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user: 2. 地下空间开发利用适宜性评价 2.1. 地下空间分层 地下空间适宜性评价研究的对象是地下空间，地下空间分为地表的水平方向和地下的垂直方向的展布特征，地下空间具有水平地理位置分布差异与地下地质载体要素特征差异。因此，地下空间适宜性评价进行评价单元划分时不仅要考虑评价区的地理范围，还需要对垂直方向进行分层。 目前长沙市地下空间开发基本在地下50 m左右，近年来正在研究进一步开发到地下100 m的各种问题。依据长沙市地下空间开发利用现状，结合长沙市城市发展规划，本次对研究区地下0~100 m范围进行评价，并分0~15 m (浅层地下空间)，15~50 m (中层地下空间)，50~100 m (深层地下空间)三个层次分别评价。 2.2. 评价指标体系 地下空间适宜性可以看作是一个模糊函数，由评价因子结合权重基于评价模型的计算过程可当作是对地下空间适宜性这个模糊函数的一种拟合，是由确定的函数拟合模糊函数的一个过程。评价指标体系相当于此拟合函数的变量，全面分析影响地下空间开发利用适宜性的相关条件，解析相关条件的描述指标，从而建立合适的指标体系是地下空间开发利用适宜性评价的重要内容。 研究区地形地貌多样，地质环境条件复杂，本文从地形地貌、工程地质、水文地质、不良地质、城市空间开发现状、资源保护条件这个六个方面构建评价指标体系。地形地貌条件影响城市空间布局；地质环境条件制约地下空间开发规划、施工及安全问题；城市空间开发现状决定地下空间资源的可以用性；资源保护是可持续发展的必然要求，也体现了新时代保护绿水青山的使命与职责。 地形地貌条件仅选取地形坡度作为评价因子；工程地质条件选取软土厚度、第四系厚度、土体类型和结构、土岩系数和岩土强度五个评价因子；水文地质条件选取了地下水埋深、含水岩组类型及富水性、距离地表水体三个评价指标；区内不良地质条件考虑距离活动断裂、岩溶、流砂和砂土液化四个评价指标。城市空间开发现状条件主要将地面和地下空间开发现状作为评价因子；资源保护条件则选取自然资源保护、文物古建筑群区保护和风景名胜区保护三个评价因子。 本文以上述18个因素作为评价指标，建立长沙市城市地下空间开发利用适宜性综合评价指标体系如图1所示。 图1. 长沙市地下空间开发适宜性评价指标体系框图 2.3. 评价指标量化分级 依据长沙市城市建设发展和城市规划，研究分析城市地质环境条件特征 [ 10 ]，确定长沙地下空间开发利用适宜性评语集为：{适宜性好，适宜性较好，适宜性较差，适宜性差}。不同的指标因子属性特点各异，评价计算之前对其进行统一量化赋值 [ 11 ]。对各指标因子分析量化如表1所示。 Table 1 Table of systematics for Changsha City shallow underground space development suitability evaluation index syste 准则层 指标层 适宜性好 适宜性较好 适宜性较差 适宜性差 地形地貌 地形坡度 ≤5˚ 5˚~10˚ 10˚~30˚ ≥30˚ 工程地质 软土厚度 无 0~2m 2~4m ≥4m 第四系厚度 ≤5m 5~10m 10~15m ≥15m 土体类型和结构 Qp 2 b双层、Qp 1 d 双层–多层结构砂 砾石、网纹粘土 Qp 2 mw、Qp 2 x双层 –多层结构砂砾石、 网纹粘土 Qp 3 bs双层–多层结 构粘土、粉土、砂砾 为主、陆相碎屑岩 砾岩残积土、花岗岩 风化残积土 Qhj单层–双层结 构粘土、粉土、砂 砾为主、可溶岩红 粘土，陆相碎屑岩 粉砂岩、泥岩残积土 土岩系数 0 0~0.2 0.2~0.5 ≥0.5 岩体强度 I II III 水文地质 地下水埋深 ≥15m 10~15m 5~10m ≤5m 含水岩组类型 及富水性 基岩裂隙水贫乏、 孔隙水贫乏、岩溶 水贫乏 碎屑岩孔隙裂隙溶 洞水、松散岩类孔 隙水中等，基岩裂 隙水中等 碎屑岩孔隙裂隙溶 洞水、松散岩类孔隙 水，基岩裂隙水丰 富，岩溶水中等 岩溶水丰富 距离地表水体 第四系分布区≥1000 m 基岩区≥500 m 第四系分布区500~1000 m 基岩区200~500 m 第四系分布区200~500 m 基岩区100~20 0m 第四系分布区≤200 m 基岩区≤100 m 不良地质 距离活动断裂 ≥500m 300~500m 100~300m ≤100m 岩溶 无 弱 中 强 流砂 无 有 砂土液化 无 1~3m ≥3m 城市空间 开发现状 地面空间开发现状 无特殊用地类型 工业厂区 高层、商业建筑 铁路、高速、跨江 大桥、机场等 地下空间开发现状 未开发 分散地下管线区 密集地下管线区、 地下商场、地下通 道、地下车库等 地铁、隧道、 人防工程 资源保护 状况 自然资源保护 无 湿地 地下水源地 古井 文物古建筑群区保护 无 市级 省级 国家级 风景名胜区保护 无 一般 省级 国家级 赋值 1 2 3 4 表1. 