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城市工程地质环境综合评价发展现状及研究方法浅析

1 引言

城市地质环境是城市存在和发展的物质基础和基本保障，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”的局面。城市不断扩建和新建导致了越来越多的城市地质灾害。地震、火山、崩塌、滑坡、泥石流、矿井突水、地面沉降、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个城市调查显示，65个城市存在地下水降落漏斗，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个城市存在地面沉降，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147万人的生命财产安全面临环境地质问题的威胁，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环境的脆弱性及城市灾害的复杂性，正视城市生存环境恶化的现状，寻求合理的解决途径，已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 工程地质环境质量评价

近几十年来，世界各国都不同程度的受到环境问题的严重挑战，例如水土的大量流失，森林覆盖率锐减，臭氧层破坏，酸雨，大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环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，而不是评价环境质量本身，是对环境质量与人类社会生存发展需要满足程度进行评定。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，也可以说环境质量评价所探讨的是环境质量的社会意义[2]。

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工程地质环境是指与人类经济活动有关的地质环境，而工程地质环境质量则是地质环境对工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工程地质条件对工程建设的适应性，还反映了工程地质环境对工程活动影响的敏感性。前者主要指地质环境中各因素对工程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，工程地质环境状态的变化趋工程地质环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，以人类作用于地壳深度为其下限。工程地质环境是城市总体规划中的一项重要工作，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，而且可促进城市的整体布局和经济发展。 2.2 工程地质环境质量评价研究意义

工程地质环境是城市总体规划中的一项重要工作，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，而且可促进城市的整体布局和经济发展。城市工程地质环境质量评价的主要目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面认识影响整个城市工程地质环境质量的各种因素以及这些因素与工程地质环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，有利于规避地质环境中对工程建设不利因素，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 城市工程地质环境综合评价发展现状

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面[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用以支持城市规划。二战后，德国、捷克、斯洛伐克和荷兰等国对城市地区的土壤和岩石自然属性进行了一系列填图[4]。

现代意义上的城市工程地质环境研究开始于20世纪60年代末期。1969年美国市政工程协会发表了一份《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中。随后美国地质学家CA.KaYe （1969）、R.F.legge （1972）和R.BoWen（1982）三部专著的出版把城市地质研究提升到系统理论高度[5]。

1977年，Gonzeza De Vallejo L.提出以城市规划和发展为目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]。

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1981年，西班牙学者Gonzalez De Vallejo等分析了受地质因素控制的拉古纳火山土的工程地质特征，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工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[8]。

1983年，Carrara. A利用多变量模型对意大利南部两个不同地质条件地区滑坡进行检验发现，多元回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[9]。

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、地面塌陷以及地面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.P. GUPTA和B.C. JOSH揭示了岩性、构造、地貌、土地利用类型等因素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，克罗拉多大学Mario Mejia-Navarro应用GIS采用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持系统，并圈出了最适合未来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]。

1995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，FranckLavigne从人口密度、危险特征、危险等级、防治对策4个方面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大利中部的滑坡危险性进行评价，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、斜坡改造程度等因素为评价指标，对巴西的Niter6i市滑坡灾害易发性的进行了评价[18]。

2002年，英国纽卡斯尔大学的S.Kalogirou利用专家系统和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]。

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