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青岛市地质资源环境承载能力评价关键技术与应用

徐美君 刘洪华 杨宝凯 董杰 何鹏 邹亮 胡睿 冷琦

徐美君,刘洪华,杨宝凯,等. 青岛市地质资源环境承载能力评价关键技术与应用[J]. 海洋地质前沿,2021,37(9):79-88 doi:  10.16028/j.1009-2722.2021.105
引用本文: 徐美君,刘洪华,杨宝凯,等. 青岛市地质资源环境承载能力评价关键技术与应用[J]. 海洋地质前沿,2021,37(9):79-88 doi:  10.16028/j.1009-2722.2021.105
XU Meijun, LIU Honghua, YANG Baokai, DONG Jie, HE Peng, ZOU Liang, HU Rui, LENG Qi. KEY TECHNOLOGY AND ITS APPLICATION TO EVALUATION OF CARRYING CAPACITY OF GEO- RESOURCES AND GEO-ENVIRONMENT IN QINGDAO[J]. Marine Geology Frontiers, 2021, 37(9): 79-88. doi: 10.16028/j.1009-2722.2021.105
Citation: XU Meijun, LIU Honghua, YANG Baokai, DONG Jie, HE Peng, ZOU Liang, HU Rui, LENG Qi. KEY TECHNOLOGY AND ITS APPLICATION TO EVALUATION OF CARRYING CAPACITY OF GEO- RESOURCES AND GEO-ENVIRONMENT IN QINGDAO[J]. Marine Geology Frontiers, 2021, 37(9): 79-88. doi: 10.16028/j.1009-2722.2021.105

青岛市地质资源环境承载能力评价关键技术与应用

doi: 10.16028/j.1009-2722.2021.105
基金项目: 青岛市自然资源和规划局“青岛市城市地质调查项目”(ZFCG2019001542);中国地质调查局地质调查二级项目“青岛多要素城市地质调查”(DD20189230)
详细信息
    作者简介:

    徐美君(1987—),女,硕士,工程师,主要从事水工环地质方面的研究工作. E-mail:418909514@qq.com

  • 中图分类号: X141

KEY TECHNOLOGY AND ITS APPLICATION TO EVALUATION OF CARRYING CAPACITY OF GEO- RESOURCES AND GEO-ENVIRONMENT IN QINGDAO

  • 摘要: 通过了解青岛市地质资源分布特征和区域地质环境条件,从地质资源和地质环境2个方面科学合理选取评价因子,建立评价指标体系,开展青岛市地质资源环境承载能力评价。评价结果显示,青岛市地质资源相对较匮乏,地质资源环境承载能力整体以强和较强为主,地质资源环境承载能力较弱的地区主要分布在环胶州湾地区、东部崂山山区及西海岸新区的西南部,地质资源环境承载能力弱的地区主要分布在李沧区以北及周边。分别从生产生活空间、农业生产空间及生态环境空间等方面提出了青岛市地质资源环境优化配置建议,为青岛市地质资源合理利用与地质环境安全保障提供科学依据。评价结果能够为区域国土空间规划提供建议。
  • 图  1  青岛市地质资源环境承载本底评价

    Figure  1.  Background map for assessment of geo-resources and geo-environment in Qingdao

    图  2  青岛市地质资源环境承载能力评价

    Figure  2.  Assessment map of geo-resources and geo-environment carrying capacity of Qingdao

    表  1  地质资源环境承载能力评价指标体系[51]

    Table  1.   Evaluation indexes of carrying capacity for geo-resources and geo-environment[51]

    评价要素评价因子本底评价指标状态评价指标
    地质资源地下水资源可开采资源模数开采程度
    矿产资源资源可利用占比矿业开发指数
    地质环境地质环境安全类构造稳定性断裂活动性、地震动峰值加速度-
    崩滑流崩滑流易发程度崩滑流风险性
    采空塌陷采空塌陷易发程度采空塌陷风险性
    海(咸)水入侵海(咸)水入侵易发程度-
    农业生态环境类损毁土地-损毁土地程度
    土地质量地球化学土壤质量地球化学背景等级土壤质量地球化学等级
    注:其中开采程度采用地下水降幅低于临界值面积占比、地下水质量劣于Ⅲ类区面积占比进行修正。
    该表引自《国土资源环境承载力评价技术要求(试行)(地质部分)》中区域地质资源环境承载能力评价指标体系。
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    表  2  地质资源环境承载能力评价指标分级[51]

    Table  2.   The classification of carrying capacity evaluation index for geo-resources and geo-environment[51]