长沙市浅层地下空间开发适宜性评价指标分级表 2.4. 评价指标权重 本文采用层次分析法与专家打分法确定指标因子权重。通过专家问卷结合传统的A. Lsaaty标度方法得到判断矩阵，经过计算和一致性检验后得到权重 [ 12 ]。 确权结果如表2所示。 Table 2 Table of weights for Changsha City shallow underground space inde 准则层 权重值 指标层 权重值 层次总排序权重值 地形地貌 0.02 地形坡度 1 0.020 工程地质 0.25 软土厚度 0.25 0.063 第四系厚度 0.125 0.031 土体类型和结构 0.291 0.073 土岩系数 0.167 0.042 岩体强度 0.167 0.042 水文地质 0.12 地下水埋深 0.176 0.021 含水岩组类型及富水性 0.471 0.057 距离地表水体 0.353 0.042 不良地质 0.28 距离活动断裂 0.290 0.081 岩溶 0.290 0.081 流砂 0.258 0.072 砂土液化 0.162 0.045 城市空间 开发现状 0.3 地面空间开发现状 0.385 0.116 地下空间开发现状 0.615 0.185 资源保护 0.03 自然资源保护 0.428 0.013 文物古建筑群区保护 0.286 0.009 风景名胜区保护 0.286 0.009 表2. 长沙市浅层地下空间指标因子权重表 2.5. 评价模型 本次针对评价因子选取加权平均综合指数模型进行长沙市地下空间适宜性评价。为便于各因子的比较，分别对评价指标进行赋值评分，按照适宜性等级从低到高分别赋值1~4。然后根据模型计算综合评分。每一个评价栅格都有对应的综合得分，单个栅格综合得分反应各个评价因子在此地理位置的叠加影响效果，综合得分在整个研究范围内的变化反应各个评价因子的叠加影响效果在空间上的分布。权值w i 的引入可以反映出不同评价指标对地下空间开发利用适宜性的不同作用。 综合指数法评价模型如下： S = ∑ i = 1 n a i × w i 式中：S为评价栅格综合得分；i为评价因子序数；a i 为第i个评价因子在评价栅格中对应适宜性等级的赋值；w i 为第i个评价因子的权重值。n为评价因子数。 2.6. 评价结果 本文基于ArcGis对评价区进行网格划分，依据上述指标分级表对评价网格单元赋值，得到各个因子的量化评价数据，使用上述评价模型进行计算得到每个网格单元的S值，对S值进行区间划分映射到地下空间适宜性评语集得到评价结果 [ 13 ]。同理可以得到中层和深层的评价结果。如图2所示。 图2. 长沙市地下空间开发利用适宜性分区图 浅层地下空间适宜性好(I)、适宜性较好(II)区面积较大，面积分别为767.29 km 2 和508.2 km 2 ，分占研究区面积的45.79%和30.33%，适宜性较差(III)、适宜性差(IV)区面积较小，分别为274.35 km 2 和125.66 km 2 ，分占研究区面积的16.37%和7.50%。中层地下空间适宜性好(I)面积较大，为991.67 km 2 ，占研究区面积的59.19%，适宜性较好(II)、适宜性较差(III)、适宜性差(IV)区面积较小，分别为355.89 km 2 、229.53 km 2 和169.25 km 2 ，分占研究区面积的21.24%、13.70%和10.10%。深层地下空间适宜性好(I)面积绝对占优，为1510.49 km 2 ，已占研究区面积的90.15%，适宜性较好(II)、适宜性较差(III)、适宜性差(IV)区面积很小，分别为15.02 km 2 、94.74 km 2 和126.09 km 2 ，分占研究区面积的0.90%、5.65%和7.53%。