四川省彭山区地质环境承载能力评价研究

四川省彭山区地质环境承载能力评价研究
李小磊;柳炳利;陈国东
【摘要】This paper proposed a procedure to evaluate the carrying capacity of geology in prefectural territory area and applied this procedure to the evaluation of carrying capacity of geology in Pengshan county, Sichuan province. First, an index system of evaluation was built from two perspectives: carrying background and actuality. Second, an evaluation result was obtained using spatial overlay analysis, single-factor assessment and index-weight method. Finally, the probability assessment, hazard assessment, vulnerability assessment and competitive risk assessment on geological disasters were obtained based on the evaluation result. The evaluation result showed that the carrying background and actuality of geology environment in Pengshan are in good condition. Furthermore, the proposed procedure can be applied to other prefectural territory area in Chengdu-Chongqing economic zone.%针对县域资源环境承载力评价的问题,以四川省彭山区为例,从本底和状态两个角度构建承载力评价指标体系,采用GIS空间叠置分析、单因素评价和指标权重法等方法对研究区地质环境承载能力进行了评价,得到了彭山区地质灾害易发性、地质灾害危险性、地质灾害易损性和地质灾害风险性的评价结果,形成了县域地质环境承载力评价的技术流程.结果表明彭山区地质环境的承载本底和承载状态均较好.研究成果可对成渝经济区内其他县(区)地质环境承载力研究起到示范作用.
【期刊名称】《国土资源科技管理》
【年(卷),期】2018(035)003
【总页数】9页(P65-73)
【关键词】资源环境;地质环境;承载能力;县域
【作者】李小磊;柳炳利;陈国东
【作者单位】中国地质环境监测院北京 100081;国土资源部资源环境承载力评价重点实验室北京 101149;成都理工大学管理科学学院,四川成都 610059;成都理
工大学管理科学学院,四川成都 610059
【正文语种】中文
【中图分类】K90;P618.11
资源环境承载能力的研究最早可追溯到20世纪60年代末[1]，资源环境承载能力评价的核心内容是在研究人的发展与环境之间的关系。

评价尺度的发展具有从世界尺度—国家尺度—区域尺度—县域尺度的趋势。

研究内容包含了对水资源承载能
力评价[2-3]、生态旅游环境承载力评价[4]、矿产资源承载力评价[5-7]、海洋生态环境承载力评价[8-9]、地质环境承载力评价[10]、资源环境综合承载力评价[11-12]。

地质环境承载能力是指在某一时期内，一定条件下地质环境所能承受的人类活动的影响与改变的最大支持能力[13-14]。

地质环境承载力的评价研究主要有三个方面
的关键问题：一是评价单元，目前采用较多的是基于GIS的网格划分的格网单元，其次是行政单元。

行政单元又根据其评价的尺度的不同，分别采用市、县、乡镇等为单元；二是评价指标，尽管不同的学者根据不同的评价目的，从不同的角度出发
构建了不同的指标体系，但大都包含水文地质环境、工程地质环境等因素，在部分研究中也包含了社会经济、生态环境等因素[13-16]；三是评价方法，系统动力学、集对分析、层次分析法和综合加权指数法等在地质环境承载能力评价中均有应用，其次是上述方法与GIS技术的结合，即GIS的空间分析DTM及属性库存赋值挂
接相结合的方法[14]。

本文以眉山市彭山区为例，从本底和状态两个角度构建承载能力评价指标体系，采用GIS空间叠置分析、单因素评价和指标权重法等方法对研究区地质环境的承载
本底和承载状态进行评价，以期对区域地质环境规划以及制订提升地质环境承载能力政策等提供支撑。

一研究区概况
彭山区属四川省眉山市所辖，位于四川盆地西部，距成都市中心45 km，处于成
都平原经济圈核心层，是天府新区的组成部分。

彭山区东西长28.7 km，南北宽25.9 km，幅员面积465.32 km2。

在地形上彭山区东西两侧为丘陵和低山地带、中部为开阔的平坝区。

主要山脉有东山龙泉山、西山总岗山，东西两侧山脉都近南北向。

地貌依据地形特征可分为五大类：低山占总面积的1.6%、丘陵占总面积的46.5%、台地占总面积的12.1%、平原占总面积的33.1%、河漫滩和阶地占总面
积的6.7%。

彭山区地质灾害以滑坡为主，崩塌次之，泥石流和不稳定斜坡少量。

主要灾害隐患点位于高程430 m以上，属于彭山区的丘陵区域内；灾害频发时间段在每年的
6～9月份，该时间段为彭山区降雨高峰区；中切宽谷缓坡丘陵区发育的地质灾害
隐患点最为突出，约占区内地质灾害隐患点的50%左右；有60%左右隐患点发育于夹关组(K1j)和灌口组(K2g)地层中；除上述主要因素外，地质灾害隐患点还和新旧地质构造、地震活动和人类经济活动有密切的关系(图1)。

图1 地质灾害(隐患)点分布
二评价单元与评价指标体系
地质环境承载能力是指资源环境开发利用与工程建设过程中，在维护区域地质环境系统结构不破坏、功能不退化的前提下，地质环境稳定性和质量对社会经济发展的支撑保障能力。

合理划分评价单元与科学构建评价指标体系是影响地质环境承载能力评价结果科学性、合理性的关键因素之一。

(一)评价单元
彭山区出露地层主要为中生界侏罗系、白垩系及新生界古近系、第四系，构造以褶皱为主。

地貌依据成因可分为三大类：侵蚀堆积地形、构造剥蚀地形、侵蚀构造地形[17]。

结合地形特征和空间分布可分18个区域(表1)。

各区域地质灾害频发率区分明显故作为地质环境承载能力评价单元。

表1 地质环境承载能力评价单元
(二) 评价指标体系
从承载本底和承载状态两个方面构建指标体系，以地质灾害的危险性等级和风险等级为指标项对承载本底和承载状态进行评价(表2)。