    指标类别指标指标分级
    承载本底地下水可开采资源模数/(万m3/km2·a)≥10[7.5,10)[3.5,7.5)[2,3.5)<2
    资源可利用量占比/%金矿≥50[10,50)[5,10)[1,5)≤1
    铁矿≥50[10,50)[5,10)[1,5)≤1
    石墨≥50[10,50)[5,10)[1,5)≤1
    与活动断裂距离/m≥400[200,400)[100,200)[30,100)≤30
    地震动峰值加速度a≤0.05a=0.10a=0.15a=0.20a≥0.30
    崩滑流易发程度不易发低易发中易发高易发极高易发
    采空塌陷易发程度低易发中易发高易发
    海(咸)水入侵易发程度低易发中易发高易发
    土地质量地球化学高肥力较高肥力中等肥力低肥力
    承载状态地下水开采程度/%[0,70](70,100]>100
    矿业开发指数(MDI)≥75[50,75)MDI<50
    崩滑流风险性
    采空塌陷风险性
    损毁土地程度1级2级3级
    土壤地球化学质量良好中等恶劣
    注:改表引自《国土资源环境承载力评价技术要求(试行)(地质部分)》中给出的各个指标评价分级标准。
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    表  3  人口安全易损性分级表[51]

    Table  3.   The classification of population safety vulnerability[51]

    易损性等级高易损性中易损性低易损性极低易损性
    因灾死亡人口比(1/万)>0.10.1~0.010.01~0.001<0.001
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    表  4  资产易损性分级表[51]

    Table  4.   The classification table of asset vulnerability[51]

    易损性等级高易损性中易损性低易损性极低易损性
    因灾经济损失比
    (万元/百万元)
    >11~0.10.1~0.01<0.01
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    表  5  崩滑流风险性综合分析评价分级表[51]

    Table  5.   The comprehensive analysis and evaluation classification table of debris flow risk of collapse landslide[51]

    崩滑流风险定性
    综合分析
    承灾体易损性
    高易损性中易损性低易损性极低易
    损性
    崩滑流
    危险性
    危险性大
    危险性较大
    危险性中等
    危险性小
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    表  6  采空塌陷发育程度划分表[51]

    Table  6.   The classification of the development grade of mining collapse[51]

    发育程度特征描述
    采空区地表裂缝、塌陷坑等强烈发育、常年积水;
    地面建筑物开裂严重,次生灾害规模较大
    采空区有地表裂缝及塌陷坑等、季节性积水;
    建筑物有开裂现象,次生灾害规模较小
    位于采空区或采空影响区以外,地表无明显变形迹象、无积水: 建筑物无开裂等现象
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    表  7  地质灾害危害程度分级表[51]

    Table  7.   The classification of geological hazard grade[51]

    危害程度
    级别
    灾情险情
    死亡人数/人直接经济
    损失/万元
    受威胁
    人数/人
    可能直接经济损失/万元
    严重≥10≥500≥100≥500
    中等10~3500~100100~10500~100
    轻微<3<100<10<100
    注:灾情分级,指己发生的地质灾害,主K用“人员伤亡情况”“直接经济损失”指标评价;险情,指可能发生的地质灾害,采用“受威胁人数”或“可能直接经济损失”指标评价;危害程度采用“灾情”或“险情”指标评价。

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    表  8  采空塌陷风险性分级表[51]

    Table  8.   The risk classification of mining collapse[51]

    发育程度
    强发育中等发育弱发育
    危害程度严重风险性高风险性高风险性中等
    中等风险性高风险性中等风险性中等
    轻微风险性中等风险性低风险性低
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    表  9  承载能力等级划分标准

    Table  9.   Grading standards of carrying capacity

    地质资源环境承载能力
    综合评价分级
    承载状态
    无超载单要素超载多要素超载
    承载本底资源丰富环境稳定区较强
    资源匮乏环境稳定区较强较弱
    资源丰富环境脆弱区较弱
    资源匮乏环境脆弱区较弱
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    [20] 姚永坚, 李学杰, 杨楚鹏, 韩冰, 殷征欣, 徐巧越.  北极阿拉斯加北坡盆地地质构造特征与油气资源潜力 . 海洋地质前沿, 2011, 27(12): 18-26.
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-03-28
  • 网络出版日期:  2021-07-27
  • 刊出日期:  2021-09-15

青岛市地质资源环境承载能力评价关键技术与应用

doi: 10.16028/j.1009-2722.2021.105
    基金项目:  青岛市自然资源和规划局“青岛市城市地质调查项目”(ZFCG2019001542);中国地质调查局地质调查二级项目“青岛多要素城市地质调查”(DD20189230)
    作者简介:

