Comprehensive fuzzy evaluation model and evaluation of the karst collapse susceptibility in Zaozhuang Region, China

Karst collapses in Zaozhuang area are the typical karst collapses induced by groundwater over-pumping in north China, which lead to severe economic loss and negative societal influence. Based on the comprehensive analysis of all natural influencing factors and human influencing factors associated with karst collapse in the Zaozhuang Shili Spring Area, China, this paper establishes karst collapse susceptibility evaluation model by means of fuzzy mathematic method, in which the Quantitative theory method was firstly applied in determination of the factor weights. The karst collapse susceptibility evaluation model with 14 evaluation indicators can be effectively used for quantitative evaluation on the karst collapse susceptibility. So, an analysis and evaluation on the karst collapse susceptibility of Zaozhuang Shili Spring Area is completed by means of karst collapse susceptibility evaluation model. The karst collapse area of Zaozhuang region is divided into very high susceptibility area, high susceptibility area, medium susceptibility area and low susceptibility area, which account for about 6.3, 5.2, 10.4 and 78.1 % of the total karst area and the karst collapse susceptibility evaluation map of Zaozhuang Shili Spring Area is completed. The results above will be helpful for the strategic planning and decision-making processes associated with exploitation of karst water resources and with prevention and control of karst collapse hazards of this region.     

Evaluation of karst collapse risks induced by over-pumping and karst groundwater resource protection in Zaozhuang region,China

Based on the comprehensive analysis of factors influencing karst collapse in the Zaozhuang Shili Spring Area, China, this paper establishes a karst collapse risk evaluation model by means of the fuzzy comprehensive evaluation method. Application of the model led to division of the study area into very high risk area, high risk area, average risk area and low risk area; therefore, the karst collapse risk evaluation map of Zaozhuang Shili Spring Area is completed. As preventive measures of karst collapse, the different karst water resource protection areas of Zaozhuang Shili Spring Area are established, and the map for karst water resource protection area of Zaozhuang Shili Spring Area is compiled. The results will be helpful for the strategic planning and decision-making processes associated with exploitation of karst water resources and with prevention and control of karst collapse hazards of this region.     

枣庄市十里泉电厂第三水源地地下水位年变幅灰色预测

该文依据往年地下水位监测数据,通过灰色系统理论的预测模型,对枣庄十里泉电厂地下水位年变幅做出预测,分析了岩溶塌陷发展趋势,为由水动力因素引起的岩溶塌陷地质灾害提供防治依据。     

基于ANP-模糊聚类分析法的岩溶塌陷研究

采用ANP与模糊聚类分析相结合的分析方法,考虑采矿活动、矿体特性、岩溶条件、上覆盖层、地质构造、水文条件等6大影响因素,在大量工程实测资料基础上,利用ANP计算出各影响因素权重;运用模糊聚类分析进行岩溶塌陷危险性分区,并成功应用在古丹铅锌矿矿区岩溶塌陷分区预测中,其研究结果表明:采矿活动是影响矿区岩溶塌陷的最主要因素,其他因素也是影响矿区岩溶塌陷的主要因素;将研究区域分成了高危险区与低危险区两类;研究所得结果与经验值和实测值基本符合,可为古丹铅锌矿矿区岩溶塌陷的防治提供参考依据,为矿区岩溶塌陷的评价和预测提供一种新的方法与思路。     

枣庄岩溶地面塌陷的影响因素及其发展趋势

从枣庄市岩溶地面塌陷的基本条件入手,分析了枣庄地区塌陷的影响因素,认为降水量的大小直接影响水力梯度的大小,而且其导致的地表积水使得上部荷载增加,抗塌力降低;水位降深越大,水力梯度也将增加,潜水与地下水之间的水头差变大,补给造成的渗流场较强,使地下水动力条件增强,塌陷数量也相应增加。该文根据区内塌陷的成因分析了枣庄岩溶地面塌陷的发展趋势,认为目前情况下不会发生塌陷,但若持续过量开采地下水或遇到强干旱年份,塌陷是极易发生的。     

