方志雷:大都市规划中土地质量地球化学评价的应用
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大都市规划中土地质量地球化学评价的应用

方志雷 王书增 王瑶

方志雷_副本_副本.jpg摘要:本文综述了大都市规划体系和土地质量地球化学评价体系的现状和难点,介绍了土地质量地球化学评估技术方法和分级标准的最新成果,并以某行政区为研究实例,在土地质量地球化学调查、质量评估的基础上,对该行政区的土地利用总体规划( 2010 -2020年)的规划方案提出相应调整意见。

关键字:土地质量地球化学,城市规划,分级标准

现有的城市规划指标体系尚未纳入土壤和地下水质量要素,对于城市受污染地块的规划区域,或者说涉及到用地性质变更的规划,城市决策者和规划者主要从使用目的、区位特性等角度考虑城市用地的功能转换,基本不会从土壤是否受污染及污染严重程度等土地本身的实际情况考虑,且普遍认为污染地块可通过修复工程确保其规划功能的实现。将土壤和地下水环境调查、质量评估与城市规划相结合,制定满足城市规划的土壤和地下水环境质量评估技术方法和分级标准,为合理规划利用土地,提高土地利用效率,保障城市安全提供规划管控的技术支撑。

1、  现状规划体系中土地质量地球化学评价体系所存在的问题

目前,城市规划主要是分析土地利用状况,确定区域土地利用方针;确定土地利用规划目标和任务,优先安排农业用地;安排国家和地方重点工程用地,确保重点建设项目用地;合理调整土地利用结构和布局,合理开发、保护未利用地,加强土地复垦,大力推进土地整理;控制城市用地规模,合理确定城市建设用地规模;制定规划实施措施,加强土地生态保护,提高耕地质量。

由于决策者和规划师只是从实际功能定位出发,忽略环境因素在规划中的作用,导致了以下几个问题:

1、划分农用地范围时,没有根据土壤和地下水中污染情况划分农用地范围及等级;

2、划分城镇建设用地等敏感用地时,没有确保土壤和地下水中污染物含量较低,污染程度轻微,可作为使用;

3、划分工业、仓储等非敏感用地时,未考虑土壤和地下水中污染物含量不高于中等。

当前土地质量评价主要是从土壤生产力(作物产量)、土壤的质地(有机质)、土壤的自然条件(平地、坡地)等方面,选择一定的指标作为评价依据。这些指标是从土壤的生产性、经济性、健康性三方面进行评价。但随着经济的发展,工业产业化布局向更广大的农业用地发展,城市化的发展,人类活动的增加,污水灌溉等,都给土地的环境带来了巨大的变化,土壤本身的元素含量发生了改变。有害元素含量增加,有益元素含量减少,使土地质量发生了变化。而这些因素在目前的土地质量评价中没有得到考虑,这势必给土地质量评价带来不足和遗憾。

2、城市规划阶段土地质量地球化学评价标准

依据上海市地质调查研究院研究成果《场地用地规划适宜性评估方法研究与应用》,将水土环境要素纳入城市规划指标体系,并开展定量评估。研究形成多途径的场地用地规划适宜性评估方法体系,构建了场地用地规划适宜性分级和分级标准,完善了传统土地生态适宜性分析的方法,为城市规划提供了很好的技术支撑。

该土地质量地球化学评价标准聚焦于水土环境质量评估,服务于土地规划,是一个跨领域的评价标准,其主要创新点包括:

1)首次开展服务于城市规划的土壤和地下水环境调查技术研究,综合现行的各类技术规范,结合不同层级城市规划的实际需求,提出了城市总体规划阶段和控制性详细规划阶段的土壤和地下水环境调查技术。

2)首次基于土壤和地下水特征污染物,构建了场地用地规划适宜性评估指标体系。

3)基于规划需求,突破了农用地与建设用地原有标准体系、评估方法的藩篱,采用多途径的场地用地规划适宜性评估方法,实现了农用地和建设用地在同一平台下的场地用地规划适宜性评估难题。

