城市地质环境评价原理

一、地质－生态环境质量评价指标与分级标准
1.地质－生态环境系统结构
地质生态环境是一个多成分系统，在该系统内有岩石、土壤、地下水、气体、微生物等多种成分，并包含有构造活动形迹和地表形态要素。
进行地质－生态环境评价时指标体系的选取十分重要。只有在系统分析地质－生态环境问题的基础上选取合理的指标体系，准确提取各指标的性状参数和赋予其科学的评价标准，才能使评价结果真实、客观，正确地反映评价区地质环境的生态适宜性现状，为区域开发提供科学、准确的依据与建议。指标体系选取的不合理会得出偏差较大甚至是错误的评价结果，可能会造成开发决策不合理、生态环境退化乃至恶化等一系列的严重后果。
根据客观科学性、系统整体性和可操作性等原则，在对山东半岛城市群地质－生态环境现状进行深入调查和分析的基础上，构建了7个层次共计16个变量指标(表10－1)，用以表征山东半岛城市群地区8个城市的地质－生态环境质量。
2.系统评价指标及分级标准确定
综合相关方面专家学者近年的研究成果，密切结合山东半岛城市群地区的特点和现有的地质生态环境资料，制定了山东半岛城市群地区地质－生态环境评价指标及评价标准，如表10－1所示。
表10－1 地质－生态环境质量综合预测与评价指标


二、地质－生态环境质量评价指标权重的确定
采用层次分析法确定指标的权重，山东半岛城市群地区8个城市的地质－生态环境质量评价指标权重见表10－2。
表10－2 山东半岛8个城市地质－生态环境质量评价指标权重


续表


三、地质－生态环境质量评价的数学模型与计算过程
1.单指标数据的无量纲化模型及指标归一化处理
分析山东半岛城市群地区城市地质－生态环境指标与地质－生态环境质量的关系，可以看出，地质－生态环境指标可分为2类。第一类指标值越小，地质生态环境质量越好，为负效应指标，如地壳稳定性、土地资源环境质量、河流水质指标(全年期河流评价河长超标率)、地下水水质、地质灾害风险大小、生态环境质量。第二类是指标值越大，地质生态环境质量越好，为正效应指标，如耕地后备资源总量、矿产资源潜在价值(14种主要矿产D级以上保有储量潜在价值)、水资源总量(年均值)、地下水资源量。其效应函数如下:

山东半岛城市群地区地质－生态环境与可持续发展研究

式中:Pi为单元内某指标代表值;Pimin为单元内某指标的最小值;Pimax为单元内某优势指标的最大值。值得说明的是，Pi根据分级结果将变量赋予离散代数值。对应土地资源环境条件中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个等级质量分级，单因素指标离散取值依次为1，2，3，4。其他一些指标，如耕地后备资源总量等，根据单元的实际数值确定。
根据上述效应函数，对评价指标进行归一化处理。
2.地质－生态环境质量指标及地质－生态环境质量评价
根据地质－生态环境质量指标的数据分析，地质－生态环境质量指数大小可以反映地质生态环境质量的变化规律。因此，提出质量指数的计算模型如下:

山东半岛城市群地区地质－生态环境与可持续发展研究

式中:SYj为j单元的地质－生态环境质量指数值;i为效应指标数，i=1，2…16;j为各单元数，j=1，2，3…8;Wi为各效应指标的综合权重;P'i为各单元内单项指标的性质特征值(为研究方便，统一在0～1之间)。
将山东半岛城市群地区8个城市作为独立单元，根据上述16个半岛城市群地区城市地质－生态环境质量评价指标，确定每个单元内各因素(指标)的特征值Pi'，再乘以其权值，即得到每个单元的地质－生态环境质量指数值。计算出各单元的基准值(表10－3)，根据各单元的质量指标值大小，将8个城市地质－生态环境质量分为四级，其结果见表10－4和图10－1。
表10－3 山东半岛城市群地区8个城市地质－生态环境质量指数计算


表10－4 山东半岛城市群地区8个城市地质生态环境评价结果



图10－1 山东半岛城市群地区8个城市地质生态环境质量评价结果

从表10－4和图10－1可以看出，威海市、济南市、青岛市是地质－生态环境质量优良和良好区，该区地质灾害不发育，生态环境优良，土地资源环境、水资源与水环境都处于优良状态;东营市是地质－生态环境质量较差区，该区地质灾害比较发育，生态环境较差，土地资源环境、水资源与水环境都存在比较严重的环境问题;淄博、日照、潍坊、烟台四市属于地质生态环境质量中等地区，地质生态环境的各个指标都没有特别突出的环境问题。