枣庄市中区岩溶塌陷特征与成因分析

在已有研究成果的基础上并通过现场调研,系统总结出了枣庄市中区岩溶塌陷特征,即岩溶塌陷的形成与分布在空间上具有方向性,在时间上具有阶段性与集中爆发期。岩溶洞隙发育情况、覆盖层条件和水文动态资料综合分析结果表明,枣庄十里泉地区岩溶塌陷的形成原因主要是真空吸蚀作用。      

枣庄岩溶地面塌陷机理研究

过量开采岩溶水会导致岩溶地面塌陷,枣庄则是全国岩溶地面塌陷比较严重的地区之一,塌陷已对当地的居民生活和经济建设造成了巨大的危害。根据大量的勘察资料和地下水动态监测资料,研究了枣庄地区奥陶系碳酸盐岩岩溶发育特征,探讨了岩溶地面塌陷的形成机理,岩溶裂隙和上覆土层的性质和厚度是岩溶地面塌陷的先决条件,地下水位大幅度升降引起的物理地质作用是塌陷的主要动力来源,震动和水位突变是重要的诱发因素。     

枣庄岩溶塌陷形成机理与致塌模型的研究

渗压效应是指由于降雨入渗补给岩溶地下水,而对盖层土体产生的综合作用,包括静水增荷效应、垂直渗透效应、吸水软化效应及负压封闭效应。渗压效应致塌机制是多年持续采水区降落漏斗中心部位岩溶塌陷的主要力学机制。本文根据普氏理论及极限平衡理论分别建立了内部塌陷阶段临界土洞的高度表达式及地表塌陷阶段的渗压效应致塌力学模型,并用表达式及模型对枣庄市的岩溶塌陷进行了验证分析与评价,分析结果与实际塌陷情况符合较好,建立的表达式与模型基本上反映了该地区岩溶塌陷的形成机理。     

枣庄岩溶塌陷形成条件及主要影响因素

近年来枣庄市岩溶塌陷频繁发生。通过野外地质调查、现场采样和室内试验相结合的综合手段,对该区的岩溶塌陷覆盖层进行系统地取样并进行深入细致的实验及分析,论述了覆盖层特征对该区岩溶塌陷的影响;运用宏观调查、细观测量和微观分析相结合的研究方法详细论述了地质构造对岩溶塌陷的影响;结合历年水文动态资料、地下水开采量等论述了地下水活动对岩溶塌陷影响。综合认为,地层岩性、覆盖层性质、构造因素是枣庄岩溶塌陷频繁发生的内因,而超量开采地下水则是外部诱发因素。     

广州市白云区岩溶塌陷风险初探

识别出广州白云区岩溶塌陷风险因素,构建岩溶塌陷层次递阶结构模型,运用层次分析法的相关原理计算出基本风险因素对岩溶塌陷风险事件的影响权重。定义极易塌陷区Ⅰ、易塌陷区Ⅱ、次易塌陷区Ⅲ、不易塌陷区Ⅳ和稳定区Ⅴ共5个岩溶塌陷等级分区,建立各基本风险因素5个等级与岩溶塌陷等级分区的对应关系。为实现岩溶塌陷风险的定量评价,定义单因素致塌概率pi,引入伯努利试验建立岩溶塌陷概率计算模型,选取覆盖层厚度、岩溶发育程度、地下水位埋深、基岩岩性、覆盖层结构与底板岩性、地下水开采强度、地下活动强度和地表施工加载与振动等8个基本风险因素参与评价单元塌陷概率计算,并据此确定岩溶塌陷风险等级狭义标准,为区域岩溶塌陷等级分区的划分提供参考依据。岩溶塌陷风险等级分区表明：极易塌陷区集中在分析区内的江村、古楼岗、泉溪、西湖、社岗一带;易塌陷区和次易塌陷区主要分布在江高镇和原石井镇等地带。风险等级分区与白云区已有岩溶塌陷历史统计资料及塌陷危害程度评价结果较为吻合,从而验证了评价方法的有效性。     

