（地球化学专业论文）攀枝花市城市环境地质评价.pdf

摘要 攀枝花市城市环境地质评价 作者简介：喻凤莲，女，1 9 8 0 年3 月出生，2 0 0 4 年9 月师从于张成江教授和倪师军教授， 于2 0 0 7 年6 月获成都理工大学理学硕士学位。 摘要 随着全球城市化进程的加快，地质环境的各项要素对城市发展的影响也日益 显著，因此如何进行城市环境地质评价已成为当前城市地质工作新的研究方向。 本文以矿业城市攀枝花为例，在全面系统地收集了城市地质、矿产、水文以 及自然地理和城市经济、社会发展规划等多方面资料的基础上，通过资料的二次 开发利用和实地调查，运用环境地质学、环境地球化学以及城市生态学等多学科 的理论与方法，重点调查了攀枝花市城市规划与城市建设发展有关的地质环境条 件和所面临的主要环境地质问题。并在上述基础上，运用系统工程学中的层次分 析法对攀枝花市的城市环境地质质量进行了综合评价。结合城市总体规划，进行 了城市地质环境区划与城市用地适宜性评价，在矿业城市环境地质评价的方法和 评价体系上做出了新的探索。建立了攀枝花市城市地质环境数据库，编制了城市 环境地质图系。 攀枝花市城市地质环境质量总体较好，地质环境质量良好区的面积占研究区 总面积的5 l ，地质环境质量差的区域占研究区的1 9 。矿产资源丰富，种类 繁多；水资源和旅游资源非常丰富，气候宜人，日照充分，交通较为便利，较适 合人类居住和城市发展。但随着不合理的矿业开发和不合理的城市建设，引起的 各种地质灾害和环境污染等主要环境地质问题较突出，对攀枝花的城市建设和发 展造成了一定的影响。本文结合攀枝花市城市总体规划，针对研究区内的主要环 境地质问题，提出了相应的重点防治区域和防治对策，为改善和调控攀枝花市城 市生态环境，制定城市社会、经济可持续发展规划提供了更为科学、准确的地质 环境依据。 关键词：环境地质分区评价层次分析法矿业城市攀枝花 成都理工大学硕十学位论文 t h ee v a l u a t i o no fu r b a ne n v i r o n m e n t a lg e o l o g yi n p a n z h i h u ac i t y a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fg l o b a lu r b a n i z a t i o n ，t h ee f f e c to f g e o l o g i c a l e n v i r o n m e n t a lf a c t o r sa tt h ed e v e l o p m e n to ft h ec i t ya l s oi n c r e a s i n go b v i o u s l y i t b e c o m e st h ea c t u a lp r o b l e ma b o u tt h ec i t yd e v e l o p m e n tn o w a d a y s ，s oi tb e c o m e sa n e wr e s e a r c ho f c i t yg e o l o g ys t u d yh o we v a l u a t et h ec i t y se n v i r o n m e n t a lg e o l o g y t h i sa r t i c l et a k e sm i n i n gc i t yp a n z h i h u af o re x a m p l e ，b a s e do nt h ed a t aw h i c h c a n l ef r o mt h eg e o l o g y , m i n e ，h y d r o l o g y , t h ep h y s i c a lg e o g r a p h y , t h ee c o n o m ya n d t h ed e v e l o p m e n tp r o g r a m m i n go fp a n z h i h u aa l l - a r o u n d ，t h i sa r t i c l eh a sf o u n dt h e g e o l o g i c a le n v i r o n m e n t a lc o n d i t i o na n dm a i np r o b l e m sa b o u te i t yp r o g r a m m i n g ， c o n s t r u c t i o na n dd e v e l o p m e n t ，w h i c hb yt h ew a yo ft h ed a t ae x p l o i t a t i o na n d i n v e s t i g a t i o no nt h es p o t i ta l s om a d eu s eo ft h et h e o r i e sa n dm e t h o d so ft h ec i t y e n v i r o n m e n t a lg e o l o g