该指标体系为三维地质模型和三维空间分析方法之间的整合提供了有力的指导,为提升三维尺度下的地下空间开发地质适宜性评价精度和准确性提供了有力的支持。     

我国城市地下空间开发适宜性评价研究现状与发展趋势

城市地下空间是缓解用地饱和矛盾、改善城市生态的重要空间资源,也是开创城市高质量发展新局面的良策,科学高效地进行城市地下空间开发适宜性评价工作至关重要。本文从评价指标体系、评价指标赋权、评价模型、三维建模与可视化、评价系统等5个方面,系统梳理了城市地下空间开发适宜性评价研究现状与不足;对如何合理构建评价指标体系、提升三维地质建模精度、搭建地下空间综合系统三个关键问题进行探讨并给出相应对策;阐明了城市地下空间开发适宜性评价的发展趋势：全要素、全资源的统筹协调,需求导向的针对性评价模式,创新性、连续化的评价模型。该研究成果可促进城市地下空间开发适宜性评价工作的深化,为城市地下空间的合理评价与有序开发提供一定指导。     

基于模糊数学的北京城区地下空间地质适宜性评价

以北京六环以内的核心城区为例, 在系统分析研究区地质条件的基础上, 综合考虑敏感因素对地下空间开发地质适宜性的影响, 从而构建地下空间适宜性评价指标体系, 并利用层次分析法确定评价指标权重, 最后采用模糊数学综合评判法对研究区地下空间开发适宜性进行了评价。结果表明: 研究区地下空间开发适宜性以适宜性好和较好为主, 占比60.11%, 地质环境条件较好, 总体比较适宜地下空间开发, 活动断裂、水源地分布和古河道分布3个敏感因素是制约研究区地下空间开发的主要地质因素。     

基于三维地质模型的西咸新区地下空间开发 适宜性评价

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。     

城市地下空间资源地质环境适宜性评价方法对比分析

为了选择最优的地下空间资源地质适宜性评价模型,对地下空间进行资源科学、合理的评价,给地下空间开发提供合理的规划支持,笔者等选取了3种不同的模型,对其进行对比分析,总结其优缺点及适用条件,并以深圳市南山区为例进行地下空间资源地质适宜性评价,利用 ArcGIS生成了南山区地下空间资源地质适宜性评价分区图。评价结果表明,最不利等级判别法评价模型较为适用于南山区的地质适宜性评价,突出了敏感因子对于南山区地下空间开发的制约性作用。笔者等的研究对未来地下空间资源地质适宜性评价的模型选择具有一定借鉴意义,为深圳市南山区的地下空间规划提供一定的参考。     

合肥市地下空间开发地质环境适宜性评价

为查明合肥市地下空间开发地质环境影响因素,评价该市地下空间开发地质环境的适宜性,通过研究地质环境条件,选取工程地质条件、水文地质条件、地壳稳定性、地面及地下空间条件4个要素作为地下空间开发地质环境适宜性评价因子。在单因子地下空间开发适宜性评价的基础上,利用层次分析法确定权重,以MAPGIS为平台,运用模糊数学综合评价方法对合肥市地面以下40 m深度内的地下空间开发地质环境适宜性进行竖向分层评价。结果表明:合肥市地面以下40 m深度内的地下空间开发地质环境适宜性划分为适宜区、较适宜区、适宜性差区3个等级;0～-5 m空间域适宜区、较适宜区面积占70.2%;-5～-15 m空间域适宜区、较适宜区面积占81.8%;-15～-40 m空间域适宜区、较适宜区面积占92.2%。合肥市具有较好的地下空间资源,这些潜在的地下空间资源可为城市可持续发展提供保障。     

典型滨海平原城市地下空间地质适宜性评价

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%。     

杭州市钱塘新区地下空间开发地质环境适宜性评价

地下空间地质环境适宜性评价是实现地下空间合理有序开发的重要环节,也是国土空间科学规划的必要前提。通过系统分析杭州市钱塘新区地质环境条件,从地形地貌、工程地质条件、水文地质条件、活动断裂及地震效应、环境地质问题等五个方面选取15个指标构建了地下空间开发地质环境适宜性评价指标体系。在此基础上,采用变权层次分析法和灰色关联分析模型,对浅层(0~ 15m)、次浅层(15~ 30m)、次深层(30~ 50 m)地下空间进行了开发利用地质环境条件适宜性评价。结果表明,研究区浅层和次深层地下空间更适宜开发,而次浅层地下空间适宜性好和适宜性较好的总面积仅占全区的45.7%,地质环境条件复杂,具有一定的开发难度。该结果可为钱塘新区地下空间合理开发提供参考。     

郑州市城区中层基坑工程地质环境适宜性评价

基坑工程是地下空间建设的主要开发形式。为了更加科学合理地开发城市地下空间,在对郑州市已有地质资料梳理的基础上,构建适用于中层基坑工程的地质环境适宜性评价指标体系,采用多目标线性加权函数法对郑州市中层基坑工程地质环境适宜性进行综合评价。研究结果表明：郑州市中层基坑工程地质环境适宜性评价指标可划分为5大类13个指标,其中基坑稳定性、潜水水位埋深、含水层富水性对评价结果的影响较大。综合评价结果中适宜性好区位于京广铁路以西,适宜性中等区分布在京广铁路以东、东风渠以南、京广高速铁路以西的区域,适宜性差区分布在龙湖附近及京广高速铁路以东的区域内,禁止建设区沿水库、南水北调工程、铁路、地下文物分布。评价结果表明郑州市中层基坑工程开发条件整体适宜性中等。郑州市中层基坑工程地质环境适宜性评价工作适用性较强,可为郑州市地下空间开发利用规划提供技术支撑,且评价指标体系可用于地质条件类似的城市的地下空间地质环境适宜性评价工作中。     