    徐美君(1987—),女,硕士,工程师,主要从事水工环地质方面的研究工作. E-mail:418909514@qq.com

  • 中图分类号: X141

摘要: 通过了解青岛市地质资源分布特征和区域地质环境条件,从地质资源和地质环境2个方面科学合理选取评价因子,建立评价指标体系,开展青岛市地质资源环境承载能力评价。评价结果显示,青岛市地质资源相对较匮乏,地质资源环境承载能力整体以强和较强为主,地质资源环境承载能力较弱的地区主要分布在环胶州湾地区、东部崂山山区及西海岸新区的西南部,地质资源环境承载能力弱的地区主要分布在李沧区以北及周边。分别从生产生活空间、农业生产空间及生态环境空间等方面提出了青岛市地质资源环境优化配置建议,为青岛市地质资源合理利用与地质环境安全保障提供科学依据。评价结果能够为区域国土空间规划提供建议。

English Abstract

徐美君,刘洪华,杨宝凯,等. 青岛市地质资源环境承载能力评价关键技术与应用[J]. 海洋地质前沿,2021,37(9):79-88 doi:  10.16028/j.1009-2722.2021.105
引用本文: 徐美君,刘洪华,杨宝凯,等. 青岛市地质资源环境承载能力评价关键技术与应用[J]. 海洋地质前沿,2021,37(9):79-88 doi:  10.16028/j.1009-2722.2021.105
XU Meijun, LIU Honghua, YANG Baokai, DONG Jie, HE Peng, ZOU Liang, HU Rui, LENG Qi. KEY TECHNOLOGY AND ITS APPLICATION TO EVALUATION OF CARRYING CAPACITY OF GEO- RESOURCES AND GEO-ENVIRONMENT IN QINGDAO[J]. Marine Geology Frontiers, 2021, 37(9): 79-88. doi: 10.16028/j.1009-2722.2021.105
Citation: XU Meijun, LIU Honghua, YANG Baokai, DONG Jie, HE Peng, ZOU Liang, HU Rui, LENG Qi. KEY TECHNOLOGY AND ITS APPLICATION TO EVALUATION OF CARRYING CAPACITY OF GEO- RESOURCES AND GEO-ENVIRONMENT IN QINGDAO[J]. Marine Geology Frontiers, 2021, 37(9): 79-88. doi: 10.16028/j.1009-2722.2021.105
    • 生态承载力的概念最早出现在生态学杂志上。如今,随着“承载力”概念的广泛应用,在资源、经济和社会的各个领域得到了不同程度的延伸和研究[1-6]。近几十年以来,国家经济突飞猛进的同时,资源环境条件遭到一定破坏,面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势,以人口、资源、环境和发展为一体的资源环境承载力研究,越来越受到社会各界的重视。立足于中国人口众多、资源相对不足、环境容量有限的基本国情,我国形成了尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念,明确提出建立资源环境承载能力监测预警机制,对水土资源、环境容量和海洋资源超载区域实行限制性措施。

      国内外学者在资源环境承载力评价指标体系和评价方法的研究上也不断进行创新。国外对承载力研究主要是以实证分析为主线,主要方法有多目标决策法[7]、ECCO模型法[8]、模糊自适应管理方法[9]、能值分析法[10]和生态足迹模型[11]等。国内学者在资源环境承载力的评价方法的研究上也取得了较多成绩,目前主要有生态足迹法[12]、因子分析[13]、状态空间法、系统动力学模型[14]、能值分析[15]、主成分分析[16]、熵权TOPSIS模型[17]等方法。

      前人对资源环境承载力的研究已有丰富成果,并且已经从以前单一要素的评价,如矿产资源承载力研究[18-20]、土地资源承载力研究[21-24]、水资源承载力研究[25-28]、地质环境承载力研究[29-31]等,正在逐步上升到地质资源环境等多要素的综合性评价[32-37]。但是存在不足和局限性,在研究尺度上多为跨省级、区域性的评价[38-39],评价指标体系也未形成一套完整的理论,国内学者根据不同的研究领域,建立过不同的指标体系。而对于青岛市关于资源环境承载力的研究多为海洋资源、水资源、旅游环境等单要素的评价[40-42],对于地质资源环境方面的综合评价几乎没有。

      青岛市以往的地质工作程度相对较高。因此,本文以青岛市为例,以行政区作为评价尺度单元,通过收集青岛市最新资源环境、社会经济等成果资料,掌握区域功能定位和未来发展需求,确定区域资源环境短板因素和面临的主要问题,从地质资源和地质环境2个方面构建地质资源环境承载能力评价指标体系。旨在探索市级尺度的多要素地质资源环境承载力评价体系及方法,为国土空间规划、城市发展规划、三区三线的划定提供地质依据,为青岛市地质资源合理利用与地质环境安全保障提供科学依据。

