（环境科学专业论文）巢湖北部山区城市环境地质评价.pdf

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志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得金世王些太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。 学位论文作者签字：蟊闫豆签字日期：撕f 年月7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金日巴工些太堂有关保留、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，允许论文被查阅或借阅。本人授权金a 巴工些太 当l 可以将学位论文的全部或部分论文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) 学位论文者签名：荔凋j 过 导师签名： 牙易 签字醐朋旧午月呷日 签字日期- 撕f 年乍月哕日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编： 巢湖北部山区城市环境地质评价 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，因此如何进行环境地质评价己成为当前地质工作新的研究方向。研究 区矿产丰富，地质遗迹丰富、典型，区内大规模的人类工程活动诱发了诸多环 境地质问题，对于该区居民的生活和来此实习的师生们安全都造成了影响，故 选取本区进行环境地质评价。 本次评价研究全面系统地收集了巢湖北部山区的地质、矿产、水文以及自 然地理等方面的资料，通过对资料的二次开发利用和实地调查，基本查明了研 究区地质背景，地质资源等地质环境条件以及所存在的次生地质灾害和环境问 题。在此基础上选取了3 大类共8 个指标因子，利用层次分析法( a h p ) 确定 评价体系中各影响因子的综合权重值，建立研究区环境地质评价模型，开展了 巢湖北郊山区环境地质评价，得到研究区环境地质条件属于中等；并利用 a r c g i s 优秀的空间数据处理能力把研究区划分为五个危险分区，其中高风险区 主要集中在平顶山一马家山、石刀山、大尖山、大力寺水库这些矿区；针对研 究区存在的主要问题，提出了重点防治区域和相应的防治对策、建议，为研究 区人类工程活动提供科学依据，并编制了研究区的环境地质系列图。 关键词：巢湖北部山区；环境地质；评价；层次分析法；g i s t h ee v a l u a t i o no f n o r t h u r b a ne n v i r o n m e n t a lg e o l o g yi n m o u n t a i no fc h a o h u 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 ff a c t o r so f e n v i r o n m e n t a lg e o l o g yi m p a c t e do nt h eu r b a nd e v e l o p m e n ti sa l s oi n c r e a s i n g o b v i o u s l y s ot h e f i e l dh o wt oe v a l u a t et h ee n v i r o n m e n t a lg e o l o g yo fc i t i e s b e c o m e st h en e wr e s e a r c ho r i e n t a t i o na b o u tu r b a ng e o l o g ys t u d y a st h en o r t h m o u n t a i no fc h a o h uh a st r e m e n d o u sr i c h e si nl i m e s t o n em i n e r a lp r o d u c t sa n dt h e g e o l o g i c a lh e r i t a g e ，h u m a nb e i n g sc a r r yo u te x p l o i t a t i o n o n al a r g es c a l ea n d i n d u c en u m e r o u st r o u b l e so fe n v