基于城市地质调查成果的泰州国土空间开发适宜性评价

国土空间开发适宜性评价是国土空间开发规划的基础,对城市可持续发展具有重要意义。基于泰州城市地质调查成果,结合城市发展规划,全面分析了泰州城市规划区的地质资源本底、地质环境安全、生态敏感性和地下空间开发适宜性,构建了适用于泰州城市规划区的国土空间开发适宜性评价指标体系,将影响国土空间开发适宜性的指标分为限制性和非限制性两大类,开展了泰州市国土空间开发适宜性综合评价,并与城市空间格局规划进行比对分析,提出城镇空间和农业空间不同适宜区的差异化管控措施。结果表明,城市空间格局优化必须建立在地质资源保障和地质环境安全分析评价的基础上,开展国土空间开发适宜性评价是对城市地质调查成果的进一步凝练和提升,是城市地质调查服务于国土空间规划的具体体现。     

城市地下空间地质安全风险三维评价方法与实践

城市地下空间地质安全风险三维评价是合理进行地下空间立体化开发、降低开发地质风险的重要手段,但目前尚缺乏系统的研究,工作方法体系仍有待深入探讨。本文在前人工作基础上,对城市地下空间地质安全风险的类型、地质诱因与核心评价指标,以及传统二维评价的局限性进行归纳总结,并结合三维地质建模、三维评价指标体系以及三维空间分析等关键三维方法技术,提出了一套较为系统的城市地下空间地质安全风险三维评价技术方法体系。为验证方法的有效性,在南京市江北新区开展了城市地下空间地质安全风险三维评价实例研究,取得了较好的效果。研究显示该方法体系能够显著提升三维尺度下地下空间地质安全风险评价精度和准确性,为立体化地下空间开发提供有力支持。     

A Method for Evaluating the Suitability of CO2 Geological Storage in Deep Saline Aquifers

This work established an evaluation index system based on a comprehensive analysis of those factors affecting the suitability of CO2 geological storage. This evaluation index system includes three evaluation index layers of geological safety, storage scale and social economy, nine evaluation index sub-layers, and 28 evaluation index factors, and adopts the analytic hierarchy process (AHP) and index overlay methods. Taking the Xining Basin in northwest China as an example, we conducted comprehensive analysis of geological conditions and performed quantitative evaluation based on this evaluation index system, which indicates that the Shuangshu depression of the Xining Basin is comparatively suitable for CO2 geological storage. It is suggested that this evaluation index system and the evaluation method proposed in this study are suitable for most continental sedimentary basins in China and should be widely applied.     

地上地下工程建设地质环境适宜性一体化评价——以连云港城市规划区为例

工程建设地质环境适宜性评价是国土空间规划编制的基础。以连云港城市规划区为例,探索地上地下工程建设适宜性一体化评价指标体系和方法。一体化评价是一个空间综合决策问题,涉及多个层次多种因素。借鉴经济领域的负面清单模式,基于自然因素的负面清单建立一体化评价指标体系。一体化评价地上和地下评价指标差异性较为明显,地上评价考虑地形坡度、地基承载力、桩基埋深等11因素,而地下空间评价则不考虑地形坡度、桩基埋深等因素。基于层次分析法与熵权系数法的综合评价方法来确定评价指标的权重,采用GIS平台采用多目标线性加权函数模型进行了工程建设一体化分区评价。评价结果显示：工程建设适宜性好区和较好区分布广泛,占比73.94%-93.22%。随着竖向深度增加,地下空间开发地质适宜性好的区域面积显著增加。地上空间适宜性主要受软土、腐蚀性土及地质灾害影响。浅层（0-15 m）地下空间开发地质适宜性主要受浅埋厚层软土的影响,地下空间开发面临软土变形的风险。次浅层（15-30 m）与次深层（30-50 m）地下空间开发地质适宜性主要受砂层涌水量和岩土结合面的影响。从评价结果看,地下空间工程建设适宜性优于地上,建议地下空间分为3个竖向分层进行开发,充分开发利用15 m以浅的地下空间,超前规划次浅层与次深层地下空间,工程建设应尽量避开适宜性一般区和差区。适宜性好区和较好区国土空间规划编制时应着重考虑。     

深部咸水层CO2地质储存适宜性评价方法研究

随着温室效应的加剧,CO₂地质储存已成为减缓全球气候变暖的有效方法之一. 可用于CO₂ 地下储存的场地主要有枯竭的油气田、深部咸水层和深部不可开采的煤层等,我国深部咸水层CO₂地质储存潜力占总潜力的98%以上. 在全面分析CO₂ 地质储存适宜性影响因素的基础上,建立了适宜于沉积盆地深部咸水层CO₂ 地质储存的适宜性评价体系,主要包括地质安全性、储存规模、社会环境风险和经济适宜性4大指标层,共计28个评价指标,评价方法以层次分析法及指标叠加法为主. 以西宁盆地为研究实例,通过基于排除法的地质条件综合分析与层次分析法的定量评价相互验证,表明该指标体系和评价方法具有广泛的应用价值. 结果表明,西宁盆地一级构造单元中双树坳陷最适宜CO₂地质储存,可作为CO₂地质储存的优先选区.