基于GIS空间分析的中方县地质环境承载力评价

基于 GIS空间分析的中方县地质环境承载力评价

佘超

湖南核工业岩土工程勘察设计研究院 长沙 410114

摘 要：地质环境承载力评价是资源环境承载力和国土空间开发适宜性评价的重要内容之一，是编制国土空间规划的重要依据。针对中方县地质环境现状和特点，从本底和状态两个角度构建承载力评价指标体系，采用层次分析法确定各个评价指标的权重，采用综合加权指数方法，借助GIS空间分析方法对中方县地质环境承载力进行了评价，结果表明中方县地质环境的承载本底和承载状态均较好。研究成果可对为国土空间开发适宜性评价提供科学依据。

关键词：地质环境；承载力评价；地质灾害；GIS空间分析

前言：地质环境承载力是指基于特定发展阶段、经济技术水平、生产生活方式和生态保护目标，一定地域范围内地质环境要素能够支撑农业生产、城镇建设等人类活动的最大合理规模。改革开放以来，随着社会经济的高速发展和城镇化水平的迅速提高，矿产资源、地下水等资源开采，以及铁路、道路、水利、城镇建设等人类工程活动影响，造成了地质灾害频繁发生，超出了地质环境承载能力。因此，开展地质环境承载能力评价对国土空间规划和生态文明建设都具有重要意义。本文以中方县为例，在中方县1∶5万地质灾害详细调查的基础上，从本底和状态两个角度构建承载力评价指标体系，采用层次分析法确定各个评价指标的权重，采用综合加权指数方法，借助GIS空间分析方法对中方县地质环境承载力进行了评价，为中方县资源环境承载力和国土空间开发适宜性评价提供科学依据，支撑服务中方县国土空间总体规划编制。

一、评价区概况

中方县地处湖南省西南部，沅水流域，位于雪峰山复式背斜北西侧，地貌以低山、丘陵为主，山地、平原兼有，平原占总面积的1.37%，丘陵占总面积的17.92%，山地占总面积的80.71%。地势由东南向西北倾斜，形成东南高、西北低的地势，中部脊状凸起，形似驼峰，主要山脉呈北东向延伸。东西向断面呈“W”形。东南部多山地，海拔1000m以上的山峰近60座；西北部主要是丘陵、岗地与河谷平原，海拔在300～400m之间。中方县的地质灾害主要分布在西南部中方镇-桐木镇以滑坡、地面塌陷为主的地质灾害发育区、北部花桥镇-泸阳镇以滑坡为主的地质灾害发育区、东部的花桥镇东-铜湾镇-新路河镇-铁坡镇以滑坡崩塌为主的地质灾害发育区等3个区域。地质灾害发生数量基本与月降雨量呈正相关，降雨量越大，发生的地质灾害数量越多，特别是暴雨及连续降雨集中的5-6月，占地质灾害总数的66.33%。人类工程活动对地质环境的影响日渐增强，主要表现为交通建设、城镇建设、矿产资源开发、水利水电开发等。大量的人类工程活动破坏了斜坡原始平衡状态，诱发了地质灾害，与人类工程活动有关的地质灾害点占地质灾害总数的4.33％。

二、评价指标体系

评价指标体系由地质环境承载本底和地质环境承载状态两个方面构建^[1]。

地质环境承载本底主要从地质灾害易发性方面进行评价，表达地质灾害发生的可能性，反映区域地质环境承载人类活动的安全性和稳定性。影响因素包含：地质灾害易发性、年平均降雨量、年均暴雨日数、地震动参数以及土地开发利用程度等指标。其中，地质灾害易发性是重要指标，易发性的评价主要从灾害点密度、地层岩性、地质构造、地形坡度、降雨量、人类工程活动、植被覆盖率7个方面进行评价。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点的分布和危害程度分析进行评价。其中，地质灾害危害程度是重要指标，危害程度评价主要依据受威胁人数和潜在经济损失进行评价。