i r o n m e n t a lg e o l o g y t h e s eg e o l o g i c a lp r o b l e m s h a v ea ni m p a c to ns e c u r i t yf o rt h el i f eo fl o c a lr e s i d e n t sl i v i n gh e r ea n dt e a c h e r s a n ds t u d e n t so nt h ep r a c t i c e s oe v a l u a t i o no fe n v i r o n m e n t a lg e o l o g yo ft h ea r e ai s n e c e s s a r y t h er e s e a r c hs y s t e m a t i c a l l yc o l l e c t st h ed a t ao ft h eg e o l o g y ，m i n e r a l s ，t h e h y d r o l o g y a n dt h e 。p h y s i c a l g e o g r a p h ya b o u t t h en o r t hm o u n t a i no fc h a o h u a c r o s s t h e - b o a r d t h i sp a p e rh a sf o u n dt h eg e o l o g i c a lb a c k g r o u n d ，g e o l o g i c a l r e s o u r c e s ，g e o l o g i c a le n v i r o n m e n ta n dt h es u b s i s t e n ts e c o n d a r yg e o l o g i c a ld i s a s t e r s a n de n v i r o n m e n t a lp r o b l e m si nt h em a i nb ym e a n so fa n a l y z i n gd a t aa n ds u r v e y i n g t h er e g i o n f u r t h e r m o r e ，t h r o u g hs e l e c t i n g8i n d e x e si n3c a t e g o r i e s ，i td e t e r m i n e s t h ec o m p r e h e n s i v ew e i g h tv a l u e so fv a r i o u si n d e x e si nt h ee v a l u a t i o ns y s t e m ，a n d t h e ne s t a b l i s h e st h ee n v i r o n m e n t a lg e o l o g i c a le v a l u a t i o nm o d e lo ft h es t u d ya r e a i t t a k e sa d v a n t a g eo fa r c g i sw h i c hh a st h ec a p a b i l i t yp r o c e s s i n g s p a t i a ld a t a ， m o r e o v e r , t od i v i d et h es t u d ya r e ai n t of i v es e c t i o n so fr i s k t h eh i g h - r i s ka r e a s f o c u so np i n g d i n g s h a n m a j i a s h a n ，s h i d a o s h a n ，d a j i a n s h a n ，d a l i s ir e s e r v o i r s r e g i o n s a i m i n ga tm a i np r o b l e m se x i s t e do nt h er e s e a r c hr e g i o n ，t h ep a p e rp o i n t s o u tk e y p r e v e n t i o n a n dc o n t r o l r e g i o n sa n d t h r o w so u tt h e