y , t h ee n v k o n m e n t a lg e o c h e m i s t r ya n dt h ec i t ye c o l o g yc t c a t t h ea b o v e m e n t i o n e de l e m e n t s ，ic a r r i e dt h ei n t e g r a t i v ee v a l u a t i o nw h i c hu s et h e a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s so nt h ec i t ye n v i r o n m e n tg e o l o g yo f p a n z h i h u ac i t y n e w e x p l o r a t i o no ne v a l u a t i o nm e t h o da n dt h ee v a l u a t i o ns y s t e m si nt h em i n i n gc i t y e n v i r o n m e n t a lg e o l o g yw a sd o n e p a n z h i h u ac i t yg e o l o g i c a le n v i r o n m e n t a ld a t ab a s e a n ds c r i s c sp i c t u r e so fg e o l o g i c a le n v i r o n m e n t a lw a sd o n e a saw h o l et h eg e o l o g i c a le n v i r o n m e n to fp a n z h i h u ac i t yi sg o o d t h ea r e ao f g o o dg e o l o g i c a l e n v i r o n m e n ta r r i v e sa t5 1 ，a n dt h ea r e ao fb a dg e o l o g i c a l e n v i r o n m e n ta c c o u n t sf o r1 9 。p a n z h i h u ac i t yh a v em a n yk i n d so f m i n e r a lr e s o u r c e s i ti sa f f l u e n ti nw a t e ra n dt o u rr e s o u r c et o o ，c l i m a t ea m e n i t ya n ds u n l i g h ts u f f i c i e n c y a n dt r a f f i ca d v a n t a g e ，s oi ta d a p t st oh u m a nh a b i t a t i o na n dd e v e l o p m e n to fc i t y b u t w i t ht h eu n r e a s o n a b l em i n i n ge x p l o i t a t i o na n di l l o g i c a lc o n s t r u c tc i t y , i tu n c e a s i n g a f f e c t sc i t yc o n s t r u c t i n ga n dd e v e l o p m e n tt h a tt h em a i ne n v i r o n m e n tg e o l o g i c a l p r o b l e mo fg e o l o g yd i s a s t e ra n de n v i r o n m e n tp o l l u t i n ge l c t h i sa r t i c l e ，c o m b i n i n g t h ep r o g r a m m i n go fp a n z h i h u ac i t y , p u tf o r w a r dt h eh o m o l o g o u sp r e v e n ta n dc l l r e d i s t r i c ta n dm e f l s u l 七w h i c ha i ma tt h em a i ne n v i r o n m e n tg e o l o g i c a lp r o b l e mi nt h e r e s e a r c ha r e a t h i sa r t i c l eo f f e r e ds c i e n t i f i ca n da c c u r a t eh e r e u n d e ri ng e o l o g i c a l e n v i r o n m e n tt oi m p r o v ea n da d j u s tt h ec i t ye c o s y s t e mo f p a n z h i