城市岩溶塌陷地质灾害风险评估--以贵州六盘水市为例

岩溶塌陷是我国岩溶区主要地质灾害.它和崩塌、滑坡、泥石流以及地面沉降、地裂缝等构成我国6大地质灾害类型.随着我国"地质灾害防治管理办法”的颁布和实施,不同灾种的风险评估已成为地质灾害防治管理的重要内容.针对城市岩溶塌陷风险评估问题,中国地质科学院岩溶地质研究所塌陷项目组结合多年岩溶塌陷研究的经验,研制开发了基于GIS技术的岩溶塌陷灾害管理与风险评估系统(GMRS).本文以水城盆地为例,全面介绍运用GMRS进行岩溶塌陷风险评估的内容、方法和步骤,最后,对风险评估的结果作了详细讨论.     

GIS支持下的岩溶塌陷危险性评价

通过论证利用GIS技术进行岩溶塌陷危险性定量评价的可行性和优越性，提出了通过发展接口程序将岩溶塌陷评价模型与GIS技术有机结合以快速、准确地完成评价工作的思想，为科学预测重大自然地质灾害提供了一条新的途径，并结合桂林市西城区岩溶塌陷评价的实例，详细论述了GIS支持下岩溶塌陷模糊层次评价的全过程。     

岩溶塌陷试验、评估与管理方法研究

岩溶塌陷是我国岩溶区主要地质灾害类型 ,广泛分布在我国广西、贵州、湖南、江西、云南等 2 3个省 (区 )。据初步调查 ,全国有 30 0多个市县共发生过岩溶塌陷 14 0 0例以上 ,塌陷坑总数超过 4× 10 4个 ,有效减轻其影响已成为广大岩溶工作者面临的重要问题。本文以作者近年来完成的项目成果为基础 ,介绍了岩溶塌陷模型试验测试技术、基于GIS的风险评估方法以及信息管理技术 ,最后 ,对岩溶塌陷研究的趋势作了系统分析。     

广西玉林市岩溶塌陷基本特征及其形成条件

岩溶地面塌陷是玉林市最常见、最严重的一种地质灾害。本文结合地面勘查资料,重点论述该市岩溶塌陷基本特征及其形成条件,同时,对岩溶塌陷的防治对策也作了初步的探讨。      

西江沿岸(肇庆段)岩溶塌陷地质灾害特征

岩溶塌陷是西江沿岸(肇庆段)平原地区的主要地质灾害之一。论述研究区内岩溶塌陷的规模及危害,在分析岩溶塌陷时空分布规律、成因的基础上,针对岩溶塌陷特征提出合理规划工程建设及抽水排水、尽量避开易发岩溶塌陷地区等防治措施,为地区地下工程开发建设和防灾减灾提供地质依据。     

广州金沙洲岩溶地面塌陷灾害预警预报研究

受武广客运专线金沙洲隧道施工抽排大量地下水的影响, 2007—2012年广州金沙洲发生了大规模岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害,造成了重大经济损失。为防治地质灾害,采用综合地质调查、地下水位监测、地面沉降监测、物探、钻探和试验等手段勘查和研究,建立了完善的地下水位和地面沉降监测网络。在此基础上,根据地质环境条件、岩溶发育程度和地质灾害分布特征进行岩溶塌陷易发性分区,选择地下水位变化量和地面沉降量这两个与岩溶塌陷最直接、最敏感和最重要的参数,从预警预报参数选择、时间尺度选取、判据分析计算、预警预报方法、模型系统的建立等方面进行研究,选取临界日综合地下水位变化量和临界日综合地面沉降量作为预警预报判据,结合三维地质结构模型建立岩溶塌陷预警预报模型系统。成功地预警预报了两起岩溶地面塌陷,取得较好的预报效果,说明该岩溶地面塌陷预警预报模型系统实用、有效,为金沙洲防灾减灾提供地质科学依据,为当地的社会稳定和经济可持续发展提供技术支撑。     