c o r r e s p o n d i n g c o u n t e r m e a s u r e sa n ds u g g e s t i o n s a tt h es a m et i m e ，i tp r o v i d e ss c i e n t i f i cp r o o f sf o r h u m a ne n g i n e e r i n ga c t i v i t i e si nt h er e s e a r c hr e g i o na n dc o m p i l e sas e r i e so f e n v i r o n m e n t a lg e o l o g i c a lm a p so ft h es t u d ya r e a k e y w o r d s ：n o r t hm o u n t a i no fc h a o h u ； e n v i r o n m e n t a lg e o l o g y ； e v a l u a t e ；g i s i i 致谢 时光飞逝，转眼间硕士学习即将结束。在此要特别感谢我的导师刘国生教 授，刘老师不仅在我的学习道路中为一位良师，而且在我的生活中亦为一益友。 研究生3 年时间内刘老师在学习上给予了我极大的帮助。从课堂到实践，从野 外到室内，刘老师严谨的工作态度，诚信宽厚的为人处世，精益求精的科研作 风，无不给我树立起学习的榜样。本文的研究工作是在刘老师的亲切关怀和悉心指 导下完成的，从论文的选题到各个阶段都得到了刘老师的精心指导和大力支持。在生 活中，刘老师善良、诚恳、热情，待我如亲人一般，照顾我的生活、开导我的 思想，使我在合肥工业大学渡过了充实、快乐、自信的三年。 感谢我的父母为我提供了如此好的学习机会与学习条件，并在我的生命中 给予如此之多的帮助与关怀。还有在我三年研究生学习期间，汪家权老师、孙 世群老师、洪天求老师、崔可锐老师、李如忠老师等在学术上给予的教导，请 接受本人最崇高的敬意与最真挚的感谢! 硕士学习期间得到许多同学的帮助，三年的同学之情亦是我宝贵的财富与 美好的记忆。三年来，给我帮助的人太多太多，令我感动的时刻数不胜数，在 此要特别感谢我的舍友和6 3 3 实验室的各师兄弟们，感谢你们在我研究生学习 期间给我的关心和大力帮助以及论文创作过程中给予的支持和帮助。 衷心感谢在百忙之中抽出时间评议、审阅我论文的专家教授，感谢答辩委 员会和各位专家们，感谢您们的辛勤劳动和对本文提出的宝贵建议。 最后，谢谢合肥工业大学资源与环境工程学院对我的大力栽培。 i i i 作者：张园远 2 0 11 年4 月2 0 日 目录 第一章前言1 1 1 课题来源、选题目的及意义1 1 1 1 课题来源1 1 1 2 选题目的、意义1 1 2 研究现状3 1 2 1 国外研究现状3 1 2 2 国内研究现状4 1 3 研究的主要内容及技术路线5 1 4 主要工作量6 第二章研究区自然地理与经济概况7 2 1 自然地理概况7 2 1 1 地形地貌7 2 1 2 气象与水文9 2 1 3 矿产资源1o 2 1 4 地震1 2 2 2 经济概况1 3 第三章区域地质概况1 4 3 1 区域大地构造背景1 4 3 2 区域地层15 3 3 区内地质构造18 3 4 水文地质条件1 9 3 5 岩土体工程地质特征一2 0 第四章主要环境地质问题2 1 4 1 滑坡、崩塌2 1 4 1 1 古滑坡2 1 4 1 2 人工滑坡一2 1 4 1 3 小型滑塌体2 2 4 2 岩溶塌陷2 4 4 3 水土流失、地裂缝、环境污染等2 5 第五章研究区环境地质评价3 0 5 1 评价方法一3 0 5 1 1 层次分析的基本方法与步骤3 l 5 1 2 评价因子选取原则3 2 5 1 3 判断矩阵的建立3 3 5 1 4 权重计算3 3 i v 5 2 研究区评价模型构建3 5 5 3 研究区评价等级确定3 8 第六章基于g i s 对研究区危险分区4 l 6 1g i s 概j 签4 1 6 2 空间分析4 l 6 3 分析原理及步骤一4 2 6 4 研究区空间分析4 3 第七章研究区环境地质问题防治对策5 3 7 1 研究区环境地质问题的防治措施一5 3 7 2 研究区环境地质问题的防治管理与建议5 4 第八章结论5 6 参考文献5 8 攻读硕士学位期间发表的论文6 2 v 插表清单 表2 1石灰岩、白云石矿概况表10 表3 1巢湖地区综合地层简表15 表5 1 判断矩阵3 2 表5 2 判断矩阵标度及其含义3 3 表5 31 1 5 