h u ac i t y , a n dt ot a b l e ap r o p o s a lt ot h ed e v e l o p m e n tp r o g r a m m i n go f c i t ys o c i e t y , e c o n o m y k e y w o r d ：e n v i r o n m e n t a lg e o l o g y ，d i v i s i o n a le v a l u a t i o n ，a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s m i n i n ge i t y ，p a n z h i h u ac i t y 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盛都堡王盘堂或其他教 育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者导师签名：磁i 蔽j 乙 学位论文作者导师签名：獭侈xi 乙 学位论文作者签名：榆l 豇篷 伽7 年r 月叻日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盛嫠堡王太堂有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和 借阅。本人授权盛嫠理互盔堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：喻风篷 纠年r 月明日 第1 章前言 第1 章前言 1 1选题依据及研究意义 发展是当今世界的主题。城市化是世界各国发展的共同趋势，也是经济发展 的结果。据统计我国目前有地级以上城市为6 0 0 余个，其中特大城市3 2 个，大城 市4 3 个，中等城市1 9 2 个，小城市4 0 0 多个，城市化水平达3 0 。未来1 0 年内，随 着小城镇建设的发展，中国还将有1 5 亿至2 亿农村人口转移到城市，城市人口将 上升n 6 3 亿，城市化水平将接近5 0 “1 。 随着城市化建设加速和经济的发展，城市地质环境受到的影响和压力与日俱 增。如工程建设的加载和开挖，破坏了地壳表层的应力平衡，使工程设施产生沉 降、位移、失稳；城市过量抽取地下水造成水位下降、水资源枯竭，引起的地面 沉降和岩溶塌陷；有些城区还会产生采空区地面塌陷以及地裂缝、滑坡、崩塌、 泥石流等地质灾害；城市人口不断增加，大量排出废弃物，包括工业废水、生活 污水、工业垃圾、建筑垃圾和生活垃圾，造成了城市环境严重污染。城市环境地 质问题已成为影响社会可持续发展的主要因素位。因此，开展城市环境地质调 查，查明城市规划和治理发展运营中的地质环境条件及可能出现的环境地质问 题，从地质环境上保障城市建设安全、经济和发展，提高城市规划的整体水平是 十分必要的。 攀枝花市位于四川省西南部，川滇交界处，金沙江与雅砻江交汇处，东临凉 山州会理县，南靠云南省永仁县，西临云南省华坪县、宁蒗县，北接凉山州德昌 县、盐源县。境内有成昆铁路和1 0 8 国道纵贯全境，北距成都7 4 9 k m ，南距昆明 3 5 l k m ，是四川通往华南、东南亚、南亚沿边、沿海口岸的最近点，为“南方丝 绸之路”上重要的交通枢纽和商贸物资集散地，是长江经济带上的重点资源保护 开发区和生态环境建设区。 攀枝花是我国著名的矿业城市，矿产资源极为丰富，被誉称为“矿产资源聚 宝盆”、“天然地质博物馆”。以钒钛磁铁矿闻名于世，具有“世界钒钛之都”的 美称旧。在中国城市群中，有其独特的特点。由于地处长江上游，其城市环境除 了影响本市5 0 多万人的生产、生活，还影响长江下游沿江两岸城市和农村的水环 境。 随着城市化的飞速发展以及受城市所处的特殊自然地理条件的影响，攀枝花 市环境地质问题越来越突出，城市生态环境的恶化已逐渐影响到城市的可持续发 展和居民的健康。 因此，中国地质调查局下达了“攀枝花市城市环境地质调查评价”的子项目， 开展攀枝花市城市环境地质调查与评价，不但对该市的发展具有重要的实际意 成都理工大学硕士学位论文 义，而且对于推进长江上游城市化的进程，保障国家“建设长江上游生态屏障” 战略的实施具有更重要的意义。本论文就是在该项目的基础上完成的。 本次研究运用城市生态学、环境地质学及环境地球化学等多学科的理论方法 与技术，开展攀枝花市环境地质综合调查评价，重点调查了攀枝花市城市规划与 城市建设发展有关的地质环境条件和所面临的主要环境地质问题。并在上述基础 上，运用系统工程学中的层次分析法对攀枝花市的城市环境地质进行了相应的评 价，结合城市总体规划，进行了城市地质环境区划与城市用地适宜性综合评价； 针对研究区内的主要环境地质问题，提出了相应的重点防治区域和防治对策；为 改善和调控城市生态环境，制定城市社会、经济可持续发展规划提供科学的依据。 同时，对建立科学实用的矿业城市环境地质评价方法和评价体系进行新的探索。 1 2研究现状 环境地质学是环境科学的一个重要的分支学科，是研究地质环境与人类关系 以及地质作用与人类环境关系的、由许多地质学分支与环境科学综合而成的、服 务于社会的实际应用的学科。