    • 青岛地处山东半岛东南部沿海,胶东半岛东部,是国务院批复确定的中国沿海重要中心城市和滨海度假旅游城市、也是国际性港口城市;陆域总面积约11 282 km2,海域面积约12 200 km2,下辖7区3市,包括市南区、市北区、李沧区、崂山区、城阳区、即墨区、西海岸区,以及胶州市、平度市和莱西市,2019年底青岛市常住人口949.98万人。青岛市海陆空交通运输网络齐全,交通十分便利,各乡镇均有公路相通。

    • 地质资源环境是人类自然资源环境的一部分。指由地球演化作用形成的并对人类社会发展提供物质、能量、空间和景观的自然资源,及由岩石圈表层的岩土、水等组成部分及其相互作用过程与现象共同构成的自然环境系统的综合,主要包括矿产资源、地下水资源和地质环境等。

    • 青岛市矿产资源较为丰富。截止2016年底,青岛市已发现各类矿产(含亚矿种)66种,占全省已发现矿产(147种)的45%;其中查明资源储量的矿种有50种,占全省已查明资源储量矿种(85种)的58.82%。有16种虽已发现但尚未查明资源储量的矿种。

      按照矿床规模划分,区内查明大型矿床11处,占已探明或查明矿产地总数的14.86%,其中包括平度市8处,莱西市3处。中型矿床18处,占已探明或查明矿产地总数的24.32%,其中平度15处,莱西市3处。小型矿床45处,占已探明或查明矿产地总数的60.82%。

      按矿种划分,截止2016年底,青岛市已查明矿种30个,主要矿种有铁、金、石墨、滑石及透辉石,主要矿种累计查明和保有资源量:铁矿6 483和5 810万t、金矿(金属量)108 和66 t、石墨矿(矿物量)1 867和1 569万t、滑石矿(矿石量)518和233万t、透辉石矿(矿石量)802和261万t。青岛市石墨矿资源丰富,在全省排名第1位,保有储量占全省94%。查明的矿产资源为青岛市经济社会发展提供了重要的物质基础和矿物原料[43]

    • 青岛市属于相对缺水的城市,淡水资源不丰富,地表水主要分布于河流、库塘等,地下水类型以松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、喷出岩类孔洞裂隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水及块状和层状岩类裂隙水为主。其中松散岩类孔隙水含水岩组主要分布在大小河流中下游河谷平原和大泽山西南侧山前平原,为青岛市重要的含水岩组,主要由第四系不同粒径的砂及砂砾石组成,水量丰富,其中大沽河、白沙河-墨水河为青岛市重要供水水源地,其余各流域也为当地主要供水水源地;碎屑岩类孔隙裂隙水含水岩组主要分布于即墨、胶州、莱西等地,含水岩组主要为莱阳群、王氏群砂岩、砂页岩及凝灰质砂页岩,透水性弱、富水性也很弱;喷出岩类孔洞裂隙水含水岩组主要分布于城阳、胶州、即墨以及莱西市境内,含水岩组主要为青山群和王氏群中的玄武岩,富水性较强,且水质良好;碳酸盐岩类裂隙岩溶水含水岩组主要分布在平度市、莱西市,含水岩组为粉子山群中的大理岩,裂隙比较发育,特别在地貌条件和构造有利地段,富水性尤为强;块状、层状岩类裂隙水含水岩组主要分布于崂山、大珠山、小珠山以及大泽山地区,含水岩组主要为花岗岩、花岗闪长岩、片麻岩、变粒岩、片岩等,富水性弱,局部构造裂隙密集带比较富水,但分布极不均匀,仅能为局部供水。

      2018年全市水资源总量为16.02亿m3,比多年平均值偏少25.4%;全市地下水资源总量为8.303亿m3,比多年平均值(1980—2010年)偏少13.3%;全市总供水量9.33亿m3,其中,地下水源供水量2.41亿m3,占总供水量的25.83%[44]

    • 青岛市地处华北板块南边缘,胶辽隆起区东南部、胶南-威海隆起东北部,属胶莱盆地、威海隆起、胶南隆起区3个Ⅲ级构造单元。主要构造形迹为褶皱构造、韧性剪切带及脆性断裂构造,主体方位为NEE向,次为NE向和EW向[45]。根据GB 18306—2015中国地震动峰参数区划图[46],青岛市大致分为3类大区,即稳定区、次稳定区和次不稳定区。稳定区主要分布在莱西市,次不稳定区主要分布在平度市的明村镇和新河镇,次稳定区主要分布在稳定区与次不稳定区之外的评价区其他广大地区。