阶判断矩阵的平均随机一致性融取值3 5 表5 4 准则a b 判断矩阵表3 6 表5 5 指标b 1 c i 判断矩阵表3 6 表5 - 6 指标b 2 c i 判断矩阵表3 6 表5 7 指标b 3 c i 判断矩阵表3 7 表5 8 层次总排序各因子权重3 7 表5 - 9 评价因子量化评分表3 8 表6 1专题图层判断矩阵表4 8 表6 2 专题图层权值4 8 v i 图1 1 图2 1 图2 2 图2 3 图2 _ 4 图3 1 图4 1 图4 2 图4 3 图4 4 图4 5 图4 6 图4 7 图4 8 图4 9 图4 1 0 图4 1 1 图4 1 2 图5 1 图5 2 图6 1 图6 2 图6 3 图6 - 4 图6 5 图6 - 6 图6 7 图6 8 图6 9 图6 1 0 插图清单 研究技术路线图6 巢湖交通位置图- 7 研究区全貌图8 研究区地形、地貌水系图9 研究区石灰石矿区分布图1 1 研究区大地构造位置图1 4 大尖山东北坡滑坡2 3 1 3 3 高地西南采坑2 3 小型滑塌体2 4 山体植被覆盖率较低2 5 矿坑水土流失严重2 6 矿区水土流失情况2 6 孤峰组富磷层位2 7 采坑磷元素的积累：2 7 矿山开采造成的地裂缝及滑塌体2 8 潜在的泥石流2 8 爆破引起的粉尘污染2 9 矿区生态环境破坏严重2 9 层次分析法结构图31 研究区递阶层次结构示意图3 6 研究区l ：2 5 0 0 0 矢量地形图4 4 研究区1 ：2 5 0 0 0 矢量地层分布图一4 4 1 ：2 5 0 0 0 研究区坡度分区图4 5 l ：2 5 0 0 0 地裂缝分区图4 6 l ：2 5 0 0 0 大气污染影响带分区图4 7 1 ：2 5 0 0 0 断裂分区图4 7 栅格计算器4 9 1 ：2 5 0 0 0 研究区危险分区5 0 1 ：2 5 0 0 0 研究区危险分区51 l ：2 5 0 0 0 研究区重点保护区域5 2 v l i 第一章前言 1 1 课题来源、选题目的及意义 1 1 1 课题来源 本项目是在：国家自然科学基金委员会基础科学人才培养基金( j 0 8 3 0 5 2 2 ) ，国 家水体污染控制与治理科技重大专项( 2 0 0 8 z x 0 7 1 0 3 0 0 3 0 1 ) 支持下完成的。 1 1 2 选题目的、意义 随着人口的增加和经济的发展，人类对自然界干扰的强度和广度都大大增 加，使全球的环境状况发生了明显变化，环境问题已成为当前各国政府和公众 普遍关注的热点【l j 。人类生活和生产活动的最基本场所是在岩石圈表层。目前， 大量的工程一技术活动，普遍在地表至地下几十、几百米的深度内，有些活动 达到了几千米。通常把岩石圈表层这部分与人类的生活和生产活动有着最密切 关系的地质空间称为地质环境。而环境地质是应用地质数据和原理研究人类技 术一经济活动与自然地质环境相互作用及影响，预测天然及人为地质作用的发 生、发展现律，从而制订改造、利用和保护地质环境的规划、措施、方案，达 到防止或减轻地质灾害，保护及改善地质环境质量目的的一门综合性地质学科 【2 】 o 城市是人类文明的标志，城市化是社会发展的必然趋势。随着全球城市化 进程的加快，人类所产生的诸多工程经济活动，如水资源的肆意开采，地面和地下 工程的开挖，城市生活与工业废水的排放等一系列的工程经济活动，使得城市 周边的自然环境每况日下，由此所引发的环境地质问题越来越多，城市因地质灾 害和环境污染造成的损害也越来越大。地质环境对社会经济、城市可持续发展 有着越来越深远的影响，加强地质环境的管理，对地质环境的状况和发展趋势 进行定量化评价和预测，将大大增强地质科学在环境管理中的作用。地质灾害 是地质环境质量低劣的表现，它的频发反映出自然地质环境的脆弱性同时也反 映出人类工程活动与地质环境间矛盾的激化。在城市规划建设、发展中择优利 用、适应、改造地质环境条件，防止可能出现的环境地质问题，减少地质灾害， 治理环境污染成为当今城市发展中面临的实际问题，也是当前城市地质工作新 的研究方向。为了解决这些问题就必须对地质环境质量现状进行评价，查明区 域地质环境条件的基本状态和变化趋势，为环境管理和城市规划等提供依据。 巢湖市位于安徽省腹地，位于江淮之间，巢湖之滨。属于江淮丘陵区的南 部，距安徽省省会合肥市南东约7 0 k m 。从大地构造部位看，巢湖市北郊丘陵区 位于特提斯构造与太平洋构造的交汇处，扬子板块的西北缘、我国著名断裂一郯 庐断裂带的东侧近旁侧，处于华北板块、扬子板块、大别造山带与著名郯庐断裂带的 枢纽部位；二级构造单元位于半汤复式背斜西翼，以三个二级褶皱为主要构造形 式，自东向西主要由俞府大村向斜、凤凰山背斜、平顶山向斜组成。