严学新1 邵静芳2 陈洪胜1 史玉金1
（1.上海市地质调查研究院，上海200072；2.上海临港新城管委会，上海201306）
摘要：本文结合临港新城三维城市地质调查所取得的成果，分析了临港新城地质环境特征及其对城市建设的影响，以期为临港新城的城市建设服务。
关键词：地质环境特征；影响评价；临港新城
1 前言
临港新城三维地质调查是上海市三维城市地质调查的示范调查项目。工作重点是工程地质结构调查及与工程建设相关的水文地质调查，同时对临港新城区冲填土的地面沉降效应等地质问题进行调查，分析其对新城建设的影响。
临港新城地处上海市东南部，是上海国际航运中心的重要组成部分，依托未来洋山深水港建设。新城以两港大道和沪芦高速公路为分隔，共分为主城区、主产业区、综合区、重装备产业区和物流园区4大片区，在4大片区集中城市建设用地之间设置临港森林（图1）。建成后的上海临港新城，将集现代物流、港口加工、金融贸易、商业服务、居住旅游等为一体，构筑21世纪中国港口城市的新形象。

图1 临港新城规划总体布局示意图

2 临港新城地质环境特征
2.1 基础地质结构特征
调查区属华南板块扬子陆块，全区均为第四系及新近系所覆盖。基岩面埋深220～340m，其东部及南部埋深较浅，向西北方向逐渐变深，基岩地层岩性以白龙港玄武岩和侏罗系劳村组角砾状晶屑岩屑凝灰岩、英安岩为主。断裂构造形迹不明显，基底相对较稳定，对工程建设影响不大。与工程建设相关的100m以浅的晚第四纪地层发育齐全，上更新统顶部暗绿、褐黄色硬土标志层和中部的硬土层均有保留；浅部的淤泥质粘土和软粘土层所占厚度较小，而砂层和粉土层所占厚度较大，总体上地层结构条件相对较好，不利之处是近地表部分普遍分布一层滨海沉积的砂质粉土层（工程地质(2)3层）。
2.2 水文地质结构特征
调查区含水层较为发育，区内第四系松散岩类孔隙含水层包括潜水－微承压含水层及其下五层承压含水层。潜水水位一般在3.23～4.08m之间，第一层承压含水层水位一般在－1.75～－1.25m之间，水位相对较高，对规划区地下空间开发带来不利影响。规划区地下水对混凝土基础无腐蚀性，地下水对钢铁结构有中等腐蚀性。
2.3 工程地质结构特征
根据区内第四纪沉积规律和工程地质层埋藏分布特征及其物理力学指标，结合临港新城规划，对100m以浅的各工程地质层进行分析与评价。
(1)1层为填土，松散，层厚0.3～3.0m，以粘性土为主，局部含碎石、砖块及植物根茎。均匀性极差，一般不宜作建筑物的天然地基持力层；
(1)3层为冲填土，松散、流塑，层厚0.4～8.5m，层顶埋深0～1.7m，海岸带以粉性土为主，饱和，含贝壳碎片，摇震反映迅速；规划区西部以粘性土为主，饱和，含有机质染斑。本区冲填土属于欠固结土、不均匀性比较明显，其分布具有成层性、含水量高、透水性较弱、排水固结差、强度低、压缩性高（图2）、灵敏度高等特点；地基土的承载力标准值低，地基的沉降量比较大，不同地段的沉降量差别较大，可能会产生负摩阻力，对工程极其不利。对于采用桩基础的工程，还可能发生承台和地基土脱空现象，应予以注意。