4)首次结合用地规划,研究制定了场地用地规划适宜性分级和分级标准,构建城市总体规划阶段和控制性详细规划阶段场地用地规划适宜性分区和分区标准。

其城市规划阶段土地质量地球化学评价分为6个区(见表1~3)。具体如下:

表1  城市规划阶段土地质量地球化学评价分区

Table 1 Assessment of soil and water environment in urbanplanning stage

分区

建议用途

土壤和地下水环境质量约束

对应城市规划分级标准

Ⅰ类

生态用地

土壤和地下水中各指标元素含量符合区域地球化学背景特征

一级

Ⅱ类

耕地、园地、草地

土壤和地下水中各指标元素含量基本符合区域地球化学背景特征

二级

Ⅲ类

林地

土壤和地下水中污染物含量低,基本未受污染

三级

Ⅳ类

住宅、商业等敏感用地

土壤和地下水中污染物含量较低,受轻微污染,可作为敏感用地使用

四级

Ⅴ类

工业、仓储等非敏感用地

土壤和地下水中污染物含量中等,受到一定污染,可作为非敏感用地使用

五级

Ⅵ类

对土地质量地球化学质量要求较低的特殊用途或暂停开发利用

土壤和地下水中污染物含量较高,即使用于非敏感用地其对人体健康风险亦超过可接受水平

六级

      表2  城市规划阶段土地质量地球化学评估分级标准(土壤)   单位:mg/kg

Table 2 Grading standard of soil and water environmentassessment at the stage of urban planning(Soil)

污染物指标

分级标准

一级

二级

三级

四级

五级

六级

砷(As)

6.82

10

20

20

20

>20

锌(Zn)

99.3

250

500

4915

10000

>10000

铅(Pb)

29.1

80

120

140

400

>400

铜(Cu)

30.7

100

400

655

6303

>6303

镉(Cd)

0.17

0.5

7

10

31

>31

铬(Cr)

86.2

200

400

10000

10000

>10000

镍(Ni)

36.8

50

100

141

244

>244

汞(Hg)

0.116

0.5

1

2.3

11.2

>11.2

硒(Se)

0.23

1

3

82

780

>780

钼(Mo)

0.55

3

6

82

775

>775

锑(Sb)

0.79

1.5

3

6.6

63

>63

钴(Co)

14.65

20

24

30

30

>30

铊(Tl)

0.64

1

1

2.5

3

>3

银(Ag)

0.095

0.5

1

82

788

>788

铍(Be)

2.26

3

5

20

26

>26

氟化物

640

1000

1000

2000

5938

>5938

挥发性有机物(11项)

未检出(低于检测限)

敏感用地筛选值

非敏感用地筛选值

大于非敏感用地筛选值

半挥发性有机物(13项)

未检出(低于检测限)

敏感用地筛选值

非敏感用地筛选值

大于非敏感用地筛选值

有机氯农药(1项)

未检出(低于检测限)

敏感用地筛选值

非敏感用地筛选值

大于非敏感用地筛选值

总石油烃

未检出(低于检测限)

敏感用地筛选值

非敏感用地筛选值

大于非敏感用地筛选值

表3  城市规划阶段土地质量地球化学评价分级标准(地下水)  

Table 3 Grading standard of soil and water environmentassessment for urban planning (Groundwater)

污染物指标

分级标准

一级

二级

三级

四级

五级

六级

砷(As)

1.4

10

50

敏感用地相关限值

非敏感用地相关限值

大于非敏感用地相关限值

锌(Zn)

500

1000

5000

敏感用地相关限值

非敏感用地相关限值

大于非敏感用地相关限值

铅(Pb)

5

10

100

敏感用地相关限值

非敏感用地相关限值

大于非敏感用地相关限值

铜(Cu)

10

1000

1500

敏感用地相关限值

非敏感用地相关限值

大于非敏感用地相关限值

镉(Cd)

0.1

5

10

敏感用地相关限值

非敏感用地相关限值

大于非敏感用地相关限值

铬(Cr)

