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1、环境工程地质课程报告-城市工程地质环境综合评价发展现状及研究方法浅析城市丁程地质坏境综合评价发展现状及研究方法浅析1引言城市地质坏境是城市存在和发展的物质基础和基木保障，是城市人们生产活动的载体， 也是城市人们生产活动的主要对象。随着城市化进程的不断加快，形成了 “菜粮要移位， 村镇要搬家，道路要加宽，建筑向立体空间发展”的局血。城市不断扩建和新建导致了越 來越多的城市地质灾害。地震、火山、崩塌、滑坡、泥石流、矿井突水、地血沉降、地面 塌陷、地裂缝、水土流失、砂土液化、海水入侵、海岸侵蚀、地下水水质恶化等地质灾害 严重阻碍了城市的快速发展。通过对全国196个城市调杳显示，65个城市存在地下水降
2、落 漏斗，129个城市地下水污染，65个城市土壤污染，56个城市存在特殊土工程问题，87 个城市有崩滑流现象，28个城市存在地血沉降，19个城市存在着地裂缝，55个城市有地 面塌陷,36个城市存在岸坡失稳及海岸侵蚀淤积。据不完全统计,各类环境地质问题造成 经济损失共计18799亿元，仍有147力人的生命财产安全面临坏境地质问题的威胁，如不 采取防治措施，还将造成9067亿元的经济损失1。城市化高速发展造成了城市生存坏境 的脆弱性及城市灾害的复杂性，止视城市生存环境恶化的现状，寻求合理的解决途径，12 成为保障城市可持续发展的迫切要求。2城市工程地质环境综合评价的研究意义2. 1工稈地质环境质量
3、评价近几十年来，卅界各国都不同程度的受到环境问题的严重挑战，例如水土的人量流失， 森林覆盖率锐减，臭氧层破坏，酸1何，人气和地表水的品质恶化等。人类生存与发展受到 了严重威胁。同时，人们也逐渐认识到在坏境质量与人类需要之间客观的存在一种特定的 关系环境质量的价值。所谓环境质量评价(environment quality evaluation),是评价 环境质量价值，而不是评价坏境质量木身，是对坏境质量与人类社会生存发展需要满足稈 度进行评定。环境质量评价的对象是环境质量与人类生存发展需要之间的关系，也可以说 坏境质量评价所探讨的是环境质量的社会意义2。1工程地质坏境是指与人类经济活动有关的地质
4、环境，而工程地质环境质暈则是地质坏境 对T程建设或人类经济活动所表现的素质优劣程度。工程地质环境质量既表现了T程地质 条件对T程建设的适丿、0性，还反映了工稈地质坏境对T程活动影响的敏感性。前者主要指 地质环境中各因素对工稈兴建及运行的满足程度，即工程地质条件的优劣问题；后者是指 由于工程活动的影响，丁程地质坏境状态的变化趋工程地质坏境是指与工程相关的地壳上 部的岩石、水、空气和生物相互关联多成分系统。这个系统以地表为其上限，以人类作川 于地壳深度为其下限。工程地质坏境是城山总体规划小的一项重要工作，合理确定可适宜 发展的用地不仅是以后各项专题规划的基础，而H可促进城市的整体布局和经济发展。2
5、. 2 T程地质坏境质量评价研究意义丁程地质坏境是城市总体规划中的一项重要丁作，合理确定可适宜发展的川地不仅是以 后各项专题规划的基础，而H可促进城市的整体布局和经济发展。城市工稈地质环境质量 评价的主要1=1的就是研究人类工程经济活动与地质环境的相互制约、相互依存的关系，而 城市工程环境地质评价的成果可以使城市规划人员全血认识影响整个城市工程地质环境质 量的各种因索以及这些因素与丁程地质坏境质量之间的响应机制，能够促使城市规划人员 提供高质量的城市发展规划方案，有利于规避地质坏境中对工程建设不利因索，合理利用 的土地资源，促进城市工程建设发展与地质环境的协调发展。3城市丁稈地质坏境综合评价发