      青岛市地质环境问题主要体现在东部及南部山区崩滑流地质灾害、西部及北部各类矿山开采区的采空塌陷等方面。其中崂山、城阳、西海岸新区的废弃采石场地质灾害隐患及沿海区域的海(咸)水入侵问题较为突出,地质环境问题的存在使岛城特有的滨海地貌遭受不同程度的破坏。

    • 据统计,截至2017年,青岛市共查明崩塌、滑坡、泥石流地质灾害隐患点370处,其中崩塌327处,滑坡37处,泥石流6处。崩塌、滑坡、泥石流主要分布在崂山、大泽山、大珠山、小珠山、铁镢山等山地丘陵区,在有采矿坑分布的剥蚀-堆积准平原区也常有崩塌分布[47]

    • 全市现存已查明的历史形成责任灭失非煤矿山采空区68处,其中平度市43处、莱西市12处、胶州市13处,主要分布在莱西市北部、平度西北部、胶州西南部的地下采矿区。

      青岛市已发生的采空塌陷有6处,其中胶州市1处、平度市2处、莱西市3处[48]

    • 青岛地区的海(咸)水入侵,主要发生在地下水比较丰富、开采集中、开采量大且靠近海(咸)水的地区。也有因改变耕作方式或沿海滩涂开发不当造成的。海水入侵首先在白沙河-城阳河下游开始漫延,20世纪80年代先发展到大沽河下游、洋河下游、黄岛辛安、平度新河-灰埠一带,总的海水入侵面积接近160 km2[49]

    • 按土壤环境质量综合污染指数方法,对表层土壤中8项重金属元素(砷、镉、铬、铜、汞、镍、铅、锌)综合污染现状进行评价。青岛市约有94%的土壤面积都没有重金属的污染。土壤受轻度污染的比例占6.55%,分布面积为713.36 km2,主要分布于祝沟镇北部以及即墨-店集镇局部地段,另外在胶州湾北部和青岛城区也有零星分布。土壤受重度污染区主要以孤点状分布在莱西市马连庄镇,中度污染呈环状分布在重度污染分布区的外围[50]

    • 遵循指标选取的动态性、可比性、可操作性、系统性、客观性等原则选取评价因子,参照《国土资源环境承载力评价技术要求(试行)(地质部分)》[51],针对青岛市的地质资源和地质环境问题,本次评价地质资源选取了地下水资源和矿产资源作为评价因子,地质环境要素分为地质环境安全类和农业生态环境类,地质安全类选取了构造稳定性、崩滑流、采空塌陷和海(咸)水入侵作为评价因子,农业生态环境类选取了损毁土地和土地质量地球化学作为评价因子,从各单要素的承载本底和承载状态2个方面分别构建评价指标体系(表1)。

      表 1  地质资源环境承载能力评价指标体系[51]

      Table 1.  Evaluation indexes of carrying capacity for geo-resources and geo-environment[51]

      评价要素评价因子本底评价指标状态评价指标
      地质资源地下水资源可开采资源模数开采程度
      矿产资源资源可利用占比矿业开发指数
      地质环境地质环境安全类构造稳定性断裂活动性、地震动峰值加速度-
      崩滑流崩滑流易发程度崩滑流风险性
      采空塌陷采空塌陷易发程度采空塌陷风险性
      海(咸)水入侵海(咸)水入侵易发程度-
      农业生态环境类损毁土地-损毁土地程度
      土地质量地球化学土壤质量地球化学背景等级土壤质量地球化学等级
      注:其中开采程度采用地下水降幅低于临界值面积占比、地下水质量劣于Ⅲ类区面积占比进行修正。
      该表引自《国土资源环境承载力评价技术要求(试行)(地质部分)》中区域地质资源环境承载能力评价指标体系。
    • 青岛市地质资源环境承载能力评价主要利用Mapgis的空间分析功能结合AHP层次分析法,分别从地质资源和地质环境2方面进行承载本底和状态评价,参照《国土资源环境承载力评价技术要求(试行)(地质部分)》[51],承载本底的评价结果划分为5级,分别为高、较高、中、较低和低,承载状态的评价结果分为盈余、均衡、超载[3642]3级,结合承载本底和承载状态的评价结果,按判断矩阵,最终将承载能力等级划分为强、较强、中、较弱和弱5级。

      青岛市上述地质资源环境承载能力评价指标中,一部分指标依据相关技术要求或者数据分布形态进行标准化处理后,可以进行定量分析,然后划分出不同的等级,另一部分指标需要根据实际现状进一步考虑影响因素等,然后采用定量与定性相结合的原则,综合分析然后划分不同等级。各项评价指标的分级标准见表2

      表 2  地质资源环境承载能力评价指标分级[51]