轴迹方向 为2 0 。 - 3 0 。，枢纽均向s s w 倾伏，倾伏角1 5 。2 6 。不等。由于多期构造 运动的叠加使区内形成的褶皱大都斜歪，次级小褶皱颇为发育，特别在两个向 斜核部尤为明显。区内纵、横及斜向断裂十分发育，断裂的存在破坏了褶皱， 控制了岩浆侵入，影响到山体的连续性及稳定性。区内矿产丰富，以沉积矿产 为主，主要矿种有：石灰岩、白云岩、砂岩、粘土、煤、铁矿等，尤其是作为 水泥原料的石灰岩最为丰富，是安徽省重要的水泥原料基地之一。随着国民经 济建设和人类活动的发展，对这些资源的需求越来越大，研究区内分布着5 0 余个矿山，由于矿山开采，使得原有自然斜坡遭到破坏、植被的砍伐产生水土 流失等，环境地质问题越来越严重，严重影响到城市的发展和居民的健康。 不仅如此，研究区一巢湖北部山区地质遗迹丰富，地质现象独特，区内地 层厚度不大、出露连续、接触关系清楚、古生物化石丰富，加之大量采场、边 坡，露头极好，易于观察和研究，是研究我国华南、华北地质构造与演化的重 要场所，在地质学教育方面具有重要地位。目前云集了国内合肥工业大学、南京 大学、浙江大学、同济大等学3 0 多所院校的包括地质、石油、地理、土建、旅游 及人文经济等不同专业的师生在此进行野外实践教学实习，目前已辟为教育部国家南 方地学实践教学基地，并认为巢湖北部地区是国内少有的地球科学专业群野外教 学实习的极佳场所1 3 q j 。就是这样一处不可多得的地质宝库，由于2 0 余年的开 采，已经变得“支离破碎 。许多珍贵的地质遗迹遭到破坏，古生物化石被挖 走，良好的剖面被挖断，逐渐失去它作为重要地质遗产的学术价值。巢湖地区 采石场星罗棋布，巢湖市犹如建在采石场旁，自然环境和生存环境恶劣。而大 肆开采矿产不仅破坏了地质遗迹，也严重破坏了人居环境和发展环境。国外专 家在巢湖考察“金钉子 候选剖面时( 巢湖平项山，是地质学上三叠纪年代的 典型地貌，2 0 0 5 年，世界各国地质专家云集巢湖，对平顶山三叠纪地层进行了 全方位的考证，并决定将平顶山作为世界“金钉子的候选地) ，面对当地的 开采情况，也曾表示出对保护工作的担忧。 本文在查阅大量文献的基础上，发现对于该地区的城市环境地质问题尚无 系统研究，鉴于此，本题目将对研究区环境地质问题进行分析研究，研究自然 因素与人类活动对工作区环境地质问题影响、对地质环境质量现状进行评价， 调查在不同经济发展过程中区域地质环境的基本态势和变化趋势，并在此基础 上，进行环境地质评价和防治对策研究，根据评价结果利用g i s 的空间分析功 能划分出危险分区并提出相应的防治建议。该项目的实施，为城市化进程中的 社会、经济可持续发展规划，为改善和调控城市生态环境提供科学的依据，同 时，对建立科学实用的定性或定量化的环境地质评价和预测方法进行新的探索。 因此，对该课题的研究有着一定的理论意义和实际价值。 2 1 2 研究现状 在自然环境系统中影响人类生存与发展最重要的组成部分是地质环境，它 由地层、岩石、地质构造、地貌和地质资源以及人类社会等五个子系统构成【5 】。 而环境地质是研究人类技术一经济括动与地质环境相互作用、影响的学科，是以地质 环境为研究对象的科学，环境地质学概念于2 0 世纪6 0 年代由西方工业发达国家 提出。上世纪8 0 年末至9 0 年代初，西方一些国家的地调局纷纷推出了新一代的国家 地质填图计划，有些国家如澳大利亚、俄罗斯、美国乌克兰等，甚至还专门制定了环 境地质填图计划、地质生态调查和填图计划等。随着计算机技术的飞速发展，先进的 地理信息技术日趋、成熟，该技术被广泛地应用于环境、资源、经济咨询、灾害损失 预测、投资评价、政府管理和军事等与地理坐标相关的几乎所有领域。 地质环境的定量评价和预测涉及许多复杂的因素。虽然自本世纪7 0 年代以 来，不少国家的环境地质学家从不同角度进行过许多有益的探索，但仍有很多 的难点，例如，评价指标体系及其确切量化值的确定，地质环境演变与影响因 素之间的定量关系等，都有待进一步研究。定量评价和预测方法的研究，一直 是环境地质科学中的一个重大课题。 1 2 1 国外研究现状 2 0 世纪7 0 年代起欧洲相继出现了环境地质相关的论文、图件及书籍，例 如美国地质学家r f l e g g e t 出版的城市与地质学，塞拉利昂大学r b o w e n 著的城市地质学等。随着人类工程技术经济活动的加剧，人类对地质环境 的改变越来越大，地质环境状况也急剧恶化，国际地科联0 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”。