枣庄市地下水动态变化特征研究

枣庄市以岩溶地下水为主要供水水源,多年的超采造成了十里泉及丁庄主要岩溶水源地下水水位大幅度下降,并诱发了地下水污染、岩溶地面塌陷等严重的环境地质问题。根据枣庄市岩溶地下水21年的监测资料,揭示了枣庄市岩溶地下水水位动态特征。岩溶地下水水位呈现季节性和多年变化特征,其中,岩溶地下水水位季节性变化特征与降水量密切相关,多年水位变化受降水和开采量的综合作用的影响。     

基于地下水模型的岩溶塌陷风险性评价方法在临沂市城区的应用

岩溶塌陷是山东省临沂市区最重要的地质灾害类型,一旦发生,会带来较大的经济和财产损失,因此对岩溶塌陷的风险评价十分必要。风险评价包括现状评价和预测评价,主要分3个步骤来完成：危险性评价,易损性评价和期望损失评价。利用地下水流模型确定调采方案下的相关评价因子,预测了岩溶塌陷的风险性。通过比较发现,经过地下水调采后,原岩溶塌陷高风险区范围大为缩小。地下水流数值模型和风险评价方法结合,可以确定合理的岩溶水规划开采方案,对于指导和防治岩溶塌陷具有重要意义。     

山东省枣庄盆地岩溶塌陷形成条件及易发区划分方法探讨

枣庄市是碳酸盐岩分布较广的地区之一，也是以开发利用岩溶地下水为主的城市。20a来，岩溶塌陷灾害比较严重，在山东省较为突出，已成为当地发展经济的制约因素和社会不安定因素之一。为防治灾害的发生、发展，在研究岩溶塌陷形成条件、影响因素的基础上，依据岩溶塌陷形成、发育的地质环境条件、规模和强度等，采用袭扰系数法对岩溶塌陷易发性进行分区，划分出高易发区、中易发区、低易发区和不发育区。对高、中易发区提出了监测、勘查、工程和水资源合理开发利用等措施，有的放矢地预防岩溶塌陷灾害，使地质环境与经济协调发展。     

山东省岩溶塌陷分布规律及成因机制

选取山东省岩溶塌陷作为中国北方岩溶塌陷的代表,在对其分布规律进行分析的基础上,总结岩溶塌陷成因机制。研究表明:山东省岩溶塌陷受岩溶发育程度、第四系覆盖层结构厚度、断裂构造及地表水系等多种自然因素制约,分布呈现出规律性;在人为因素方面,岩溶塌陷多发生在地下水位陡升陡降及在基岩顶板波动时期。从力学角度出发,岩溶塌陷成因机制以真空吸蚀作用及潜蚀作用为主,多种作用为辅;从影响因素角度出发,在具备岩溶塌陷基础地质背景的前提下,其成因机制主要包含大气降水诱发成因、过量开采诱发成因、灌溉回渗诱发成因及地表重大工程修建诱发成因四种。      

熵权-正态云模型岩溶塌陷预测分析

为了研究岩溶地区的岩溶塌陷预测问题,根据大量岩溶塌陷实例确定6项岩溶地区典型的影响因子（岩性系数（RQC）、岩体结构系数（RMSC）、地下水系数（GWC）、覆盖层系数（SSC）、地形地貌系数（LPC）、环境条件系数（ECC））,采用熵权法计算各项影响因子的权重并结合云理论建立熵权正态云模型。通过模型对桂林西城区岩溶塌陷进行预测且结合实际塌陷情况进行比较分析,结果证明建立的熵权正态云模型的预测结果与实际结果比较接近。表明该模型对于岩溶塌陷的预测分析方面具有良好的适用性和可靠性,且能够为岩溶发育地区岩溶塌陷的非线性、复杂性预测判断提供一种新的思路和方法。     

基于AHP和GIS技术的湖南怀化地区岩溶塌陷易发性评价

湖南省怀化市为新兴区域交通枢纽城市,在近年来的大量工程活动影响下,城区发生多起岩溶塌陷灾害,对当地人民群众生命财产安全和城市发展造成较大威胁。依托岩溶塌陷专项地质调查成果,选择岩溶发育程度、到断层的距离、土层结构、土层厚度、岩溶水位波动幅度、岩溶水位与基岩面关系、地下水开采强度、岩溶塌陷密度8个因素作为评价因子,运用层次分析法建立岩溶塌陷易发性多因素判别模型,并系统研究各因素对岩溶塌陷形成的影响作用,确定各因素权重赋值。在此基础上,运用地理信息系统（GIS）技术,对怀化地区进行岩溶塌陷易发性评价,结果显示:怀化地区岩溶塌陷高、中易发区面积分别为107.48 km2、157.13 km2,分别占易发区总面积的34.7%、50.7%;区内穿越岩溶塌陷高易发区、中易发区的各类交通线路长度分别为16.4 km、88.9 km,占穿越易发区总线路长度的12.9%和69.9%,受岩溶塌陷地质灾害威胁较大。      