三、评价方法

采用层次分析法构建中方县地质环境承载力评价指标体系，并对其权重进行计算，再结合综合指数法，利用GIS空叠加分析技术，对中方县地质环境承载能力进行等级划分^[2]。

四、评价过程

对选取的本底及状态评价因子，基于ArcGIS网格剖分功能，对各评价因子进行1km×1km网格划分，共划分为1819个评价单元。通过综合指数模型定性对各个评价因子进行空间叠加分析，形成承载本底和承载状态评价结果。通过科学设置分析标准，将承载本底划分为高、中、低三个等级，完成承载本底评价。通过科学设置承载状态阈值，将承载状态分为超载、均衡、盈余三种状态，完成承载状态评价。地质环境承载能力的综合评价以承载本底和承载状态评价结果为基础，运用ArcGIS空间叠加分析功能进行定性评价。将地质环境承载能力划分为：强、中等、弱三个等级。

地质环境承载能力等级

五、地质环境承载能力评价结果

根据承载本底评价等级和承载状态评价结果，结合地质环境综合承载能力评价矩阵，研究区地质环境承载能力评价结果由强到弱可分为3个区：

（1）地质环境承载能力强区，主要分布在中方镇、桐木镇、泸阳镇、花桥镇、新建镇、袁家镇、蒿吉坪瑶族乡等区域，占中方县总面积的74.47%。该区域为地质灾害低易发区，地质灾害危险小，支撑城镇建设或农业生产等人类活动能力强。

（2）地质环境承载能力中等区，主要分布在泸阳镇岩子园村-下坪村、花桥镇山羊头-铜鼎镇铜鼎坪村、新建镇小岩村-铁坡镇簸箕湾、袁家镇成天屋-大沙坪村、新路河镇黄土坡村-铁坡电站、中方镇翁公冲-南岔、桐木镇岩龙田-中方镇大冲，占中方县总面积的16.85%。该区域为地质灾害中易发区，地质灾害危险中等，支撑城镇建设或农业生产等人类活动能力中等。

（3）地质环境承载能力弱区，主要分布在花桥镇梅树冲村-泸阳镇五全村、铜湾镇和村村-黄溪村、铁坡镇-新路河镇、蒿吉坪瑶族乡罗洪村、桐木镇黄家坳村-黄家湾村，占中方县总面积的8.68%。该区域为地质灾害高易发区，地质灾害危险大，支撑城镇建设或农业生产等人类活动能力弱。

六 结论和建议

本文以中方县为研究对象，主要从地质灾害方面对地质环境承载能力进行了评价，得出以下结论：

（1）以中方县地质环境特征为基础，选取地质灾害易发性等本底评价因子，地质灾害风险性等状态评价因子，构建了地质环境承载力等级评价指标体系。

（2）采用GIS空间分析技术和综合指数模型对各个指标进行空间叠加分析，结果表明，中方县地质环境承载能力整体状况较好，承载能力强区占总面积的74.47%，承载能力中等区域占16.85%，承载能力弱区仅占8.68%，反映了中方县人类生产生活活动总体上均在地质环境可承载范围内。

（3）通过分析可知：制约中方县地质环境承载能力弱的主要因素为地质灾害发育较多、地形坡度较大、暴雨、松散土体分布等。因此，建议按照地质灾害防治规划加强地质灾害治理和监测，消除地质灾害隐患，改善地质环境条件，提高地质环境承载力；城镇开发边界和农村居民点应避让地质灾害高风险区；在地质环境承载能力中等和弱区内进行规划选址，应开展地质灾害危险性评估工作。

参考文献

[1]李小磊、柳炳利、陈国东.基四川省彭山区地质环境承载能力评价研究[J].国土资源科技管理,2018,35(3):65-73.

[2]王利、焦红军、杨坡.基于GIS空间分析的济源市地质环境承载力评价与分区[J].河南科学,2020,38(11):1792-1799.