6、展现状3. 1国外研究现状城市环境地质研究的内容主要是城市地区常见的环境工程地质问题、环境水文地质问题 和地质灾害防治三大方血3。城市工程地质环境研究可追溯到20世纪20年代，德国出 版了用于城市规划的特殊土壤图系川以支持城市规划。二战后，德国、捷克、斯洛伐克和 荷兰等国对城市地区的十壤和岩石自然属性进行了一系列填图。现代意义上的城市丁程地质坏境研究开始于20世纪60年代末期。1969年美国市政丁程 协会发表了一份城市规划艺术的报告，将地质学家、地理学家、土壤学家、环境地球 化学家包括到城市规划研究专业人员当小。随后美国地质学家CA. KaYe (1969)、 R. F. legge ( 19
7、72)和R. BoWcn (1982)三部专著的出版把城市地质研究提升到系统理论 咼度5 o1977年，Gonzeza Do Vallejo L.提出以城市规划和发展为日的工程地质评价应提供基 础图件、工程地质图、影响因素图、城市适宜性图、土地系统图件等，并对西班牙 Tenerife地区开展了 1： 25 000的地貌图、工程地质图、工程地质条件基础上的城市适 宜性填图工作6。21981年,西班牙学Gonzalez De Vallejo等分析了受地质因素控 制的拉古纳火山土的T程地质特征，重点研究了矿物方面影响，特别是在分类测试结果基 础上研究了火山土的结构强度和变形特性，认为土壤结构是导致这
8、些不寻常性质的主要因 素7。1982年，S. Malomo等论述了适用于热带地区的T程地质填图技术方法，并把这些技术 方法用于尼日利亚正在建设的新首都阿布贾1： 25 000的城市规划的工程地质填图中1983年，Carrara. A利用多变量模型对意人利南部两个不同地质条件地区滑坡进行检 验发现，多元冋归分析对预测现行滑坡和潜在滑坡非常有用，能区分稳定区和非稳定区 。1986年，LokinP等描述了南斯拉夫贝尔格莱德城区被黄土覆盖的泥灰岩风化带的岩土 体结构，并对经过风化带、不稳定斜坡、地血塌陷以及地血沉降区岩体开挖出现的工程地 质问题及地下结构的稳定性进行了讨论10。1990年,印度学者R.
9、P. GUPTA和B. C. J0SII揭示了岩性、构造、地貌、土地利用类型 等因索与滑坡分布特征的关系，利用GIS对喜马拉雅山脉的滑坡进行了评价，并把该区滑 坡分为高危险区、中危险区、低危险区三个等级11。1991年，I. Hadzinakos等利用多准则回归法对希腊23个地区滑坡稳定性进行了评价 12；A. P. Wislocki和S. P. Bentley构建了专家系统模型,并利用遥感监测数据对威尔士 南部滑坡进行了评价13。1994年，克罗拉多人学Mario Mejia-Navarro应川GIS采川加权方法对科罗拉多州 Glenwood Springs地区建立了地质灾害风险评估的决策支
10、持系统，并圈出了最适合未來城 市发展地段及高风险地段，从而为城市规划和建设提供了依据14 o1995年，RusselU. Maharaj从地形地貌、气候、地质构造、土壤侵蚀、地质环境问题 及岩土体的物理力学性质对印度西部Jamaica地区的热带岩土进行了研究分析，从而为该 区土地使用规划和工程建设提供了指导15。1999年，FranckSvignc从人口密度、危险特征、危险等级、防治对策4个方血对由火 山威胁印度尼西亚的Yogyakarta市进行了评价，并绘制了 1： 2000的火山危险等级图16； Fausto Guzzetti等采用基于GIS和多元统计方法对意人利中部的滑坡危险性进行 评价
11、，并把该区划分为高危险区、中等危险区、低危险区、超低危险区四个等级17。2000年，英国学者ConorG. Smyth选取地貌、气候、土地利用类、斜坡岩土类型、降 雨、斜坡改造程度等因索为评价指标，对巴西的Niterfii市滑坡灾害易发性的进行了评价 。2002年，英国纽卡斯尔人学的S. Kalogirou利川专家系统和GIS平台从土地的自然属性 和经济角度对土地使用类型的适宜性进行了评价19。32004年，印度学考N. SubbaRao和RPrathap Reddy选取了岩性类型、地形坡度、含水层 岩性、孔隙度、渗透系数、地下水埋深、地下水PH值、地下水无机含量为评价指标，分 别对波状平原、