也是地质学与环境科学之间的边缘科学”1 。随着社 会经济的飞速发展和人类环境保护意识的加强，环境地质学也有了巨大的发展， 特别是其在城市中的应用而形成的城市环境地质学，在城市化日益加快的当代， 更是取得了极快的发展速度。 1 2 1 国外城市环境地质研究现状 城市环境地质有较早的研究历史，二十世纪二十年代，欧洲出现城市地质论 文和城镇地区图件。1 9 6 0 年日本就成立了东京城市地质调查委员会，相继出版 了东京、大阪、福岗、名古屋等城市地质图。1 9 7 3 年，美国地质学家r f l e g g e t 出版了城市与地质学( c i t ya n dg e o l o g y ) ，该书成为美国大学城市地质学 的一本主要参考书。1 9 8 2 年，塞拉利昂大学r b o w e n 著的城市地质学( u r b a n g e o l o g y ) 综合论述了地质学在城市规划、建筑工程地基、建材、供水、地质灾害 防护等方面的作用以及如何在复杂的地质条件下进行城市建设的问题。二十世纪 八十年代初期，英国的桑顿( t h o r n t o n ) 就提出了城市地球化学的概念( u r b a n g e o c h e m i s t r y ) ，之后，在里士满、柏林、莫斯科、明斯克等城市开展了城市地 球化学调查和研究工作。国际地科联( i u g s ) “环境规划地质科学”专业委员会 ( c o g e o e n v i r o m e n t ) 与国际工程地质协会( i a e g ) 和国际水文地质学家协会( l a h ) 于1 9 9 2 年联合成立“国际城市地质工作组”。1 9 9 6 年，荷兰学者j m c c a l l 教授 等在第3 0 届国际地质大会上率先推出和展示了他们最新出版的城市地学专著 u r b a ng e o s c i e n c e ) ，内容包括：城市地学导论；地球科学在城市资源与环境 的制约方面日益增长的作用；城市发展中的机遇和相关性问题等”+ ”。 近年来世界各国对城市环境地质研究都投入了大量人力、物力。如美国地质 2 第l 章前言 调查所多年以前即开展了城市地质制图。对纽约、华盛顿、波斯顿、洛杉矶等大 城市进行了详细的城市工程地质研究。9 0 年代初期英国地质调查局启动了“伦敦 计算机化地下与地表项目( l o c u s ) ”。1 9 9 3 年加拿大地质调查局已经通过g i s 系 统完成了各类地图的数字化。城市环境地质工作也转向重视城市经济可持续发展 的综合研究，重视地质指标体系的研究，重视城市环境地质工作超前服务战略的 研究。在工作中特别关注地质灾害风险性评估、水土污染风险识别、地下水资源 可持续利用和城市脆弱性评价等。在技术方法上，强调多学科、多种方法的配合， 尤其注重利用g i s 、r s 、g p s 技术进行环境地质调查、地质灾害监测，建立g i s 平 台的地学信息空间数据库和自然灾害风险评估决策支持系统等，较好地实现了城 市环境地质快速响应城市发展的需求“”。 1 2 2 国内城市环境地质研究现状 我国在城市环境地质调查研究中起步较早，2 0 世纪5 0 年代先期进行了北京、 西安、包头等城市供水水源地勘查、地下水开采以及在这个基础上开展的地下水 动态监测工作o ”：在七十年代末我国就在一些城市的区域稳定性、地面沉降、 地下水污染等问题方面做了专题研究。例如长江三角洲、珠江三角洲和闽南三角 洲地区开展的水文地质、工程地质综合评价，以及对一些城市大型重点工程的选 址和建设进行的工程地质勘察。1 9 8 3 年，由原地质矿产部对各省地矿系统下达了 统一的计划任务，进行“中国2 0 0 0 年城市地下水资源及环境地质问题预测”研究。 内容直接关系到我国城市建设，工农业生产及人民生活水平的提高，为“中国2 0 0 0 年的环境”和“中国2 0 0 0 年水污染预测防治对策研究”提供资料依据。1 9 8 4 年， 原地质矿产部组织了包括深圳、珠海、汕头、厦门在内的2 1 个沿海城市的水资源 及地质环境评价项目。1 9 8 6 年8 月，地质矿产部区域地质矿产地质司编印了城 市一比五万区域地质调查的理论和方法。同年1 2 月在北京举行第一届全国城市 地质学术讨论会；一些介绍城市地质和城市地质学的论文也相继发表。中国地质 学会城市地质研究会于1 9 9 6 年5 月在西安召开了专门会议，商议制定了编制出版 中国城市地质专著的详细计划和编写大纲。2 0 0 0 年中国地质调查局组织开展 了矿山地质环境调查，其中包括了部分矿山城市的环境地质问题的调查。2 0 0 1 年 国土资源部组织了“全国地质环境与城市规划研讨会”。2 0 0 1 年1 2 月，国家自然 科学基金委在香港大学召开了城市地球物理研讨会。香港从1 9 9 1 年起，就一直在 开发地学数据库( g s d b ) ，用于对辖区的地质、地球物理和地球化学数据进行储存、 综合、解译和展示。近年来我国更是集中力量对全国范围内的试点城市进行详细 的环境地质调查和评价方法的研究，以便于全国大中型城市环境地质调查的全面 展开。