5

10

100

敏感用地相关限值

非敏感用地相关限值

大于非敏感用地相关限值

镍(Ni)

2

20

100

敏感用地相关限值

非敏感用地相关限值

大于非敏感用地相关限值

汞(Hg)

0.156

1

2

敏感用地相关限值

非敏感用地相关限值

大于非敏感用地相关限值

硒(Se)

10

10

100

敏感用地相关限值

非敏感用地相关限值

大于非敏感用地相关限值

钼(Mo)

1

70

150

敏感用地相关限值

非敏感用地相关限值

大于非敏感用地相关限值

锑(Sb)

0.1

5

10

敏感用地相关限值

非敏感用地相关限值

大于非敏感用地相关限值

钴(Co)

5

50

100

敏感用地相关限值

非敏感用地相关限值

大于非敏感用地相关限值

铊(Tl)

0.1

0.1

1

敏感用地相关限值

非敏感用地相关限值

大于非敏感用地相关限值

银(Ag)

1

50

100

敏感用地相关限值

非敏感用地相关限值

大于非敏感用地相关限值

铍(Be)

0.1

2

60

敏感用地相关限值

非敏感用地相关限值

大于非敏感用地相关限值

氟化物

1000

1000

2000

敏感用地相关限值

非敏感用地相关限值

大于非敏感用地相关限值

挥发性有机物(11项)

未检出(低于检测限)

敏感用地筛选值

非敏感用地筛选值

大于非敏感用地筛选值

半挥发性有机物(13项)

未检出(低于检测限)

敏感用地筛选值

非敏感用地筛选值

大于非敏感用地筛选值

有机氯农药(1项)

未检出(低于检测限)

敏感用地筛选值

非敏感用地筛选值

大于非敏感用地筛选值

总石油烃

未检出(低于检测限)

敏感用地筛选值

非敏感用地筛选值

大于非敏感用地筛选值

注:表中敏感用地和非敏感用地筛选值指采用城市用地规划适宜性评估模型计算获取。单位:ug/L

3、城市规划阶段土地质量地球化学评价的应用

结合某行政区采集分析的1527个监测点与收集某区内613个监测点后,无机指标平均调查精度达到7个点/km2。参与评价指标为16个重金属元素等无机指标(Ag、As、Zn、Pb、Cu、Cd、Cr、Ni、Hg、Se、Mo、Sb、Co、Be),即本次评价涵盖了城市用地规划评价指标体系的16项基本指标。根据评估结果,其中对评估结果影响较大的指标有银、锑、锌和砷,其中又以银和锌影响最为显著,评估结果见图2所示。

1.jpg


图2  城市规划阶段土地质量地球化学评价分区图

Fig.2 Zoning map ofsoil and water environment assessment at the stage of urban planning

4某行政区的城市规划现状

该行政区做了2010-2020年的土地利用总体规划(图1),根据规划,某区正面临社会经济高速发展的阶段,至2020年,将建成与国际化大都市相适应的、具有辅城功能的现代化的滨江新区;形成世界级精品钢及其延伸产业基地、北部物流服务基地、国际航运中心的重要组成部分、现代生产性服务业集聚区和环境优美、适宜居住、现代化的生活园区。在土地供给的刚性指标约束下,客观上要求对现有土地利用秉持节约集约用地的理念,并使现行的以资本、劳动力拉动的集约方式转向以结构优化和科技创新为主的更高层次的集约方式。

3.jpg

图1 土地利用总体规划(2010-2020年)图

Fig.1 General plan for land use (2010-2020years)

5、城市规划中土地质量地球化学的应用

通过对该行政区进行城市规划阶段土地质量地球化学评价,将土壤和地下水环境调查、质量评估与城市规划相结合,合理规划利用土地,提高土地利用效率,保障城市安全,提供规划管控的技术支撑。对该行政区土地利用总体规划的修改的原则主要有以下几点:

1、确保农用地的土地分类不低于III类,满足土壤和地下水中污染物含量低,基本未受污染;

2、确保城镇建设用地的土地分类不低于IV类,满足土壤和地下水中污染物含量较低,受轻微污染,可作为住宅、商业等敏感用地使用;