图2 冲填土荷载－沉降曲线

(2)1层为褐黄色粘性土，湿，软塑－可塑，层厚0.5～2.5m，层顶埋深0.3～2.0m，含铁锰质结核及氧化铁斑点，静探比贯入阻力为0.43～1.74MPa，中－高压缩性，作为天然地基持力层时，注意其土质均匀性和厚度的差异。
(2)3层为灰色砂质粉土，稍密，饱和，层厚2.80～16.30m，层顶埋深0.6～8.5m，含云母、有机质斑点，偶见贝壳碎屑，摇震反应迅速，静探比贯入阻力为3.41MPa，标准贯入击数为11击，规划区内遍布。该层震动液化：不液化地区主要分布在规划区东南部芦潮港镇以东、西部彭镇镇、万祥镇新港镇及规划的综合区的部分地区。轻微液化区主要分布在规划区中部及主城区东部。中等液化区局部分布，主要在东海农场以南、规划区综合区东部、及芦潮港农场南部；渗流液化：规划区内地下工程建设施工时均存在，如基坑工程、隧道工程、管道工程等，应注意砂土渗流液化对工程的影响。
(4)层为灰色淤泥质粘土，饱和，层厚1.50～12.50m，层顶埋深5.8～19.5m，含有机质斑点，含云母、贝壳碎屑，压缩模量为2.23Mpa，静探比贯入阻力0.63Mpa，属滨海－浅海相沉积物，为上海地区最典型的软土层，在高层建筑和路基工程施工过程中极易发生变形。
(5)层主要为灰色粘性土层，层厚2.70～21.50m，层顶埋深17.0～25.3m，在(6)层缺失区厚度大，局部地区有砂质粉土透镜体分布。区内该层分为5个亚层，(5)1－1灰色粘土层、(5)1－2灰色粉质粘土层、(5)2灰色砂质粉土层、(5)3灰色粉质粘土夹粉土层和(5)4灰绿色粉质粘土层。其中(5)1－1、(5)1－2层很湿－饱和，软塑－流塑，压缩性较高，强度低，为荷载较大建筑的压缩层，此外，该两层由于埋藏适中，可作为沉降控制复合桩的桩基持力层。(5)2层为规划区的微承压含水层，但分布不连续，厚度小，但在大的基坑开挖工程和隧道工程中有可能揭露该层，应注意该层所产生的流砂现象。(5)3、(5)4层为溺谷相地层，分布在(6)层缺失区，厚度、埋深变化较大，且土质不均，易引起荷载较大建筑的不均匀沉降。
(6)层暗绿色－草黄色粘性土层，湿，层厚1.50～7.35m，层顶埋深22.2～29.0m，含氧化铁斑点，由上至下，粘粒含量逐渐减小，粉粒含量逐渐增大，静探比贯入阻力为1.99Mpa，该层与下部(7)层联合可作中型建筑物的桩基持力层。
(7)层草黄色－灰色砂质粉土、粉砂，饱和，层顶埋深25.0～50.0m，古河道切割区埋深较深。该层规划区内均有分布，土质好，可作大型及重型建筑物的桩基持力层。
(8)2层为粉质粘土夹粉土层，湿，层厚3.50～18.0m，层顶埋深54.6～73.0m，夹薄层粉砂或粉砂团块，偶见氧化铁斑点及贝壳碎屑。规划区内分布不连续，埋深、厚度变化大。
(9)层砂性土层，饱和，分布连续，厚度大，上部为颗粒较细，粘粒含量较多，一般为砂质粉土，下部颗粒逐渐变粗，为粉砂或细砂，底部含有砾石。该层可作为超大型建筑的桩基持力层，但由于埋藏较深，费用较大。
调查区典型工程地质剖面示意图见图3。
2.4 地质灾害
2.4.1 地面沉降
2.4.1.1 现状
临港新城规划区总体沉降量相对中心城区要小。1980～1995年规划区大部分地区累计沉降量在50～100mm之间，年均沉降量在3～7mm/a之间。1996～2001年间，规划区内地面沉降有所增加（图4），累计沉降量在50～100mm之间，年均沉降量在10～20mm/a之间，其中规划区北部地区沉降量大，万祥一带已形成沉降漏斗，最大累计沉降量达200mm。北部地区沉降与地下水的大量开采有关。目前由于南汇地区地下水开采量有所控制，而且开采不甚集中，因而由开采地下水引发的地面沉降有所减少，目前的沉降速率基本在5mm/a以下。
2.4.1.2 趋势分析