为了 提高地质环境评价水平，缩短研究周期，同时能够对各种突发性的地质灾害作 出应急处理，二十世纪八十年代开始，g i s 技术在欧美等发达国家的地质环境 评价和地质灾害研究方面得到广泛应用。由于g i s 本身发展的局限性，加之在各 个领域的应用还未系统化，因而早先的应用水平仅局限于对数据进行处理、管理 及绘图输出等基本功能，如美国的b r a b be a r le ( 1 9 8 6 ) 在加利福尼亚s a n m a t e o 地区进行地质灾害研究，采用了基于滑坡坡度权重与地质单元百分比的 滑坡危险性分析方法1 6 j 。9 0 年代后，g i s 技术不断完善，印度r o o r k e e 大学的 r p g u p t a 和b c j o s h i ( 1 9 9 0 ) 完成了对喜马拉雅山麓的r a m g a n g ac a t c h m e n t 地 区进行滑坡灾害危险性分带 j 。m a r i om e j i a n a v 和e l l e ne w o h l ( 1 9 9 4 年) 借 助于g i s 软件g r a s s 的空间信息存储、缓冲区分析、d e m 模型及叠加分析等 功能，对麦德林地区进行了地质灾害和风险评估【8 j 。美国的d i v a k a r l ap a w a n k k 和h o y o sl a u r e a n or j r 等人( 1 9 9 8 ) ，运用g i s 和m a t l a b 程序对新场 地进行风险评价和分析，在p u e r t or i c o 运作下的美国地质调查( u s g s ) 完成 繁杂的数据运算。印度的r a j u p r a s a d a 和s a i b a b aj ( 19 9 9 ) 利用a r c g i s 的叠 加和可视化功能，运用层次分析法和主因子分析法相结合的方法，分析绘制了 p i t h o r a g a r hu p 地区的滑坡图一j 。 1 2 2 国内研究现状 国内学者从2 0 世纪7 0 年代以后对环境地质开始有所讨论，在7 0 年代末展 开了城市的区域稳定性、地面沉降、地下水污染等问题方面的专题研究。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，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。19 8 4 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 陆续发表。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，1 9 9 9 年，国土资源部编发了全国部分省地质灾害情 况通报，为政府及有关部门制定防灾减灾战略提供依据。国土资源部从2 0 0 1 年开 始，每年编发中国地质环境公报，以推进我国地质环境保护工作的发展，加强地 质环境管理，促进地质环境的合理开发利用与保护。 国内地质环境质量评价开始于上世纪9 0 年代初期，特别是随着数学方法和 地理信息系统( g i s ) 引入，评价方法逐渐趋于定量化评价，评价方法一般采 用模糊聚类法、模糊综合评判法、层次分析法等。针对我国日益严重的山区滑 坡、泥石流，以及地面塌陷、山地崩塌等地质灾害，张业成、张梁等( 1 9 9 3 ) 结合我国近数十年的灾情分析，借助层次分析法( a n a l y t i c a lh i e r a r c h yp r o c e s s ， a h p ) 成功的建立了有关评价和分析地质灾害所产生的危险性的数学模型，进 而对我国的地质灾害的危害程度进行了分析评价，同时还对全国的灾害危险等 级进行了划分【lo j 。蔡鹤生等( 19 9 8 ) 在对三峡水利枢纽库区巫山县新城进行地 质环境质量进行预断评价时，选用敏感因子综合评价模型，运用专家一层次分 析定权法通过分析权值及定权模型含义，选择了地形坡度、微地貌形态、场地 稳定、地基土承载力评价因子进行预测评价1 1 1 1 。戴福初，李军，张晓晖( 2 0 0 0 年) 以兰州市为例，以地理信息系统软件a r c l n f o 为开发平台，建立了城市地 质环境基础数据库，将城市用地进行划分，采用层次分析法建立了评价模型， 对不同的用地类型进行了评价【l 引。