12、河流冲积平原及滨海平原的地质环境进行了评价20；韩国的学者Yoon- Young Kim指出首尔地区含水层受到污染扩散工业园区、储汕罐渗漏渗透、垃圾填埋场渗 滤液影响，并对该区水化学质量进行了评价21。2005年，PierreThierry等采川地质统计法、光谱分析和雷达穿透技术对法国Orleans 市岩溶塌陷特征的进行了分析22。2007年，土耳其地球海洋硏究所EAIparslan利用GIS平台，选取了主断层、地基类 型、地形坡度、场地加速度四个指标，对地震灾害威胁Bolu地区的居住环境适宜性进行 了评价，从而为以后防灾减灾提供了科学参考23:英国加的夫大学的Michael Fedeski基
13、于GIS构造受到洪水和地质灾害威胁的建筑物风险评价方法，并以Lewes镇为例进行了 验证24。2008年,MarioFloris和Francesca Bozzano为了评估降雨诱发滑坡复活的机率,对降 雨诱发滑坡复活的传统概率阈值模型进行了改进25； R. Brinkmann等从形状、圆度指 数、周长、血积、长度、宽度和方向七个因素对美国佛罗里达州岛叫3海湾地区天坑分布 特征与喀斯特地形的关系进行了研究26。2009年，匈牙利学者Gyozojordan论述怎么利用地质信息进行矿山污染风险性评估 27 ； MozaferShari等利用多日标决策分析方法和GIS软件对以色列两部Kurdistan
14、省的 危险垃圾处理场的选址适宜性进行了评估28。2010 年，DanangSriHadmoko, Franck Lavigne, Junun Sartohadi 利用 GIS 对印度尼 RlZ Menoreh Mountains以东地区进彳亍滑坡危险性和风险性评价，划分出低危险区、中危 险区和高危险区，从而为该区的防灾减灾和土地规划提供了依据29 ； A. Malinowska利 川G1S和简单的专业方法对波兰最人矿区的建筑物易损性进行了评价30；葡萄牙国家丁 程实验室的A. Campos Costa对里斯木市的地震风险减灾(SRMA)进行了分析评价31。2011年，埃及开罗人学建筑工程系的A
15、yman Hassaan Ahmed Mahmoud为保持城1|j生态平 衡和绿地管理，利用GIS和牛态阈值方法对沙漠城市El-Sadat市发展绿地进行了适宜性 评价32；英国的麦考利研究所的M. J. Aitkenhead分别用层次分析法(AHP)、频率比(FR)、逻辑冋归(LR)、人工神经网络(ANN)四种模型绘制了苏格兰土地覆盖图，并 对不同方法绘制地图的精度做了比较，其中人丁神经网络法的精度最高，频率比法的精度 其次，逻辑冋归法的精度最差33 o4从以上分析可以看出国外城市工程地质环境评价方法主要有：层次分析法、神经网格 法、多日标决策分析法、地理信息系统方法(GIS)等。国外城市地质
16、环境评价经丿力了从 定性到半定量的评价，LI前多以GIS为平台，采用构建评价指标体系和加权模型对城市地 质坏境进行半定量评价。3.2国内研究现状工程地质环境质量评价开始于二十世纪八十年代的小后期，在这期间全国开展了北京、 沈阳、南京等许多人中城市的环境质量评价工作，并作了许多区域和人型工程项日的环境 质量评价工作。我国将环境影响评价以法律的形式肯定下來。1979年公布的中华人民共 和国环境保护法小规定：一切企业及事业单位选址、设计、改建、扩建工程时必须提出 环境影响报告书，经环保部门和其他有关部门审查批准后，才能进行-设计。同时指出老城 区改造和新城区的建设中，应当根据气象、地貌、水文、生态等条件对工业区、居住区、 公共设施、绿化地带等做出环境影响评价。1989年颁布经过修改后