图3 临港新城典型工程地质剖面示意图

规划区地面沉降主要由开采地下水和工程建设所引起。区内开展自来水管网建设和改造，因地下水的开采地面沉降短时间内仍将持续发育；区内存在大面积的欠固结冲填土，其自重固结沉降量相当可观，据初步试验计算，对于厚度为6m的冲填土，其完全固结沉降量可达8～12.5cm。规划区内94塘以西部分冲填土，固结已经有一段时间，后续自重固结沉降量相对比较小；而94塘以东部分为新近冲填土，其自后续重固结沉降量将会比较大。
2.4.2 岸滩冲淤
临港新城边滩的演变，其外形基本保持不变，5m以上的边滩面积在自然状态下变化很小，边滩演变主要呈整体向东南方向移动的趋势，与长江口演变的总体趋势是一致的。
芦潮港东部岸坡总体上比较稳定，冲淤幅度较小；芦潮港南部岸坡的特点是：近岸是陡坡，其外是平坦的海底，两者之间的水深大约为6～7m，两者的演变存在一定的差异。近岸陡坡1958～1977年侵蚀，1977～1997年淤涨，1997～2003年侵蚀；而其外的平坦海底1958～1989年淤涨，1989～2003年侵蚀。近岸陡坡的冲淤变动范围在水平方向上为1.5km左右，在垂向上为4m左右。平坦海底的垂向冲淤变幅约3m，平均淤积速率1958～1977年为10.4cm/a，1977～1989年为4.3cm/a，1989～1997年为－14.7cm/a（侵蚀），1997～2003年为－19.6cm/a（侵蚀）。1997年以来，近岸陡坡也由淤积转变为冲刷。可见，近年芦潮港岸段的侵蚀呈加强趋势。位于杭州湾北岸的芦潮港岸段海底近10年以冲刷为主，而南汇嘴以东以淤积为主。
3 地质环境对临港新城规划与建设的影响分析
3.1 充分发挥工程地质结构特征优势，适当调整城市结构布局
3.1.1 建筑适宜性评价
依据影响工程地质条件的主要地基土层的分布缺失情况对临港新城进行工程地质分区，即：影响天然地基条件的(2)1层、(1)3层和影响桩基条件的(6)层的分布缺失情况进行分区（见图5所示）。
Ⅰ1工程地质地段，(2)1层、(6)层分布，(1)3层缺失，天然地基、桩基条件好地段，适宜各种建（构）筑物，可按城市功能需要进行布置；

图4 临港新城规划区1996～2001年累计地面沉降现状示意图

华东地区地质调查成果论文集:1999~2005

程地质地段，(1)3层、(6)层分布，(2)1层缺失，(1)3层形成时代大于10年，桩基条件好，天然地基条件一般，适宜布置高层建筑、重装备建构（筑）物及地基承载要求一般的多层建（构）筑物；
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005

工程地质地段，(1)3层、(6)层分布，(2)1层缺失，(1)3层形成时代小于10年，桩基条件好，(1)3层未经处理不能作为天然地基持力层，适宜布置高层建筑、重装备建构（筑）物；
Ⅱ1工程地质地段，(2)1层分布，(1)3层、(6)层缺失，桩基条件差，天然地基条件好，适宜布置多层建（构）筑物；
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005

工程地质地段，(1)3层分布，(2)1层、(6)层缺失，(1)3层形成时代大于10年，桩基条件差，天然地基条件一般，适宜布置地基承载要求一般的多层建（构）筑物及景观、绿化等。
华东地区地质调查成果论文集:1999~2005

工程地质地段，(1)3层分布，(2)1层、(6)层缺失，(1)3层形成时代小于10年，桩基条件差，(1)3层未经处理不能作为天然地基持力层，适宜布置一些景观、绿化等；
3.1.2 地下空间开发适宜性评价
规划区浅部均分布有砂层，厚度较大、分布稳定，中部砂层(5)2层零星分布，地下工程施工中均有可能发生流砂。对地下工程建设不利。规划区内软土层均有分布，连续，埋深、厚度变化不大，易发生变形，对基坑边坡影响较大；对于隧道盾构建议在第(4)、(5)中穿过。