      Table 2.  The classification of carrying capacity evaluation index for geo-resources and geo-environment[51]

      指标类别指标指标分级
      承载本底地下水可开采资源模数/(万m3/km2·a)≥10[7.5,10)[3.5,7.5)[2,3.5)<2
      资源可利用量占比/%金矿≥50[10,50)[5,10)[1,5)≤1
      铁矿≥50[10,50)[5,10)[1,5)≤1
      石墨≥50[10,50)[5,10)[1,5)≤1
      与活动断裂距离/m≥400[200,400)[100,200)[30,100)≤30
      地震动峰值加速度a≤0.05a=0.10a=0.15a=0.20a≥0.30
      崩滑流易发程度不易发低易发中易发高易发极高易发
      采空塌陷易发程度低易发中易发高易发
      海(咸)水入侵易发程度低易发中易发高易发
      土地质量地球化学高肥力较高肥力中等肥力低肥力
      承载状态地下水开采程度/%[0,70](70,100]>100
      矿业开发指数(MDI)≥75[50,75)MDI<50
      崩滑流风险性
      采空塌陷风险性
      损毁土地程度1级2级3级
      土壤地球化学质量良好中等恶劣
      注:改表引自《国土资源环境承载力评价技术要求(试行)(地质部分)》中给出的各个指标评价分级标准。

      表2中崩滑流的风险性是在崩塌、滑坡、泥石流危险性和易损性分项测算的基础上,集成评价形成崩塌、滑坡、泥石流风险性的综合评价结果。

      在易发性的基础上,叠加诱发因素、灾害体运动距离、破坏强度等要素,进行地质灾害危险性评价,将崩滑流危险性划分为4个等级,为危险性大、危险性较大、危险性中等和危险性小。

      承灾体易损性评价:基于资产易损性和人口安全易损性的单项指标评价确定承灾体易损性。人口安全易损性通过年均崩滑流死亡人口与年均总人口的比值测算,分级标准参见表3;资产易损性通过年均地质灾害直接经济损失与年均GDP的比值测算,分级标准参见表4

      表 3  人口安全易损性分级表[51]

      Table 3.  The classification of population safety vulnerability[51]

      易损性等级高易损性中易损性低易损性极低易损性
      因灾死亡人口比(1/万)>0.10.1~0.010.01~0.001<0.001

      表 4  资产易损性分级表[51]

      Table 4.  The classification table of asset vulnerability[51]

      易损性等级高易损性中易损性低易损性极低易损性
      因灾经济损失比
      (万元/百万元)
      >11~0.10.1~0.01<0.01

      分别将人口安全易损性和资产易损性评价结果划分为高易损性、中易损性、低易损性和极低易损性4种类型,将2个评价结果进行叠加综合,选取二者易损性等级中较大者作为承灾体易损性评价结果。

      依据综合评价的判别矩阵(表5),将崩滑流风险性划分为高、中、低3个等级。

      表 5  崩滑流风险性综合分析评价分级表[51]

      Table 5.  The comprehensive analysis and evaluation classification table of debris flow risk of collapse landslide[51]

      崩滑流风险定性
      综合分析
      承灾体易损性
      高易损性中易损性低易损性极低易
      损性
      崩滑流
      危险性
      危险性大
      危险性较大
      危险性中等
      危险性小

      表2中采空塌陷风险性采用采空塌陷发育程度与危害程度综合定性分析的方法评价采空塌陷风险性。采空塌陷发育程度按表6确定。采空塌陷的危害程度按表7确定。依据综合评价的判别矩阵,将来空塌陷风险性划分为3个等级,为高风险、中风险和低风险,见表8

      表 6  采空塌陷发育程度划分表[51]

      Table 6.  The classification of the development grade of mining collapse[51]

      发育程度特征描述
      采空区地表裂缝、塌陷坑等强烈发育、常年积水;
      地面建筑物开裂严重,次生灾害规模较大
      采空区有地表裂缝及塌陷坑等、季节性积水;
      建筑物有开裂现象,次生灾害规模较小
      位于采空区或采空影响区以外,地表无明显变形迹象、无积水: 建筑物无开裂等现象

      表 7  地质灾害危害程度分级表[51]

      Table 7.  The classification of geological hazard grade[51]

      危害程度
      级别
      灾情险情
      死亡人数/人直接经济
      损失/万元
      受威胁
      人数/人
      可能直接经济损失/万元
      严重≥10≥500≥100≥500
      中等10~3500~100100~10500~100
      轻微<3<100<10<100
      注:灾情分级,指己发生的地质灾害,主K用“人员伤亡情况”“直接经济损失”指标评价;险情,指可能发生的地质灾害,采用“受威胁人数”或“可能直接经济损失”指标评价;危害程度采用“灾情”或“险情”指标评价。