徐福留等( 2 0 0 1 ) 采用模糊聚类与层次分析 相结合提出了多级模糊综合评价法，探讨了水利工程环境影响指标体系及模糊 综合评价方法，通过实践应用结果表明，该方法较好地解决了权值分配问题， 使评价结果更合理、可靠，克服了综合指数法受人为因素影响大的缺点，较好 地反映了环境质量分级界限的模糊性i l 引。武建强、于勤、陈福春( 2 0 0 2 年) 通 过建立基于加权指数法的评价模型，借助a r c g i s 成功的评价了苏州、无锡、 常州地区的地质环境现状【l4 1 。上述专门研究成功的先例，为本文的研究提供了 借鉴和参考。 4 1 3 研究的主要内容及技术路线 本文主要的研究内容包括： ( 1 ) 在充分收集和总结前人已有的研究成果资料基础上，重点开展对区域 环境地质调查，查明和理清区域内存在的主要环境地质问题； ( 2 ) 确立评价目标，建立相应的评价指标体系； ( 3 ) 对研究区进行环境地质评价； ( 4 ) 利用g i s 技术建立地质灾害综合数据库。 针对以上研究内容，本文拟采用如下步骤开展研究： ( 1 ) 在充分收集、归纳和总结前人资料的基础上，通过实地调查来开展对 区域地质条件的研究。 ( 2 ) 研究工作区的地质环境背景，该项工作主要通过野外实测以及对前人 资料的收集、总结。 ( 3 ) 对研究区开展野外环境地质现象的实地调研与归类。 ( 4 ) 在实地考察的基础上，综合已有的资料对研究区环境地质进行分析和 评价，并利用g i s 技术构建研究区环境地质数据库。 主要研究技术路线如下图： 图卜1研究技术路线图 1 4 主要工作量 ( 1 ) 收集、整理和总结前人的文献资料共计1 0 0 余篇。 ( 2 ) 对研究区进行了为期4 0 天的野外实地调查，总行程约2 0 0 0 k m 。通过 实地调查收集了研究区内大量的环境地质资料，照片百余幅，基本查明区内现 存环境地质问题及潜在问题。 ( 3 ) 编绘各类图件共计4 0 余幅。 6 第二章研究区自然地理与经济概况 2 1 自然地理概况 巢湖市位于安徽省江淮之间，巢湖之滨。属于江淮丘陵区的南部，距安徽 省省会合肥市南东约7 0 k m ( 图1 ) 。研究区位于巢湖市郊北部山区，其范围是 东经l17 0 4 77 117 0 5 4 ，北纬310 3 67 3 10 4 2 ，海拔2 0 3 5 0 m 。区内东、北、 西三面环山，一面( 南面) 紧邻巢湖。山脉走向为北东3 5 0 - - - 4 0 0 ，平面上呈一 个向右倾倒的斜体英文字母“m 形，由西向东主要由龟山一圆山、马家山一 平顶山、凤凰山一大尖山、岖嶂山等山脉组成。最高山峰大尖山海拔3 5 6 m ，一 般山峰海拔高程1 0 0 - 3 0 0 m ，最低处狮子口海拔高程仅2 0 m 。研究区西南为巢 湖一一我国五大淡水湖泊之一，东南为裕溪河及其冲积平原，地势平坦，水系 发育，系长江流域。裕溪河是巢湖水注入长江的通道，也是沟通省会合肥市与 长江沿岸芜湖等城市的水上通道。 图2 一l巢湖交通位置图 2 1 1 地形地貌 巢湖市地形总的趋势是( 图2 ) ，北倚江淮分水岭向沿江倾斜，地势渐低。 研究区位于江淮丘陵南部低山丘陵区，区内山系走向呈北东向3 5 。4 0 0 ，属巢 湖状盆地，为四周渐向巢湖倾斜的地势。地势由江淮分水岭向沿长江倾斜，形 7 图2 2研究区全貌图 成低山丘陵、岗( 台) 地和圩畈平原三个地貌单元【15 1 ，它们占全市土地总面积的 比重分别为1 2 3 、4 8 9 、3 8 8 ( 据2 0 0 3 2 0 10 安徽省巢湖市土地利用总体 规划) 。根据区域地貌地形、成因及构造侵蚀特征，将本区地貌概括为以下几 个类型：侵蚀、剥蚀构造低山区，冲积平原区、新构造运动【1 6 】。 8 图2 - 3 研究区地形、地貌水系图( 据，屠清瑛，1 9 9 0 ) 2 1 2 气象与水文 巢湖市属于北亚热带湿润季风气候区。气候特征是：气候温和，雨量适中， 光照充分，热量条件较好，无霜期长，全年在2 3 2 - 2 4 7 天，梅雨显著，夏雨集 中；季风气候显著，冬寒夏热，四季分明。全市年平均气温在1 5 7 1 6 1 ， 最热月( 7 月) 平均气温2 8 2 - 2 8 4 ，最冷月( 1 月) 2 4 2 8 ；年均 最低气温在一7 5 左右。从地域分布看，巢湖沿岸气温明显偏高，中庙多年平 均达1 6 。 全市年降水量在1 0 0 0 1 1 5 8 m m ，年均降水日数为1 2 3 5 日，地域分布为 北部偏少南部偏多。一年内7 月降水最多，1 2 月最少。年均蒸发量为1 4 6 9 - - , 16 2 9 m m 。年际变化上，极值比达l ：4 左右；年内分配上，7 月最多，12 月最 少，主要集中在适宜农作物生长的4 1 0 月。