图5 工程地质分区示意图

3.2 地面沉降（尤其是不均匀沉降）对新城安全的可能影响
3.2.1 海堤沉降——防洪安全
由2.4.1分析可知，规划区内由于地下水开采导致的地面沉降将持续发育，冲填土自重固结导致的地面沉降也同时存在，使海堤防洪能力不断下降。因此，设计时应预留由于地面沉降导致损失的标高，同时加强监测，及时加高。
3.2.2 不均匀沉降——基础设施（轨道交通、地下管线）安全运营
规划区内地下水开采形成的“沉降漏斗”，区内冲填土的不均匀性都会引起地面不均匀沉降。规划区内多项线性工程项目，如经过规划区的浦东铁路、轨道交通3号线，新城区内大量的线性工程的建设及运营过程中都会不同程度的受到区域地面不均匀沉降的影响，严重时将引起轨道交通无法运营，管线开裂。
3.3 海岸带变化趋势及其对城市安全的影响
3.3.1 对规划区土地资源增长的影响
规划区位于南汇边滩和杭州湾北岸。南汇边滩是长江口南岸沙嘴的主体，长江口和杭州湾两股水体落潮合流和涨潮分流是塑造这个沙嘴的动力条件，长江丰富的流域来沙则是形成这个宏大沙嘴的物质基础。近30年来，东滩稳定淤涨，向外延伸速度每年达40～90m。但随来沙量的减少，南汇边滩冲淤趋势将会发生一定改变，如南岸在长江来沙丰富的时候，呈沙嘴突出；来沙减少时呈弧形转折，前者滩地淤积，后者侵蚀。根据预测结果，南汇东滩仍将淤积，但淤积速率有所减少，而南岸冲刷趋势将增强，严重影响土地后备资源。而杭州湾北岸20世纪70年代中后期东端岸段开始出现高滩侵蚀现象，并且逐年由东向西推进，至20世纪80年代中期，奉贤岸段滩涂已由淤涨转为侵蚀。未来一段时间内随着长江口南岸泥沙来源减少，潮流输沙能力增强，滩地侵蚀后退明显，滩地资源逐步减少。而且芦潮港人工半岛一期促淤坝，拦阻了部分长江口泥沙向杭州湾北岸输移，使进入芦潮港以西的泥沙减少，使得杭州湾北岸冲刷作用增强，从而亦影响到北岸的滩涂资源的增长。
3.3.2 岸滩冲淤对岸带工程建设的影响
岸滩冲淤对护岸结构的影响主要是冲刷对其安全性的影响。根据已有成果，岸带冲刷1m前后将使各类海堤的安全系数降低，降低的幅度在11％～15％之间，从而影响海堤结构的安全性。岸滩冲淤对桥梁结构的影响主要在于引起泥面线下降，从而导致桩基承载力下降，基础变形增大，进一步影响结构和基础的内力。根据预测，规划区杭州湾岸段将处于冲刷状态，因此，应注意东海大桥的桩基工程所遭受的影响。
4 对策
（1）在工程地质分区Ⅰ区，第(6)、(7)层埋深适中，为桩基持力层好区；Ⅱ区，第(6)层缺失，第(7)层埋藏较深，以(7)层为持力层桩基费用大。根据规划区的地质条件，可适当调整建构筑物的位置或在调整基础的型式，选择第(5)层作为桩基持力层。在满足使用、安全情况下，节约建设成本。规划区分布大面积的欠固结冲填土，根据拟建工程特点，结合冲填土的土性，采取适当的方法加以处理。规划区第(4)软土层遍布，该层土易发生变形，在基坑开挖及地下工程建设过程中要加强监测，以便能及时采取措施。
（2）规划区内地面沉降发育，地面沉降（尤其是不均匀沉降）对基础设施（轨道交通、地下管线、海堤等）影响严重，建议建立临港新城地面沉降监测网，监测地面沉降动态，及时采取防治措施。
5 结束语
临港新城三维城市地质调查是上海市三维地质调查的示范项目，是对城市地质调查工作的一个探索，还存在许多不足。本次调查以工程地质调查为主，取得了一定的成果，能较好地服务于临港新城的工程规划建设。调查过程中，地调中心给予了很大支持，在此表示感谢！
参考文献
［1］中国地质调查局.地质调查标准汇编水文、工程、环境地质调查勘查
［2］张咸恭等.专门工程地质学.北京：地质出版社，1986
［3］岩土工程勘察规范（DGJ08－37－2002）.上海市工程建设规范
Geological Environmental Character of Lingang New City and Its Influences to the Construction
Yan Xuexin1,Shao Jingfang2,Chen Hongsheng1, Shi Yujin1
(1. Shanghai Institute of Geological Survey, Shanghai 200072;2. Management Committee of Lingang New City, Shanghai 201306)
Abstract: In this paper, basing on the production of the three dimensional geological investigation of Lingang new city, geological environmental character of Lingang new city and its influences to the construction are analyzed. The goal is as one reference for the construction of Lingang new city.
Key words: Geological environmental character; Analysis of influence; Lingang New City