广东省英德市城南社区岩溶塌陷发育特征及成因分析CSCD

以广东省英德市英城街道城南社区地面塌陷为研究对象,在系统收集研究区及周边区域地质环境条件、历史灾情、水位监测等资料的基础上,通过地面调查、物探、钻探等技术手段,查明研究区岩溶塌陷发育特征,分析岩溶塌陷的主要成因。结果表明:(1)研究区内塌陷坑单体规模以小型为主,少量为中、大型;共连续发生31处岩溶塌陷,影响面积0.6 km^(2),岩溶塌陷地质灾害规模为特大型。塌陷坑平面形态以圆形、椭圆形为主,剖面形态以圆柱状为主。(2)研究区岩溶塌陷主要受地质构造、覆盖土层、水文地质、大气降雨及人类活动等因素影响,综合分析认为,地质构造、覆盖土层与水文地质条件为主导因素,大气降雨和人类活动为诱发因素。(3)综合以上分析,可将研究区岩溶塌陷总结为“傍河型隐伏岩溶区地面塌陷模式”,在对河道附近岩溶塌陷成因研究中,可首先考虑河道水位涨落及人类抽水、排水的影响因素,再结合实际情况考虑其他影响因素,此规律可为后期针对河道附近岩溶塌陷的研究提供参考。     

隐伏碳酸盐岩区第四系松散盖层稳定性分析

在被第四系松散岩类覆盖的碳酸盐岩分布区，由于地下水动力条件改变（如水源超采、矿山排水、矿坑突水等引起的岩溶水位变化），常引发岩溶塌陷地质灾害。为了解第四系松散堆积物厚度与发生岩溶塌陷的关系，通过综合分析山东省岩溶矿区和供水水源地历年来发生的岩溶塌陷分布规律、形态特征及发生过程等，采用应力平衡法剖析了岩溶塌陷的形成机理与松散盖层的稳定性，为隐伏碳酸盐岩区工程地质勘察和岩溶塌陷防治提供参考依据。     

湖北武汉岩溶塌陷时空分布规律及其影响因素分析

近年来,武汉市岩溶塌陷地质灾害频发,给人民的生命财产安全造成了一定的损失,影响和制约了武汉市经济社会的发展。本文在武汉市以往岩溶塌陷事件调查及勘察资料的基础上,分别从时间和空间上总结了武汉市岩溶塌陷的分布规律。在空间上,武汉市岩溶塌陷主要分布于位于中心城区的长江一级阶地;在时间上,武汉市岩溶塌陷时间多发生于2005年之后,且多发生在4～9月份。另外从自然因素和人为因素两个大的方面,系统分析了武汉市岩溶塌陷的影响因素,包括岩溶发育条件、上覆第四系土层结构、长江水位波动、降雨等自然因素和地下水开采、人类工程活动等人为因素。本文旨在为制定科学的、合理的岩溶塌陷地质灾害防治对策提供基础技术支撑。     

地理信息系统(GIS)技术在地质灾害信息管理系统中的应用——以桂林市岩溶塌陷信息系统为例

地理信息系统（ＧＩＳ）作为当前计算机应用的一个重要分支日益引起人们的重视,其强大的空间数据分析处理和显示功能也日渐为人们所认识。本文以桂林市岩溶塌陷信息系统为例,详细介绍了地理信息系统（ＧＩＳ）技术在地质灾害信息管理系统中的应用。系统涉及桂林市建国以来２００余次塌陷事件、数千个塌陷坑的详细资料记录,内容包括:塌陷时间、地点、规模、原因、基岩岩性、土层性质、地下水特征、人类抽水活动、人类工程活动、受灾损失以及相关照片、图件等。同时,还录入了有关桂林市岩溶塌陷的基础地质图件。本系统具有强大的图文检索、查询、统计分析及专题图制作功能,可方便快捷地为有关部门制定发展规划、抢险救灾以及塌陷研究提供所需的图件、数据等资料,也为今后建立全国岩溶塌陷信息系统打下良好的基础。      

Sinkhole hazard assessment in Minnesota using a decision tree model

An understanding of what influences sinkhole formation and the ability to accurately predict sinkhole hazards is critical to environmental management efforts in the karst lands of southeastern Minnesota. Based on the distribution of distances to the nearest sinkhole, sinkhole density, bedrock geology and depth to bedrock in southeastern Minnesota and northwestern Iowa, a decision tree model has been developed to construct maps of sinkhole probability in Minnesota. The decision tree model was converted as cartographic models and implemented in ArcGIS to create a preliminary sinkhole probability map in Goodhue, Wabasha, Olmsted, Fillmore, and Mower Counties. This model quantifies bedrock geology, depth to bedrock, sinkhole density, and neighborhood effects in southeastern Minnesota but excludes potential controlling factors such as structural control, topographic settings, human activities and land-use. The sinkhole probability map needs to be verified and updated as more sinkholes are mapped and more information about sinkhole formation is obtained.     