3、确保V类的土地用于工业、仓储等非敏感用地,满足土壤和地下水中污染物含量中等,受到一定污染,可作为非敏感用地使用。

依据以上三个原则,对某行政区土地利用总体规划提出以下修改(见图3):

1、可以考虑红色圈1中农用地改为建设用地,该农用地适宜性评价分类为V类,比较适合用于工业、仓储等非敏感用地;

2、可以考虑将红色圈2的农用地改为建设用地,该农用地适宜性评价分类为V类,比较适合用于工业、仓储等非敏感用地;

3.jpg

图3  土地利用总体规划(2010-2020年)修改图

Fig.3 Revision of theoverall planning of land use (2010-2020 years)

3、可以考虑将红色圈3的农用地改为建设用地,该农用地适宜性评价分类为V类和VI类, V类比较适合用于工业、仓储等非敏感用地,VI类用于绿化用地;

4、可以考虑将红色圈4的城镇建设用地改为产业用地,该建设用地适宜性评价分类为V类和VI类, V类比较适合用于工业、仓储等非敏感用地,VI类比较适合用于绿化用地;

5、可以考虑将红色圈5的城镇建设用地改为产业用地,该建设用地适宜性评价分类为V类,比较适合用于工业、仓储等非敏感用地;

6、可以考虑将红色圈6的城镇建设用地改为产业用地,该建设用地适宜性评价分类为V类和VI类, V类比较适合用于工业、仓储等非敏感用地,VI类比较适合用于绿化用地;

7、可以考虑将红色圈7的城镇建设用地改为产业用地,该建设用地适宜性评价分类为V类和VI类, V类比较适合用于工业、仓储等非敏感用地,VI类比较适合用于绿化用地;

8、可以考虑将红色圈8的城镇建设用地改为产业用地,该建设用地适宜性评价分类为V类,比较适合用于工业、仓储等非敏感用地。

6、结论

综上所述,可得出如下结论:

(1)土地质量地球化学调查评估从地球化学角度为土地质量评价与规划管理提供了重要的依据,是土地质量地球化学调查服务于国民经济的又一个新的应用领域,为土壤污染防治、农业产业结构调整、城市建设规划、政府部门决策等提供了重要的参考依据。

(2)目前,中国的大都市正处于深入实施创新驱动发展、实现由工业化后期向后工业化时期迈进的发展阶段,除面临产业结构重大调整、城市空间结构布局优化、建设用地规模接近极限等难题外,传统老工业基地遗留的水土污染问题也对生态宜居的目标带来隐患,未来在海陆统筹规划与发展、地下空间资源开发利用、生态环境保护、城市安全等方面都需要加强土地质量地球化学调查与评价。

(3) 开展土地质量地球化学调查评估,查明土壤中重要元素的含量特征,划分土地质量地球化学等级。建议各级国土管理部门积极开展和实施土地质量地球化学评估工作,充分发挥土地质量地球化学评估在土地规划和管理中的作用。

(4)土地质量地球化学调查评估不是确定土地用途的唯一途径,但是实现土地从数量管护到质量和生态管护的基本保证。

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WangChenggang, Zong Yue Guang. Evaluation of ecological suitability of constructionland in Dalian based on GIS [J]. Journal of Zhejiang Normal University (NATURALSCIENCE EDITION), 2007, (01): 109-114.

Applicationof geochemical evaluation of land quality in metropolitan planning

Fang Zhilei, Wangshuzeng, Wangyao

(Shanghai Institute ofGeological Survey, Shanghai200072,China)

Abstract:This paper reviews the current situation and difficulties of metropolitanplanning system and land quality geochemical evaluation system, introduces thelatest achievements of land quality geochemical evaluation on methods andgrading standards., and taking an administrative area as an example, based in theadministrative area water environment investigation and quality assessment of theadministrative area general land use planning (2010 -2020) the plan put forwardthe adjustment suggestion.

Keywords: Soil and Water Environment, Urban Planning, Grading Standard