城市地质环境评价与区划涉及的是一个与自然科学和社会科学相交叉的研究内容，因而主要的研究方法也会是多学科的理论与方法。主要运用了在评价过程中对地质安全性研究中体现地壳稳定性和建筑物安全过程的协同论原理，体现在安全保障前提下评价建设用地适宜性时运用层次性原理来体现问题研究的协同论;在风险评价过程中对灾害发生运用突变性原理来体现风险发生时的协同论。同时，在相关评价研究中也会运用到可持续发展的理论与方法、经济学中数量经济的理论与方法等。

一、人地协同理论

人地协同理论是研究人类与自然之间和谐共存、反馈与制约、利用与合作、发展与协调等系列关系及规律的科学。对人地协同理论的研究，首先应从人地关系入手，人地之间的客观关系是人对地有依赖性;地是人赖以生存的物质基础和空间场所，地理环境影响人类社会的地域特性，制约着人类社会活动深度、广度和速度。在人地关系中人居于主导地位，人具有主观能动性，地理环境为可被人类认识、利用、改变和保护的对象。人地关系是否协调或矛盾，决定于人、地两个方面。人地协同理论涉及众多的原理，最为主要的是层次等级性原理和突变性原理等^［1，2］。

(一)层次等级性原理

层次等级性原理是把整个客观世界看做一个结构有序的、多层次等级结构的统一体。客观世界的多样性、统一性正是通过层次性表现出来的。在一个系统中，无论结构还是功能都具有等级性，处于不同层次的等级系统，具有不同的结构，亦具有不同的功能^［3］。

地质环境是城市环境系统的载体，城市建设用地评价是对城市地质环境系统的资源配置过程。因此，层次系统论在地质环境、建设用地评价利用规划及它们的相互关系中有着重要的指导作用。层次系统论对建设用地利用规划中的地质环境分析的指导作用主要体现在以下几个方面:

1)建设用地评价利用规划要从整体性角度研究和把握建设用地评价中考虑的问题。

2)“地质环境系统”和“社会经济系统”是建设用地评价与规划的子系统，有必要把二者进行整合作为一个“复合系统”加以研究。

3)城市建设用地评价利用与规划的地质环境分析是将地质环境条件对城市建筑用地利用影响的内在机理，城市空间发展布局、土地利用模式及地质环境适宜性等作为城市土地功能规划的重要基础研究内容，是强调地质环境和规划功能的整合与统一。这正是系统论的基本思想和内涵，也是城市土地可持续利用和建设用地功能规划研究的根本点和出发点。

4)建设用地的功能规划的地质环境条件分析将“城市建设用地功能—地质环境系统”的结构性、开放性和动态性作为建设用地功能规划的重要内容。从整体上研究系统结构与功能、系统与环境的相互关系。

(二)突变性原理

“突变”是强调变化过程的间断或突然转换的意思^［4，5］。突变论的主要特点是用形象而精确的数学模型来描述和预测事物的连续性中断的质变过程。地质环境系统的演化是系统由一宏观的稳定态变为非稳定态，再向另一新的宏观稳定态转化的过程^［6］。

地质环境系统由稳定态向另一新的稳定态转变的过程必然经历了一个失稳的阶段，在这个阶段各种过程可以渐变的方式完成系统质的变化，也可以突变的方式发生质变。例如，地震是地球内部能量释放的突发现象，对城市的破坏可能是毁灭性的，如唐山大地震、汶川大地震。同样，构造蠕变也是地球内部能量释放的一种方式，不过它是以渐变的形式进行的。又如岩土的侵蚀、泥石流、崩塌这些突发事件也可以渐进的水土流失方式进行。至于滑坡就有突变性和蠕动滑移的两种形式^［7］。