会议的主要议题为：在新的历史时期，如何科学合理利用城市地质环境， 城市环境地质问题，城市环境保护与城市可持续发展问题，不同功能、不同规模 成都理工大学硕士学位论文 城市的地质环境工作重点等；中国地质学会完成中国城市地质专著的编写0 1 。 当前我国正在适应新的形势，积极推进地质工作的根本转变，城市地质日益 受到重视。“数字城市”作为“数字地球”的重要组成部分，已成为社会和政府 关注的焦点。同时，我国城市环境和城市灾害研究得到进一步发展，制定了城市 灾害防治计划和防治目标以及地质环境保护规划，完成了北京、天津、上海等重 要城市的环境地质综合勘查评价，计划在2 0 1 0 年前完成1 0 0 座城市的地质环境保 护规划工作。相应有城市生态环境建设与保护规划、地质灾害与防御、城 市地理信息系统等专著出版m 。 1 2 3 攀枝花地质与环境前人研究程度 自二十世纪三十年代以来，开展过大量的基础地质、矿产地质、水文地质与 工程地质、环境地质及旅游地质等工作，这些工作成果对完成本次工作奠定了基 础n 2 1 。主要有： ( 1 ) 1 9 3 6 1 9 4 9 年以常隆庆为代表的老一代地质工作者在攀枝花地区进行铁 矿的调查工作，先后完成了宁属七县地质矿产报告，测绘了攀枝花矿区1 ： 5 0 0 0 地质图l 幅、倒马坎矿区1 ：2 5 0 0 地质图1 幅，并正式确定了攀枝花磁铁矿中 含有钛和钒，并命名为攀枝花钒钛磁铁矿；解放后，国家投入了大量的人力物力 进行攀枝花矿区的勘探工作。1 9 5 8 年，四川省地质局攀枝花铁矿勘探队完成了攀 枝花钒钛磁铁矿石储量计算报告书；1 9 9 8 年，冶金部西南地质勘查局6 0 1 地质队 提交了四川省攀枝花市攀枝花钒钛磁铁矿兰家火山矿区、尖包包矿区生产勘探 地质报告；1 9 9 7 1 9 9 9 年，成都理工大学完成了攀枝花市幅、金江幅、同德幅、 猛良坝幅1 ：5 万区域地质调查。2 0 0 1 - 2 0 0 4 年，成都理工大学完成了扬子地台 西南缘成矿规律及找矿方向综合研究，2 0 0 3 2 0 0 4 年，成都理工大学完成了攀 枝花市矿产编图、攀枝花市非金属矿产调查等。这些成果，较详细的评述了 区内地层、岩性、构造、水文地质等基础性地质条件和矿产资源分布，是本次工 作参考利用的主要地质基础资料。 ( 2 ) 近年来，针对攀枝花市地质环境状况及建设需要，前人开展了大量的 专项调查研究，主要有：1 9 8 8 年，四川地勘局九0 九水文地质工程地质大队完成 了攀枝花市区环境地质调查；1 9 9 8 年，四川省地质矿产勘查开发局、成都水 文地质工程地质中心完成了攀枝花市区环境地质调查报告；1 9 9 9 年，攀钢矿 业公司设计院完成了营盘山高陡边坡稳定性研究报告；2 0 0 1 年，成都理工大 学完成了攀枝花市土壤地球化学基线研究；2 0 0 2 年，成都理工大学完成了攀 钢矿区土地复垦可行性研究；2 0 0 2 年，四j i l 省地勘局成都水文地质工程地质中 心完成了四川省攀枝花市地质灾害调查与区划；2 0 0 4 年，成都理工大学完成 了攀枝花市区水系沉积物重金属地球化学研究。这些成果较详细地反映了区 4 第1 章前言 内环境地质和工程地质问题，是本次工作参考利用的主要环境地质资料。 ( 3 ) 攀枝花市地质环境监测站主要开展了区内地表水、地下水动态监测和 地质灾害监测，建立的地表水、地下水动态监测网络，取得了近二十年的地表水 和地下水天然和开采动态系列资料。环保部门对攀枝花市的大气和水体污染等进 行了长期的监测和研究，积累有大量的资料。 1 3评价思路和研究方法 1 3 1 评价思路 自然环境是人类赖以生存与发展的空间，也是直接或间接影响人类与发展的 各种自然因素与条件的总和。城市地质环境与自然环境一样具有两个非常明显的 特点，即自然属性和社会属性的和谐统一。为了更好地为城市经济可持续发展服 务，城市环境地质调查与评价工作重心，已经由过去的“查条件、找问题”，转 向研究城市经济活动与地质环境之间“和谐”发展，体现“环境友好”的发展观。 城市地质环境质量包括三方面的内容，即地质环境条件的基础性、地质灾害 的危险性以及地球化学的脆弱性( 图卜1 ) 。其中地质环境条件的基础性是地质环 境风险性的最为本质的反映，是风险性的源头，地质环境条件的好坏直接决定了 风险性的大小，地质环境条件越好，则风险性越小；反之，地质环境条件越差， 则风险性越大。因此，地质环境条件的评价是风险性评价的基础。地质灾害危险 性和地球化学脆弱性是地质环境条件基础性的外在表现形式，是由地质环境条件 的本质所决定、制约“”。 图卜1 城市地质环境质量评价要素图 人类活动对城市环境的扰动分为物理扰动和化学扰动；物理扰动主要表现为 地质灾害。本次研究按地质灾害的形成因素，分别调查和研究了矿业活动引起的 和不合理的城市建设引起的典型地质灾害的类型、分布、危害程度、发生发展的 规律和控制因素，并做出了地质灾害危险性评价；化学扰动主要表现为环境污染。 本次研究主要利用地球化学方法，对攀枝花市环境污染做了两方面的地球化学评 价：土壤重金属污染评价和水系沉积物重金属污染评价。 成都理工大学硕士学位论文 1 3 2 评价方法 近年来系统工程的观念越来越多地为人们理解和接受，系统工程的观点得到 了广泛的应用。