年际变化上，极值比达l ：4 左右： 年内分配上，7 月最多，1 2 月最少，主要集中在适宜农作物生长的4 10 月。 每年六七月间，常出现一段较长的阴雨天，湿度大、日照少、风力小、降水多 而频，俗称“梅雨 。市内平均入梅期为6 月16 日，出梅为7 月1 2 日，梅雨 期平均2 7 天，降水量2 8 0 毫米。最早为5 月3 0 日( 19 7 1 年) ，最迟为7 月3 0 9 日( 19 5 4 年) 。最长为5 7 天( 19 5 4 年) ，共发生四场大暴雨，降水9 0 0 毫米； 最短为10 天( 19 6 1 年) ，个别年份如1 9 5 8 、19 7 7 、19 7 8 年，出现“空梅”1 1 7 j 。 区内属于季风气候区，风向有明显的季节性变化。夏季以偏南风为主，冬 季以偏北风为主。年平均风速3 0 - - 3 4 m s e c ，春季最大为3 4 - - 一3 7 m s e c ， 秋季最小，为2 6 3 2 m s e c 。 本市河流属于长江流域，巢湖一裕溪河水系、滁河水系。研究区内灰岩分 布面积很广，岩溶比较发育，较典型的有王乔洞、紫薇洞、金银洞等地下暗河。 区内虽然没有大型泉水出露，但仍然有许多小型的泉水。 2 1 3 矿产资源 区内主要为沉积作用有关的沉积矿产。矿产有煤、白云石、化工石灰岩、 熔剂石灰岩、水泥石灰岩、耐火粘土、陶用粘土等，其中石灰岩、白云岩的储 量均属大型，在安徽省占有重要位置，是华东地区水泥、化工、溶剂、建材原 料的重要基地之一。虽然区内矿产丰富，但煤、铁矿、磷矿等因其矿层( 体) 规模小，厚度不大，均无工业价值；区内主要开采矿种为石灰岩、砂岩、粘土。 ( 1 ) 石灰岩与白云石矿：区内石灰岩发育较好，分布很广，主要成矿时代 为石炭纪、二叠纪、三叠纪，矿层多、厚度大，是本区主要矿产之一【l 引。根据 工业用途不同可分为：化工原料矿产、冶金辅助原料矿产、水泥原料矿产及建 筑石料矿产。 表2 - 1石灰岩、白云石矿概况表 分类分布含矿地层现状 含矿四层，即和州组 巢湖北部马 上部微晶灰岩，厚7 6 m ； 脊山化工石灰石 黄龙组上段微晶灰岩，厚 化工原料石灰岩矿 矿床( 即维尼纶厂 2 2 4 m ；船山组微品灰岩、 该石灰岩 产 东采矿场) ，位于 球状灰岩，厚7 9 m ；栖霞 矿床可作熔 俞府大村向斜南 组下段( 臭灰岩段) ，厚 剂和水泥及 5 4 3 0 m ，矿层很稳定，矿石 维尼纶原料。 东翼。 成分主要为方解石( 9 0 9 8 ) ，含有白云石( 3 ) 。 出露石炭系至下二叠 水泥位于平顶山系栖霞组，为单斜构造，产 现已被 原料茨苔山水南东冀，白姑洞泉状稳定，倾向2 8 0 。2 9 5 巢湖水泥厂 石灰泥石灰矿东侧，朝阳山( 余。，倾角5 0 。6 0 。，矿 开采殆尽，茨 岩矿脉) 西南小山包。 体被两条北西向平移断层 苔山被削平、 消失。 章 切割，错位5 0 m 。 马家山水位于巢湖市出露地层有上二叠统山体的 l o 泥石灰岩马家山、平顶山向及下、中三叠统等，地层产自然面貌遭 矿斜西南冀。状倒转，倾向2 9 0 。3 3 0到了极其严 。，倾角5 0 。6 0 。，矿重的破坏。三 层常被断层错断。含矿三层叠系印度阶 即：a 、b 、c 三个矿层，一奥伦尼克 均产于下三叠统南陵湖组，阶界线层型 总厚约8 0 m ，矿层分布稳经典剖面的 定。矿石类型为石灰岩、瘤所在地平顶 状灰岩、瘤状泥灰岩、泥灰山也遭到了 岩，主要化学成分为c a o严重的开采， 和少量的m g o ，c a o 含量 已威胁到此 为3 1 5 1 5 4 1 7 。剖面的稳定 f 1 9 】。 建筑石料矿 目前广泛开采利用最多的主要是石炭 建筑石料矿产产主要是石灰岩， 系、二叠系及三叠系灰岩，厚度大、单层 薄、结构致密、性能好、易于开采，是良 分布极广。 好的建筑石料。 比铹r1 ：2 5 。埘 l 乙；蚺 o o o o o o o o _ - _ - _ 一 图例 篓及门 最“ 图2 4研究区石灰石矿区分布图 l i 奏豳挣舭镪 螂搬戥耋1 b 蠡 敏出辨_ f 影烈 花 ： 琏j f ： 断层 惩耘一臻 础杉辫厦 曰维辫觏联 团正韶辫鞋严状 餮镶囡 鼓彪缀 i 宝l 妻鬟缩瑟圜 士磺维一 豳五麟因 彰托辑艟口扰 f i 敏 i 鬃宅k 雨敏瓠束耳果拈 圃颡 ，ijl 欧抄最 囝囝团 蛆 出 缀 懿 鞋 撰 m 魁 毽 姥 坨鸵醋围匦 ，fl，l 砖潭 许残豳豳 蕊谶 譬霹 耗麓幕 翮豳 ( 2 ) 耐火粘土、陶用粘土：此类粘土矿层位较多，分布