地质环境系统的渐变和突变并不是完全独立的，一种因素或状态的变化仍会对另一种因素或状态产生影响。例如，地面塌陷可以沟通地表水与地下水的联系，还可使水质发生改变。地表水的渗入可以减缓地下水的下降速度，并因地表水的掺和而使水质发生变化^［8］。大量的研究表明，突变的发生都有一定的前兆，这个累进性的酝酿阶段是非常敏感的，突变之前存在一个增长、加速渐变的进程，这一点对于灾害预报有着特别重要的意义。如地震、滑坡、地面塌陷等地质灾害即有产生、发展和破坏过程。

二、可持续发展理论

“可持续发展”是1987年以挪威前首相布伦特兰夫人为首的世界环境与发展委员会提出的理念。可持续发展理论作为一种新的发展观和发展战略，得到国际社会的广泛认同，成为许多国家选择发展目标和制定发展规划的基本理念。

城市建设用地利用评价与规划的实质就是协调人的社会经济活动和自然地质环境发展过程中的土地资源的合理配置，使之达到城市土地合理利用、地质环境受到保护、经济稳步增长的效果。城市建设用地评价与规划利用是一个以社会属性、经济属性及自然过程为相互关系构成的社会经济自然复合系统，在这样的系统中虽然人的活动占着主导地位，但不能摆脱自然生态过程的制约。可持续发展理论对城市建设用地利用规划的指导作用，主要体现在以下方面^［9，10］:

1)可持续发展强调社会、经济、环境的和谐发展。破坏地质环境的经济发展或者不能促进当地社会经济进步的环境发展并非是可持续的。因此，从科学合理利用城市土地资源，保护地质环境的角度出发，以地质环境条件对城市土地利用的制约与影响进行土地利用规划的地质环境评价研究是必需的。

2)可持续性原则的核心是可持续的，其主导思想是科学合理利用自然地质资源为人类社会经济发展服务。一方面地质资源与环境是人类生存与发展的基础条件，离开了地质资源与环境就无从谈起人类的生存与发展，所以可持续发展要求人们根据可持续性的原则开发利用自然地质资源。超越了地质环境所能承载的极限将会阻碍城市经济增长和地质环境的破坏。另一方面，人类对城市土地资源的利用与保护也不是完全被动的，而应该遵循自然规律，充分发挥主观能动性，对城市土地资源加以保护和利用，以提高城市土地资源的利用效率。

三、数量经济和模糊优化理论

数量经济学是在经济理论的分析基础上，利用数学方法和计算技术，研究经济数量关系及其变化规律的经济学科。通过经济数学模型来研究经济数量关系，是数量经济学的特征。数量经济学在经济科学体系中的地位，相当于数学在所有科学中的地位。由于它以特有的经济数学模型方法专门研究经济数量关系，从而为其他经济学科的深化提供了一般的分析方法和方法论。在这个意义上，数量经济学是一门方法论学科。另外有人认为，数量经济学是研究经济数量关系的计量学科，或是研究组织管理的方法和技术的学科^［11］。

数量经济学的方法主要是经济数学模型方法，包括经济系统分析、经济计量分析、投入产出分析、费用效益分析、最优规划分析、电子计算机模拟，等等。在研究和使用这些经济数量分析方法时，应遵守一系列原理和原则，如量的分析要以质的分析为前提，生产技术联系要与社会经济联系相统一，对数学和电子计算机的作用要有正确的评价等。

数量经济学与技术经济学等学科既有密切联系又有所区别。数量经济学与技术经济学在内容上有相互交叉、重叠的部分。例如，费用效益分析、最优规划分析等既是数量经济学的重要方法，又在技术经济计算中广泛采用。数量经济学与技术经济学的区别在于，两者研究的范围和侧重面不同，后者只研究生产力方面的数量关系问题，前者还研究生产关系方面的数量关系问题;后者是从宏观角度来研究微观问题，前者是在微观研究的基础上侧重于宏观问题的研究^［12］。

模糊理论是以模糊集合为基础，其基本精神是接受模糊性现象存在的事实，而以处理概念模糊不确定的事物为其研究目标，并积极地将其严密地量化成计算机可以处理的信息，不主张用繁杂的数学分析，即用模型来解决。最优化理论是指自然选择总是倾向于使动物最有效地传递其基因，因而也是最有效地从事各种活动，包括使它们活动时的时间分配和能量利用达到最佳^{［13～15］}。其理论应用详见后面评价方法论述的相关章节。