所谓系统工程的方法，就是从系统的观点出发，用定量的或定量 与定性相结合的方法，对社会的、经济的、技术的系统进行分析、设计或改造的 过程“。作为环境地质评价对象的城市地质环境本身就是一个多因子的系统，因 此应用系统工程学的方法可以更加准确、客观的反映地质环境的现实情况，所得 的评价结果也更加科学、合理。本次攀枝花城市地质环境质量分区评价是运用系 统工程学中的层次分析法和指数叠加法共同形成的方法体系。 层次分析法( a h p ) 是于上个世纪七十年代中期由美国运筹学家，匹兹堡大 学教授萨迪( t l s a a t y ) 提出的。尽管( a h p ) 的应用需要掌握简单的数学工具， 尽管( a h p ) 有深刻的数学原理，但它本质上是一种决策思维方式。a h p 把复杂 的问题分解成各个组成因素，又将这些因素按支配关系分组形成有序的递阶层次 结构，通过两两比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性，然后综合决策者的 判断，确定决策诸因素相对重要性总的排序。a h p 体现了人们的决策思维的以下 特征，即分解、判断、综合“5 “1 。同时，层次分析法( a h p ) 又是一种定量与定 性相结合，将决策者的主观判断用数量形式表达和处理的方法。它改变了长期以 来决策者与分析者之间难于沟通的状态，大大提高了决策的有效性、可靠性和可 行性。因此近年来被广泛用于各个学科的研究应用之中。指数叠加法是利用评价 体系中各因素的有机叠加来反映评价结果的一种计算方法，因其方法简单、结果 准确而被广泛应用于各研究领域。本次攀枝花市城市环境地质评价的评价过程主 要是在地理信息系统( g i s ) 技术支持的基础软件平台上完成的，因此评价过程 更为简单快捷，评价结果更为直观准确，便于信息的储存和传递。 层次分析法的基本方法与步骤： 运用a h p 进行决策时，大体分为五个步骤“5 。”“”，即： ( 1 ) 分析系统中各因素之间的关系，建立系统的递阶层次结构模型； ( 2 ) 对同一层次的各元素关于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较，构 造两两比较判断矩阵； ( 3 ) 层次单排序及其一致性检验，由判断矩阵计算被比较元素对于该准则的相 对权重； ( 4 ) 层次总排序。计算各层元素对系统目标的合成权重，并进行总排序； ( 5 ) 层次总排序的一致性检验。 1 、递阶层次结构模型的建立 应用a h p 分析社会的、经济的以及科学管理领域的问题，首先要把问题条理 化、层次化，构造出一个层次分析的结构模型。在这个结构模型下，复杂问题被 6 第1 章前言 分解为人们称之为元素的组成部分。这些元素又按其属性分成若干组，形成不同 层次。同一层次的元素作为准则对下一层次的某些元素起支配作用，同时它又受 上一层次元素的支配。这些层次大体上可以分为3 类“叫1 ： ( 1 ) 最高层：这一层次中只有一个元素，一般它是分行问题的预定目标或理 想结果，因此也称目标层； ( 2 ) 中间层；这一层次包括了为实现目标所涉及的中间环节，它可以由若干 个层次组成，包括所需考虑的准则、子准则，因此也称为准则层。 ( 3 ) 最低层：表示为实现目标可供选择的各种措施、决策方案等，因此也称 为措施层或方案层。 通过同类城市的比较和对地质环境因子的分析归纳，构建了递阶层次结构 ( 图卜2 ) 。 地质环境条件 基础性分区评价 攀枝花希城市环境地质分区评嗣 。! 。 地质灾寄 f 危险性分区评价f ：生：土：圭皇：萎_ 圈习国国习 ：l 最高层l _ ：l f 目标层) l 图1 - 2 攀枝花市城市环境地质分区评价递阶层次结构示意图 2 、构建两两比较判断矩阵 在建立递阶层次结构以后，上下层次之间元素的隶属关系就被确定了。然后 按它们对于准则位置的相对重要性赋于相应的权重，a h p 所用的导出权重的方法 就是两两比较法。通过对同一准则下的任意两个因子的比较，确定这两个因子的 相对重要性，并按1 9 比例标度对重要性程度赋值，表1 - 1 中列出了1 9 标 度的含义。这样对于某一准则下的n 个被比较元素就构成了一个两两比较的判断 矩阵。即a - ( a 。，) 。其中a ，。是元素i 与元素j 的重要比较的标度。 7 固；圈； _ 1!： 一 一 一 一 一!业10日盛i 青国 l _ 一 i i 里慷憎m一 卫翦力作用一 打卫地质贷鼍一 一 ill街质组成一 一 成都理工大学硕+ 学位论文 表卜1 标度含义表 标度含义 1 表不阴个元素相比，具有同样重要性 3 表示两个元素相比，前者比后者稍重要 5 表示两个元素相比，前者比后者明显重要 7 表不两个元素相比，前者比后肴强烈重要 9 表不曲个元索相比，前者比屙看檄端重璺 2 ，4 ，6 ，8 表示上述相邻判断的中间值 若元素i 与元素j 的重要性之比为a u ，那么元素j 与元素i 的重要性之比 倒数 为a j l - ( 1 a j j ) 3 、单一准则下元素相对权重的计算 对于单一准则下元素相对权重的计算有和法、根法、方根法、最小二乘法和 对数最小二乘法几种方法。本次评价采用方根法解特征方程a w = a 。