3D GIS支持下的城市三维地质信息系统研究

介绍了3D GIS的发展现状与应用前景，详细地讨论了基于3D GIS构建的城市三维地质信息系统的设计思路和结构功能。在分析城市三维地质数据多种建模方法的基础上，采用一种基于TIN和TEN的混合数据结构来构建城市三维地质数据建模系统。另外，针对城市三维地质数据的特点，探讨了城市三维地质海量数据的采集与管理、城市三维地质数据信息的Web发布等重要问题，为系统功能的最终实现提供了完整的解决方案。     

城市GIS地名定位工具的设计及应用

为了满足城市GIS中高效查询、规划设计、应急处理及社会化服务的应用需求, 采用地名数据库、管理及搜索引擎、维护及搜索工具三层架构, 设计和实现了一个通用的城市GIS地名定位工具.该定位工具兼顾点状要素和区域范围, 提供建库、维护、搜索、移图等功能, 支持快速模糊匹配.结果表明: 城市地名数据库便于建立和更新, 不仅使UGIS系统能快速将关注区域移动到指定地点, 还是一种要素类的表达方式, 可以为高级的查询和分析提供数据基础.      

基于MAPGIS建立地质图数据库的方法——以全国1:100万地质图数据库为例

随着国家信息化的迅速发展, 新技术和新理论的不断进步, 地质图数据库的建立成为当前发展的趋势。利用GIS建立地质图数据库, 便于地质数据的存储、查询、分析和更新, 为实现了信息共享奠定了基础。本文以全国1:100万地质图数据库为例, 从编图设计、资料准备、数据处理、投影变换、数据套合及接边、数据库建立、数据检查及更新等几个方面介绍了应用MAPGIS平台建立地质图数据库的方法。      

基于MAPGIS建立地质图数据库的方法——以全国1∶100万地质图数据库为例

随着国家信息化的迅速发展,新技术和新理论的不断进步,地质图数据库的建立成为当前发展的趋势。利用GIS建立地质图数据库,便于地质数据的存储、查询、分析和更新,为实现了信息共享奠定了基础。本文以全国1∶100万地质图数据库为例,从编图设计、资料准备、数据处理、投影变换、数据套合及接边、数据库建立、数据检查及更新等几个方面介绍了应用MAPGIS平台建立地质图数据库的方法。     

建平幅1:25万地质图数据库建立

地质图空间数据库的建立是我国从纸制地质图件向多源地学空间信息数据库转变的一个标志,为多源地学信息综合分析和解释提供了充足的数据源。将建平幅以往大量的数据纸介质整理后进行属性数据、图形数据采集,建立了一个能够随意提取、可以不断更新的地质图件库,分析讨论了地质图数据库的特点、功能,并进行了应用。     

基于多源数据融合方法的中国1 km土地覆盖分类制图

精确的全球及区域土地覆盖数据是陆地表层过程研究的重要基础。在集成研究兴起和多种数据并存的背景下,利用多源信息融合技术进行大尺度土地覆盖制图具有重要的现实意义。证据理论清楚地表达了由于不确定和不完全信息所带来的对命题认识的“无知”,能够确定相应的假设在目前的认知与知识状态下的确定、不确定和“无知”程度,是多源数据决策融合的重要方法。基于证据理论,将2000年中国1∶10万土地利用数据、中国植被图集（1∶100万）的植被型分类、中国1∶10万冰川图、中国1∶[KG-*2]100万沼泽湿地图和MODIS 2001年土地覆盖产品（MOD12Q1）进行了融合,最终基于最大信任度原则进行决策,产生了新的、IGBP分类系统的2000年中国土地覆盖数据。新的土地覆盖数据在保持了中国土地利用数据的总体精度的同时,补充了中国植被图中对植被类型及植被季相的信息,更新了中国湿地图,增加了中国冰川图最新信息,使分类系统更加通用。     

Relations between sinkhole density and anthropogenic contaminants in selected carbonate aquifers in the eastern United States