      表 8  采空塌陷风险性分级表[51]

      Table 8.  The risk classification of mining collapse[51]

      发育程度
      强发育中等发育弱发育
      危害程度严重风险性高风险性高风险性中等
      中等风险性高风险性中等风险性中等
      轻微风险性中等风险性低风险性低
    • (1)承载本底综合评价

      依据就高原则利用Mapgis的空间分析功能合并不同资源(地下水资源、矿产资源)承载本底,得到每个评价单元资源本底综合结果,即资源匮乏或资源丰富(其中,资源丰富指具有一种或一种以上优势资源)。地质环境承载本底评价首先运用AHP层次分析法,在专家打分的基础上确定地质环境各评价因子的权重,然后采用综合指数法,进行地质环境承载本底评价。将地质环境承载本底评价结果依据就劣原则划分出环境稳定或环境脆弱。综合指数法计算公式如下:

      $${\rm{R = }}\sum\limits_{{\rm{i = 1}}}^{\rm{n}} w _i \times r_i$$

      式中:R为地质环境承载本底综合得分;

      ri为评价因子的评分;

      wi为评价因子权重。

      地质资源环境承载本底综合评价,利用Mapgis的空间分析功能合并地质资源综合结果与地质环境综合结果,得到4种承载本底属性,即资源丰富环境稳定区、资源丰富环境脆弱区、资源匮乏环境稳定区、资源匮乏环境脆弱区。

      (2)承载状态综合评价

      根据单要素承载状态评价结果中出现超载的要素情况,得到无超载、单要素超载、多要素超载3种综合结果。

      (3)承载能力综合评价

      由地质环境承载本底与承载状态综合评价结果,根据表9利用Mapgis的空间分析功能最终得到地质资源环境承载能力综合评价结果。

      表 9  承载能力等级划分标准

      Table 9.  Grading standards of carrying capacity

      地质资源环境承载能力
      综合评价分级
      承载状态
      无超载单要素超载多要素超载
      承载本底资源丰富环境稳定区较强
      资源匮乏环境稳定区较强较弱
      资源丰富环境脆弱区较弱
      资源匮乏环境脆弱区较弱
    • 地下水资源开发利用相关数据主要来源于《2018年青岛市水资源公报》[44],矿产资源及矿业开发相关数据主要来源于青岛市矿产资源储量数据库及《青岛市矿产资源总体规划(2016—2020年)》[43];构造稳定性方面的数据主要来源于《区域地质调查报告1: 250000 青岛市幅、灵山卫幅》[45]及《中国地震动参数区划图GB18306-2015》[46],崩滑流相关资料主要来源于《青岛市地质灾害排查报告》[47],损毁土地及采空塌陷数据来源于《青岛市矿山地质环境保护与治理规划(2018—2025年)》[48],地下水资源模数及海水入侵等相关数据来源于《山东省青岛市地下水与地质环境监测报告(1991-2015)》[49],土壤地球化学质量数据来源于《山东省青岛市农业生态地球化学调查与评价》[50]

    • 首先,依据就高原则合并不同资源承载本底,最终划定资源丰富区为平度市,优势资源为矿产资源,其他地区均为资源匮乏区。然后,根据地质环境承载本底评价结果依据就劣原则划分出环境稳定或环境脆弱。最终,将地质资源承载本底综合评价结果和地质环境承载本底综合评价结果合并,划分为资源丰富环境稳定区、资源丰富环境脆弱区、资源匮乏环境稳定区、资源匮乏环境脆弱区4个等级(图1)。

      图  1  青岛市地质资源环境承载本底评价

      Figure 1.  Background map for assessment of geo-resources and geo-environment in Qingdao

      资源丰富环境稳定区广泛分布在平度市中部至西南部的地质灾害不易发区,资源丰富环境脆弱区主要分布在平度市西北部及中东部地质灾害高易发区及土壤肥力低区域。市南区、市北区全部区域以及李沧区、城阳区、即墨区、胶州市、莱西市大部分地区,崂山区西南、中部及北部区域,西海岸新区中东部地质环境承载本底高或较高,地质环境稳定,但是地质资源相对比较匮乏,为资源匮乏环境稳定区,其余区域为资源匮乏环境脆弱区。

    • 青岛市地质资源环境承载状态综合评价结果分为无超载、单要素超载两个等级。评价区内市南区、市北区、李沧区为地质资源环境单要素超载区,这3个区主要为地下水资源超载。地下水整体利用率高,开发利用潜力不大,在一定程度上影响发展。无超载区域主要分布在崂山区、城阳区、即墨区、西海岸新区、胶州市、平度市和莱西市。