表2 地质环境承载能力评价指标
(1)地质环境承载本底主要从地质灾害危险性方面进行评价，考虑的因素包括：地质灾害易发性、年平均降雨量、地震动参数、矿山分布密度、年均暴雨日数以及土地利用程度等指标。

其中，地质灾害易发性是重要指标，易发性的评价主要从地貌类型、工程地质岩组、岩溶发育程度、活动断裂距离和地形起伏度5个方面进行评价(表3)。

表3 地质灾害危险性评价分级
(2)地质环境承载状态是在地质灾害危险性的基础上叠加地质灾害的承载体分布及易损性分析进行评价。

其中，地质灾害易损性是重要指标，易损性评价主要考虑人口密度和GDP分布密度进行评价(表4)。

表4 地质灾害风险组合判定原则地质灾害风险地质灾害易损性极高高中等低地质灾害危险性高高高中低中等高中中低低中中低低无低低低低
三评价方法及评价结果
(一) 地质灾害易发性评价
采用空间叠置分析方法和单因素评价模型对地质灾害易发性进行评价分级。

单因素评价模型：
(1)
式中：Xi为每个单项指标评价结果；Yi为该地貌分区评价结果。

依据GIS空间叠置分析方法，对地质灾害易发性的评价指标，进行叠置分析，依据单因素评价模型对彭山区18个地形地貌单元进行地质灾害易发性评价结果如图2。

图2 彭山区地质环境承载力易发性评价
地质灾害高易发区主要集中在低山、丘陵地带，该区域内地形切割较为剧烈；中等易发区主要分布在彭山区台地地带；低易发区主要分布在平原区和丘陵地带；不易发区主要分布在平原区、河漫滩、阶地及河流区；根据地质灾害数据统计，在区域内单位面积上的地质灾害点数与易发性的高低具有非常好的相关性，表明评价结果与研究区实际情况吻合。

(二) 地质灾害危险性评价
采用空间叠置分析方法和指标权重法对地质灾害危险性进行评价分级。

指标权重模型：
Yi=
(2)
式中：Xi为每个单项指标结果，分别赋值为1～4；bi为每个单项指标评价对地质灾害破坏的危险系数；Yi为该地貌分区评价结果。

评价结果表明(图3)，高易发区域皆伴随高危险区：高危险区主要分布在西部中切
宽谷缓坡丘陵区；中等危险区分布在西部深切“U”形谷驼脊状丘陵区和缓坡带状单斜低山区，东部的中切宽谷缓坡丘陵区和浅丘宽谷圆顶丘陵区，中部的冰碛-冰
水堆积台地区；其余为低危险区。

图3 彭山区地质环境承载能力危险性评价
(三)地质灾害易损性评价
地质灾害易损性是地质环境状态评价的约束条件，是重要的评价内容。

此项评价以行政区人口分布密度和GDP分布密度为基础，通过空间叠置分析对以地貌为单元的评价单元进行赋权。

指标赋权模型如下：
Zi=b1Xi+aib2Yi
(3)
式中：b1,b2为两评价指标的权重系数；ai是以Xi为标准对Yi数据进行处理成同区间的系数；Xi为第i个评价单元的人口分布密度；Yi为第i个评价单元的GDP
分布密度。

数据越小易损性越小，反之亦然。

结果表明，彭山区均属于低易损区。

为了进一步研究低易损区特征，再细分为5
级(图4)：V级区位于凤鸣镇的冰碛—冰水堆积台地区；IV级区位于凤鸣镇—彭溪镇—观音镇—青龙镇一带的冰碛—冰水堆积台地区；III级区位于彭山区中部台地；II级区主要位于彭山区西部平原与丘陵交接区，丘陵、冰碛—冰水堆积台地和缓坡带状单斜低山；其余为I级区。

细化后的结果表明易损性的高低主要取决于区域内
的人口密度和GDP分布密度。

图4 彭山区地质环境承载能力易损性评价
(四)地质灾害风险等级评价
地质灾害风险等级评价是建立在易损性评价的基础上，结合地质灾害危险性评价结果进行评价。

易损性和危险性与风险性均为正比关系，故通过GIS空间叠置分析进行地质灾害
风险等级评价。

彭山区地质灾害易损性均为低易损，采用构建的评价表格进行评价，彭山区所有区域皆为低风险区域，进一步研究细分低风险区为5级，结果表明(图5)：地质灾害风险性和易损性直接相关，V级和IV级风险区均位于冰碛—冰水堆积台地区；III
级风险区主要位于凤鸣镇—彭溪镇—观音镇—青龙镇一带冲洪积(扇)平原；其余为II级区或I级区。

图5 彭山区地质环境承载能力风险性评价
四结论
资源环境承载能力评价的发展趋势可以归纳为尺度的发展和评价方法的发展，构建科学的评价指标体系，采用先进的评价方法对大尺度区域进行资源环境承载力评价是国土规划编制重要的基础性工作，可为确定国土开发的规模、强度和布局提供重要的本底支撑。

通过构建评价指标体系，采用GIS空间分析、单因素评价和指标权重法等方法对
四川省彭山区地质环境承载力本底和状态进行了评价，形成了县域资源环境承载力评价的技术流程。

结果表明，从本底评价来看，彭山区地质灾害发生的可能性不大，区域地质环境具备承载人类活动的安全性和稳定性；从承载状态来看，地质灾害对经济社会破坏损失的可能程度很低，彭山区地质灾害风险等级均属低风险，反映了人类生产生活活动均在地质环境可承载范围内，这对成渝经济区内其他县(区)地质
环境承载力研究起到示范作用。

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