w ，方根法 计算步骤“7 1 如下： ( 1 ) 计算判断矩阵每一行元素的乘积m m = 兀气，i = 1 ，2 ，刀 j - i ( 2 ) 计算的拧次方根彬 w l = 毯m l ( 3 ) 对向量矿= 【砑，一w z ，瓦r 正规化，即 形：l 矿， 则矽= ，r 即为所求的特征向量，经归一化后就可作为权重值。 ( 4 ) 计算判断矩阵的最大特征根五。 k = 喜等 式中( a w ) ，表示向量彳缈的第f 个元素。 ( 5 ) 一致性检验 一致性指标 c i ：生二翌 n 一1 平均一致性指标( 根据1 - 9 标度法判断矩阵取值) ，随机一致性比率 c r = c i r i ，当c r 2 8 1 8 m 。 昔格达组基本层序比较简单，分三种类型( 图2 - 3 ) 。垂向上均由几十公分至1 米左右厚的小韵律叠置而成，总体上下部和上部较细，含泥岩，钙质泥岩为主， 中部则以钙质细砂岩为主，故上、下的每一韵律以泥岩，钙质泥岩占很大比例， 而中部的韵律层中钙质砂岩占很大比例。横向上变化很大，有的地方其底部含细 砾、巨砾岩，有的地方夹灰色粘土层等“8 ”。 c 图2 - 3 昔格达组地层基本层序 a 型由粉砂质泥岩( 1 ) 和泥岩( 2 ) 组成的不等厚韵律互层；b 型由钙质细砂岩( 3 ) 为 主和钙质粉砂岩( 4 ) 、钙质泥岩( 5 ) 组成不等厚韵律互层的基本层序；c 型由钙质细砂岩 ( 3 ) ( 很薄) 和钙质泥岩( 5 ) 夹泥灰岩( 6 ) 组成不等厚韵律互层基本层序。a c 均代表 山间小型湖泊或断陷湖泊环境的沉积。 1 4 第2 章研究区概况 表2 - 2 攀枝花市综合地层表 年代地层岩“地层地层代 厚度 号及接岩性摘要 宇界系统纽 ( m ) 触关系 新 第叫系 下更新 生争新统 3 q b 9 4 冲积洪积、坡积砂，砾、泥等松散堆积 n q x 界新近系f 新统昔格达组 、 2 8 l _ 8扶色，浅狄包泥岩、泥质粉砂岩j 细砂岩互层 2 5 7 4 j 警系r 统小坝组 k 2 x 紫红色钙质粉砂岩、泥岩夹k 石钉英砂岩 3 侏 j ：统午液组 j 知 2 3 9紫红以粉砂质泥岩夹细砂岩，泥扶岩 由 罗 下统新村组k 5 1 2 6紫红色、紫畎色岩眉山英砂岩，泥岩成韵律层 生 系 中统益门组j l y9 7 3 2紫红色泥岩，粉砂岩夹砂岩 界 下统宝顶纽t 3 b d 1 3 5 l6荻，清荻色中卸i 粒k 钉石英岩泥岩及粉砂岩 硅 =丈荞地组 b d 2 4 7 0 2黄荻色、浅扶色砾山- 、i ：冰为砂岩夹泥岩 叠上统2 4 2 6紫红色h 厚卵砾岩、卜部为砂岩央泥岩 系盐圹地组 t 2 y 1 2 3 8 紫药色、狄绿色砂山- 夹粉砂质泥岩、泥荻岩 中统青天堡组 t l a 8 0 0 紫红色砂岩央页岩 峨岿山玄 生 二下统p 23 2 3 0暗廖：色斑状、杏仁状玄武岩 武岩 叠 上统阳新组 n y 1 3 8 灰 j 色生物碎屑版岩夹白质荻岩 晚 系 古 中统粱山组 p i 】 82 黄灰色枯t 央细砂岩及炭质页岩 生 石炭系下统 c7 7 l 灰白色厚层块状灰岩，状灰岩及粉红色灰岩 字荻白色厚层白质妖岩、白五岩、灰岩、底部见 界 束分统 d l 9 7 1 黑色敏岩 泥盆系 中上统d z1 1 3 8 深灰、墨灰色页岩、粉砂岩夹泥灰岩，底为含研 钉英砂岩 志 上统中档组s | ： 3 0 0 深灰，黑灰色泥灰岩央薄层灰岩及含钙硅质岩 旦 留 中统牌了i i 组s 2 b 3 3 6踩灰、灰色嘲纹状泥扶岩央岩质荻岩、角砾灰岩 古系 下统龙马溪组 s 1 1 3 6灰黑色碳质页岩、粉砂岩、硅质页岩 生 中统红石组0 2 i i5 8 0紫红色细砂岩，粉砂岩夹泥岩，灰岩及赤铁矿 界 寒下统娄山关组 l 5 1 2荻白色厚层泥、砂质 岩央钙质泥山、粉砂岩 武卜统两i ：脯组x2 4 3 紫红色细砂岩、粉砂岩央细一中粒石英砂岩 系 中统未分组 x5 6 4 紫红色长石石英砂岩、细砂岩、粉砂岩 灯影组z 2 d 5 1 3 6 灰白色富藻 j 厶岩、葡萄状亡| 岩等 新 震 上统观音崖组z h 5 4 4 9 紫红色粉砂质贞岩央泥献岩、臼质灰岩 兀 旦 把关河组z 曲 2 9 0 6 灰白色英砂岩必k 右右英砂岩及粉砂岩 古 系 亡j 坡山 界 下统安山一英 z l b 3 1 2 5 紫红色，暗紫色安山玢岩、英安斑岩，安山质角 砾凝灰岩 安岩 7 ， 几 表灰，深灰色绢i 扳岩央炭质板岩上部夹白云 古 乍古组 i t 2 z 1 2 7 0 质灰岩 宇 由 小坪组p k x 3 9 8 0青灰、灰黑色绢云板岩，砂质板岩，底部有凝灰 兀 渔门组 p t d 1 4 8 0质细砾岩 古 盐 荒 h 组 p t ：h 变中基性火山岩，火山碎鸫岩、纤；云、硅质板岩 界 湾湾组p t t w斜长角闪岩、母石英片岩发绢母片岩等 边 群 回龙组 二辉斜长片麻岩、角闲斜长片麻岩， _ p t l h 斜长角闪岩等 太 晚 a t ( r ) 古 太 同德杂岩 a t t b ) 片麻状黑云母闪长岩，更长花岗岩 古 宇 界 1 5 暴圃 匝嵝君怛糕蜷褂丫n匾 田 署 僵 撑 髯 钗秘g扑二卜巨扑-1剐齄镁 第2 章研究区概况 2 3 2 区域地质构造 区内构造复杂，发育多组深大断裂。