    • 根据青岛市地质资源环境承载本底和承载状态综合评价结果,依据地质资源环境承载能力等级划分表(表3),得到承载能力综合评价结果。青岛市资源环境承载能力综合评价主要划分为强、较强、中、较弱、弱5个等级(图2),整体以强、较强区为主。

      图  2  青岛市地质资源环境承载能力评价

      Figure 2.  Assessment map of geo-resources and geo-environment carrying capacity of Qingdao

      地质资源环境承载力强区:主要分布在平度市中部至西南部,这些地区地质资源环境承载本底为资源丰富环境稳定区,承载状态为无超载。

      地质资源环境承载力较强区:主要集中分布在即墨区和莱西市大部分地区,城阳区东北部及南部红岛部分地区、西海岸新区中东部地区、胶州市大部分地区、崂山区西南和中部部分地区,这些地区资源匮乏环境稳定区,承载状态为无超载。

      地质资源环境承载力中等区:主要分布在平度市西北部及东北部和市南区、市北区、李沧区大部分地区,平度市西北部及东北部地区为资源丰富环境脆弱区,承载状态为无超载,市南、市北、李沧区大部分地区为资源匮乏环境稳定区,承载状态为单要素超载。

      地质资源环境承载力较弱区:主要分布环胶州湾区域以及即墨区东部,莱西市北部一小部分地区、西海岸新区西南部、胶州市西部和崂山区东北部等区域。均为资源匮乏环境脆弱区,承载状态为无超载,承载能力较弱。

      资源环境承载力弱区:主要分布在李沧区北部地区。这些区域均为资源匮乏环境脆弱区,承载状态为单要素超载。

    • (1)生产生活空间方面 地质资源环境承载力强和较强的区域主要分布在即墨区、西海岸新区、胶州市、平度市和莱西市,这些区域可进行一定规模的扩张。环胶州湾地区地质资源环境承载能力弱或较弱,城市建设的瓶颈在于地下水资源,故应提高地下水资源的利用率,做好水源地开发保护工作,并通过海水淡化、引水工程、蓄水工程等技术来补充城市发展所需水量,崂山区还存在崩滑流地质灾害,城市建设要做好地灾预警机制,部署防灾减灾工程,同时在开展社会活动和经济布局要尽量避开地灾可能的波及范围。

      (2)农业生产空间方面 青岛耕地资源主要分布在即墨区、西海岸新区、胶州市、平度市和莱西市,地质资源环境承载能力主要为强和较强,这些区域是青岛市粮食作物主产区,国土空间引导应以粮食生产核心区和农副产品加工为主,做好农村产业调整。部分承载能力较弱的区域存在一定的地质环境问题,土壤养分低的区域可以通过合理施肥提高土壤肥力,改善土地质量,增加粮食产量。崩滑流易发区及采空地面塌陷易发区在进行农业生产是尽可能绕避最危险的地方。

      (3)生态环境空间方面 青岛市从地形上属于海滨丘陵城市,在经济建设如火如荼的推进下,农业用地不免被占用,应适当限制建设用地的发展,努力保护好现有的农业用地。山体、河流、湿地和各类自然保护区等属于生态环境敏感区,必须重点加以保护。

    • (1)本文从地质资源和地质环境2个方面构建地质资源环境承载能力评价指标体系,地质资源评价因子主要包括地下水资源、矿产资源,地质环境评价要素分地质环境安全类和农业生态环境类,评价因子根据青岛市主要地质环境条件,地质环境安全类选取了构造稳定性、崩滑流、采空塌陷、海(咸)水入侵4个评价因子,农业生态环境类选取了损毁土地、土地质量地球化学2个评价因子。

      (2) 青岛市地质资源环境承载能力评价结果表明,青岛市地质资源总体较为匮乏,地质环境承载能力总体为强、较强,承载能力强的地区分布有限,主要分布在西北部的平度市。区域地质资源环境承载能力较弱区域主要分布在环胶州湾地区、东部崂山山区及周边、西海岸新区的西南部地区,在即墨区东部,莱西市北部、胶州市西部等也有零星分布;李沧区北部地区,市南区胶州湾沿岸,地质资源环境承载能力弱。

      (3)根据青岛市地质资源环境承载能力单要素及综合评价结果,分别从生产生活空间、农业生产空间及生态环境空间方面提出了青岛市地质资源环境优化配置建议,表明地质环境承载能力评价工作能够在保障地质资源供给、地质环境改善、城市规划建设和城市安全保障等方面发挥重要地质支撑作用,评价结果能够为区域国土空间规划提供建议。

参考文献 (51)

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