枣庄市十里泉岩溶塌陷机理分析

枣庄市十里泉地区为全国岩溶塌陷地质灾害的主要发生地区.已有文献资料表明,该地区岩溶塌陷是地下水潜蚀、真空吸蚀、重力及荷载等多方面综合作用的结果.本文在此基础上,通过野外地质调查、现场采样和室内试验等手段进行研究,结果表明：枣庄十里泉地区岩溶塌陷发生的机理主要是真空吸蚀,潜蚀作用、重力和荷载因素是次要原因.     

基于综合指数法的泰莱盆地岩溶塌陷风险性评价

泰莱盆地岩溶地面塌陷始发于20世纪60年代,至今岩溶塌陷地质灾害仍不断发生,造成了日趋严重的经济损失和社会影响。本文将泰莱盆地作为整体研究对象,在对工作区地质环境条件进行充分分析的基础上,选取了包括岩溶塌陷影响因子及能反应社会影响的易损因子（包括灾损敏感因子和抗损强度因子）在内的共计12项指标作为岩溶塌陷评价要素,建立了研究区风险性评价体系;然后,利用层次分析法（AHP）计算各评价要素的权重,结合已有资料绘制各指标分级图并分别赋值;最后,利用MAPGIS软件叠加计算风险性指标,依据风险性分级标准进行研究区岩溶塌陷风险性评价分级区划。结果表明:高风险区主要分布在泰安市城区火车站、訾家灌庄、东羊娄—旧县一带;莱芜市大王庄镇孤山—后枯河及铁矿区孟公清、泉河一带,这些区域多位于水源地周边或矿山企业排水区,高强度的抽排地下水是岩溶塌陷发生的最主要的致塌因素。      

鲁南经济带地质环境脆弱性评价

鲁南经济带内矿产资源及地下水资源非常丰富,长期大量开采引发的环境地质问题主要有采空塌陷、岩溶塌陷、地面沉降、地下水降落漏斗及海水入侵等。选取地形地貌、岩土体特征、水文地质条件、环境工程地质问题、地质资源和人类工程经济活动等17个评价因子,利用傅勒三角形法确定各评价因子的权重,采用专家聚类法评价地质环境脆弱性。选取重点城市所在评价单元的土壤环境质量(T)、工程地质环境(G)、地质灾害危险性(Z)和地质环境承载力(C)等4个评价因子,采用栅格叠图法对重点城市适宜性进行了评价。评价结果显示,全区可划分为地质环境脆弱性极高区、高区、中等区和低区共4个区,菏泽市、临沂市处于地质环境脆弱性高区,济宁市、枣庄市及日照市位于地质环境脆弱性中等区。地质环境适宜性综合评价显示5个重点城市均为基本适宜,其中枣庄市西城区为适宜。     

论岩溶地下水位对岩溶塌陷形成的控制作用——以山东枣庄市岩溶地面塌陷区为例

枣庄市是山东省岩溶地面塌陷的主要发育地区之一,岩溶地面塌陷灾害连年发生,给当地的生产、生活造成巨大经济损失,已成为该地区经济发展的制约因素。本文对该地区的地质条件、塌陷现状及岩溶地面塌陷的分布规律进行了分析归纳,从中得出枣庄岩溶地面塌陷容易发生在:在第四系厚度为5～10m的地段,时间为每年4～9月份,地势低洼处。本文从压力差的角度,在简要分析岩溶管道的发育程度、盖层条件的基础上,分析了地下水位在枣庄地面岩溶塌陷的控制作用,并以此为依据简要提出了几个防治建议。