The relation between sinkhole density and water quality was investigated in seven selected carbonate aquifers in the eastern United States. Sinkhole density for these aquifers was grouped into high (>25 sinkholes/100 km²), medium (1–25 sinkholes/100 km²), or low (<1 sinkhole/100 km²) categories using a geographical information system that included four independent databases covering parts of Alabama, Florida, Missouri, Pennsylvania, and Tennessee. Field measurements and concentrations of major ions, nitrate, and selected pesticides in samples from 451 wells and 70 springs were included in the water-quality database. Data were collected as a part of the US Geological Survey (USGS) National Water-Quality Assessment (NAWQA) Program. Areas with high and medium sinkhole density had the greatest well depths and depths to water, the lowest concentrations of total dissolved solids and bicarbonate, the highest concentrations of dissolved oxygen, and the lowest partial pressure of CO₂ compared to areas with low sinkhole density. These chemical indicators are consistent conceptually with a conduit-flow-dominated system in areas with a high density of sinkholes and a diffuse-flow-dominated system in areas with a low density of sinkholes. Higher cave density and spring discharge in Pennsylvania also support the concept that the high sinkhole density areas are dominated by conduit-flow systems. Concentrations of nitrate-N were significantly higher (p < 0.05) in areas with high and medium sinkhole density than in low sinkhole-density areas; when accounting for the variations in land use near the sampling sites, the high sinkhole-density area still had higher concentrations of nitrate-N than the low sinkhole-density area. Detection frequencies of atrazine, simazine, metolachlor, prometon, and the atrazine degradate deethylatrazine indicated a pattern similar to nitrate; highest pesticide detections were associated with high sinkhole-density areas. These patterns generally persisted when analyzing the detection frequency by land-use groups, particularly for agricultural land-use areas where pesticide use would be expected to be higher and more uniform areally compared to urban and forested areas. Although areas with agricultural land use and a high sinkhole density were most vulnerable (median nitrate-N concentration was 3.7 mg/L, 11% of samples exceeded 10 mg/L, and had the highest frequencies of pesticide detection), areas with agricultural land use and low sinkhole density still were vulnerable to contamination (median nitrate-N concentration was 1.5 mg/L, 8% of samples exceeded 10 mg/L, and had some of the highest frequencies of detections of pesticides). This may be due in part to incomplete or missing data regarding karst features (such as buried sinkholes, low-permeability material in bottom of sinkholes) that do not show up at the scales used for regional mapping and to inconsistent methods among states in karst feature delineation.     

Geophysical prediction and following development sinkholes in two Dead Sea areas, Israel and Jordan

Geophysical methods—seismic refraction (SRFR), electrical resistivity tomography (ERT), and microgravity—were applied to the Dead Sea (DS) sinkhole problem in the Ein Gedi area at the earlier stage of the sinkhole development (1998–2002). They allowed determining the sinkhole formation mechanism and localizing the sinkhole hazardous zones. The SRFR method permitted to delineate the underground edge of a salt layer at the depth of 50 m. The salt edge was shaped like the sinkhole line on the surface. It was concluded that the sinkhole development is linked to the salt edge. Geoelectrical quasi-3D mapping based on the ERT technique detected large resistivity anomalies with 250–300 m² diameter and 25–35 m deep. The Ein Gedi area has been also mapped by the use of Microgravity method. The residual Bouguer gravity anomaly map shows negative anomalies arranged along the edge of the salt layer. Those gravity anomalies overall are very similar in plan to the resistivity distribution in this area. The results of forward modeling indicate that both high resistivity and residual gravity anomalies are associated with a subsurface decompaction of the soil mass and deep cavity at the sinkhole site. Following monitoring of the sinkhole development carried out by the Geological Survey of Israel confirmed our suggestions. The drilling of numerous boreholes verified the location of the salt edge. Geographical Information System (GIS) database testifies that during 2003–2009 new sinkholes are continuing to develop along the salt edge within a narrow 50–100 m wide strip oriented approximately in north–south direction (slightly parallel to the shoreline). No promotion in west–east direction (perpendicularly to the DS shoreline) was observed in Israel. Collapse of sinkholes and their clustering have been occurred within the area of high resistivity anomaly and negative residual gravity anomaly. Similar studies carried out at the Ghor Al-Haditha area (Jordan) have shown that sinkholes there are also arranged along the winding line conforming to the salt edge. In this area sinkholes are slowly moved to the Dead Sea direction. Results of geophysical studies in numerous DS sites indicate similar sinkhole development. It allowed generating of the sinkhole formation model based on ancient (10,000–11,000-year old) salt belt girding the Dead Sea along its shores     

基于NAS的地质资料信息化服务解决方案

馆藏地质资料的网络化、多元化、社会化是未来地质资料信息化发展的重要方向。在地质资料信息化服务过程中,既要保证提供服务,又要确保安全是资料管理工作中需要解决的问题。基于NAS的地质资料信息化解决方案针对地质资料的图文数字化、管理与复用、提取与存储等常用地质服务,使用Java语言及平台构建的C/S与B/S两套应用系统相辅相成,支持在线检索、预览与实地借阅、打印等功能,集成了用户统一管理、全局统一控制、日志统一查询,同时确保了地质资料的易用性与安全性,为地质资料信息网络化、社会化、集群化管理提供了新的技术支撑。