总体上可分为基底构造和盖层构造两大 构造层。断裂构造特征是南北向或北东向的深大断裂为主干构造，控制了区内岩 浆活动，盆地演化及沉积作用。主要深大断裂有金河一箐河深大断裂带、攀枝花 深大断裂带和米易一营格达深大断裂带。新构造运动强烈，影响着攀枝花市的地 质环境( 图2 5 ) 。 一 磁瀚， 口籼。o 国邈 黼： 团-、。逊i 曰u 日t ， 、 图i 刊、矗j l l i 、巩 。 臣囵千一中黼勰u 一 嘉 叮 图2 - 5 攀枝花市区域地质构造纲要图 1 7 成都理工大学硕士学位论文 攀枝花地区新构造活动明显，主要表现在：河谷形成多级阶地且基底阶地明 显，新近系中见褶皱和断裂，老断层复活，沿一些断裂带出露温泉，地震活动强 烈，为我国著名的地震带( 地震烈度7 级) 。 2 4 水文地质条件 2 4 1 地表水 攀枝花市有金沙江、雅砻江、把关河、摩梭河、仁和河等河流穿越不同城区， 地表水非常丰富，足以满足人民生产生活用水。城区建成了5 座大型水厂，日供 水量达5 1 8 万吨，年供水量1 2 4 7 4 万吨，使用自来水人口5 1 2 5 万人，日人均生 活用水2 3 8 3 7 升，自来水普及率9 2 1 2 ，水质合格率9 9 9 4 “捌。 2 4 2 地下水类型及水文地质条件 攀枝花市地下水资源并不丰富，主要靠大气降水补给，同时由于河流切割深， 地下水极易进入河流。 1 、松散岩类孔隙水 攀枝花市松散岩类孔隙水主要是指第四系松散堆积物和昔格达组软弱岩土 层中所含的水。由于攀枝花旱雨季分明，因此松散岩类孔隙水含量也与降雨量有 关。雨季( 每年5 1 0 月) 降水量占全年降水量的9 0 以上，旱季( 每年1 1 月 次年4 月) 降水量不到全年降水量的1 0 。因此，雨季松散岩类孔隙水很丰富， 但到旱季，特别是旱季后半段松散岩类孔隙水含量非常少。由此可见，攀枝花松 散岩类孔隙水与降水补给有极大的关系。 2 、碎屑岩类裂隙水 含水岩组为三叠系各地层，特别是下三叠统宝鼎组岩性结构为砂泥岩夹煤 层，贮水空间以砂岩构造裂隙及砂泥岩风化裂隙为主。由于含水岩组受地形切割 严重，分布面积小，地下水就近补给就近排泄，地下水资源贫乏，地下水主要接 受降雨补给，动态随季节变化大。 3 、碳酸盐岩类溶洞( 裂隙) 水 主要为震旦系、二叠系碳酸盐岩地层，由于该地层中含有较多的溶蚀洞、溶 蚀孔，含有较为丰富的水，但主要还是受大气降水补给。 4 、岩浆岩类裂隙水 由于本区岩浆岩受构造运动影响较大，比较破碎，加之岩浆岩本身容易风化， 导致岩浆岩由许多孔隙、裂隙，从而含有一定量的地下水。岩浆岩类裂隙水仍然 受大气降水控制。 2 4 3 应急水源地 如前所述，攀枝花市地表水丰富，但是由于攀枝花市区与工矿企业穿插分布， 地表水极易受到污染，因此必须考虑应急水源的问题。事实上，在格里坪以西的 1 8 第2 章研究区概况 金沙江上基本无较大的污染企业，河流水质有保障，因此将金沙江格里坪段作为 应急水源地是必要的。此外，攀枝花市北部5 0 余公里处的雅砻江二滩水库水量 充足，水质优良，是攀枝花市的应急水源地之一“。 2 5地质资源 攀枝花市矿产资源极为丰富，有煤、钒钛磁铁矿、石墨、重晶石、石灰石、 建筑用砂等矿产以及花岗石、河砂等建筑材料矿产1 2 1 , 2 2 1 。已发现矿种4 7 种，已探 明储量的4 5 种，矿产地4 9 0 余处，其中大型特大型矿床1 5 个，中型4 2 个，蕴 藏着全国2 0 的铁、6 4 的钡、9 3 的钛，探明的钛资源占世界第一位，钒资源 占世界第三位，被誉为“富甲天下的聚宝盆”。煤炭资源和水能资源也很丰富。 矿产开发已成为攀枝花市的重要经济支柱( 图2 6 ) 。 图2 - 6 攀枝花市矿产资源分布圈 2 5 1 金属矿产 攀枝花市的金属矿产主要有著名的钒钛磁铁矿，共有两个超大型钒钛磁铁矿 矿床即红格钒钛磁铁矿和攀枝花钒钛磁铁矿。矿床产于华力西期超基性一基性层 状岩体之中。金属矿物以钒钛磁铁矿为主，含少量硫化物，脉石矿物有辉石、橄 榄石、斜长石等。平均品味：t f e2 8 2 9 ，是储量巨大的铁矿床，攀枝花钒钛磁 铁矿和红格钒钛磁铁矿总储量4 7 5 8 2 1 万吨。其中攀枝花市的朱家包包和兰尖矿 已开采近半，是攀钢的主要矿山，根据目前的开采能力，还可以开采1 5 年左右。 2 5 2 非金属矿产 攀枝花市共有非金属矿( 不包括媒等燃料矿产) 4 0 种，矿床( 点) 2 6 2 处， 查明储量( 资源量) 的矿种2 3 个，矿床( 点) 1 7 1 个。攀枝花市非金属矿产资 源丰富，主要有溶剂白云石矿、石灰石矿、粘土矿、水泥用石灰石矿、大理石矿、 硅藻土矿、花岗石等，种类多样，是四川乃至全国非金属矿产资源富集区之一。 1 9 成都理工大学硕士学位论文 2 5 3 煤炭资源 煤矿为攀枝花市的重要矿种，是攀钢和攀枝花市的主要能源，主要有宝鼎一 太平煤田。宝鼎煤田产在宝顶地区三叠系上统大荞地组中，煤层共有1 1 1 层，其 中可开采的有4 5 层。 该煤田的煤有焦煤、二号瘦煤和少量一号瘦煤，总储量达5 1 亿吨。其中以 焦煤为主，是炼焦的上等煤；其次二号瘦煤的储量也相当可观。 该煤田有沿江矿、小宝鼎、烂泥箐、花山、太平等矿区。 2 5 4 水能资源 攀