我国岩溶塌陷研究综述

随经济的不断发展,对岩溶区资源的开发日益增强,由此引发的岩溶塌陷问题也日趋频繁、严重,已成为岩溶区可持续发展的一大障碍,有效减轻其造成的危害势在必行。文章根据近年来国内外岩溶塌陷的研究现状及发展,概述了岩溶塌陷的三大形成条件:一定发育程度的岩溶、上覆盖层、岩溶地下水系统;以及中国岩溶塌陷的时空分布规律,分别举例例证了它的几种成因机制,如重力致塌、潜蚀致塌等。由于其突发性及危害性,有必要对岩溶塌陷的预测防治进行深入研究,做到防灾减灾。基于此,总结了中国岩溶塌陷的监测预报和安全评价等方面的新方法和措施等。针对塌陷的形成条件、塌陷现象或其危情的存在状况及其危害性,归纳了有针对性的防治措施。     

基于AHP—模糊综合评判的岩溶塌陷风险评价

岩溶塌陷风险评价是建立在岩溶塌陷灾害危险性和承载体易损性研究基础之上的。各种风险评价方法也各具优缺点,实际工作中应根据研究区的具体情况采取适合的方法进行评价。以肇庆地区一自然村为例,根据其地质背景及已发岩溶塌陷情况,分析岩溶塌陷危险性、易损性因子,并采用层次分析—模糊综合评判的方法进行岩溶塌陷风险评价。     

岩溶塌陷灾害监测预报技术与方法初步研究--以桂林市柘木村岩溶塌陷监测为例

我国可溶岩分布面积达365万km2,占国土面积的1/3以上,是世界上岩溶最发育的国家之一.近年来,随着岩溶区城市化建设的飞速发展,岩溶区土地资源、水资源和矿产资源开发的不断增强,由此而引发的岩溶塌陷问题日益突出,已成为岩溶区城市主要地质灾害,严重妨碍城市经济建设与发展.由于岩溶塌陷的产生在时间上具突发性,在空间上具隐蔽性,在机制上具复杂性.因此,被普遍认为难以采取地面常规监测手段,对塌陷进行监测预报.另一方面,试验研究表明,岩溶水气压力变化对塌陷具有触发作用,可以以此作为衡量塌陷发育的临界条件.这就意味着通过对岩溶管道系统的水(气)压力的动态变化进行观测,可以达到对塌陷进行预报的目的.论文以位于广西桂林柘木村的岩溶塌陷监测站为例,详细讨论这一技术方法.     

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。     

线性工程路基岩溶土洞(塌陷)监测技术与方法综述

土洞(塌陷)的监测预警问题一直是国际上极具挑战性的课题。近年来,随着新技术的发展,特别是光电传感技术的应用,岩溶土洞(塌陷)预警监测已取得可喜的进展。本文通过对地质雷达监测法、剖面沉降监测法、In Sar 监测法、时域反射( TDR)同轴电缆监测法、基于岩溶管道裂隙水(气)压力监测的触发因素监测法、BO TDR及OTDR光纤传感监测法等适合于线性工程岩溶土洞(塌陷)的监测预报方法进行了系统分析比较,结果发现: 单一方法在岩溶土洞(塌陷)的监测预警中都有其局限性; 分布式TDR及BOTDR技术可有效确定岩溶塌陷的空间位置,但在埋设方面需进一步的研究;岩溶土洞(塌陷)的监测预警是一个系统工程,应考虑多种方法的综合运用。      

基于灰色Verhulst模型的岩溶塌陷定量预报预测方法

在总结分析现有岩溶塌陷预报预测方法的基础上,从灰色系统理论出发,选取带有时间因子的地下水动力条件因素为已知信息,应用灰色Verhulst模型对桂林柘木村岩溶塌陷的发生时问进行了预报预测验证.验证结果显示,预测时问和实际塌陷时间基本吻合.柘木村3月份岩溶塌陷的预测时问为2000年3月17日,实际塌陷时问为2000年3月20日,预测值比实际值提前3天,准确率为90%;8月份岩溶塌陷的预测时间为2000年8月14日,实际塌陷时问为2000年8月14日,准确率为100%.另外,作者对预报产生误差的可能原因进行了分析,以便能改进模型,进一步提高预测精度.      

岩溶塌陷两级模糊综合评判

针对目前岩溶塌陷评价及预测指标选择及评价方法的不足，指出岩溶塌陷评价指标具有分级的特点，并应用模糊数学知识，建立了岩溶塌陷多级模糊综合评价模型。最后通过实例检验，证实该模型的实用性和有效性，并对岩溶塌陷进行动态分析。     

应用光纤传感技术进行岩溶塌陷监测预报的关键问题探讨

在总结上世纪80年代以来岩溶塌陷监测预报方法的基础上,从岩溶塌陷自身特点和光纤传感技术监测原理出发,对目前光纤传感技术应用于岩溶塌陷监测预报急需解决的关键技术问题进行了探讨分析,主要包括环境温度影响、光纤敷设和预报模型建立三个方面。光纤本身的光学特性决定环境温度变化会影响光纤的变形测量,其解决办法主要是进行温度补偿和监测数据修正处理;光纤敷设,主要是解决光纤与岩土体同步变形问题,其办法是通过室内实验确定适宜的胶结剂和最优配比;建立光纤应变与岩土体变形的关系模型是应用光纤传感技术进行岩溶塌陷监测预报的关键,其解决办法为室内模拟实验。      

湖北武汉岩溶塌陷易发性评价

近年来,武汉市岩溶塌陷地质灾害时有发生,给城市建设和人民生命财产造成了一定的损失,严重制约了武汉市社会经济的发展。为了提出科学合理的岩溶塌陷地质灾害防治措施和保障城市化进程的顺利进行,开展岩溶塌陷易发性评价是一项十分重要的工作。本文在武汉市岩溶塌陷调查成果的基础上,采用层次分析法和综合指数法相结合,对武汉市主要城区的岩溶塌陷易发性进行了评价,为制定武汉市岩溶塌陷地质灾害防治措施奠定了坚实的基础。     

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。     

基于岩溶水动态的岩溶地面塌陷预测预报方法

由于突发性、影响因素多样性等特点,岩溶地面塌陷的预测预报目前只能做到区域上的危险区划定,而不能实现危险区内何时、何处发生塌陷的预测预报。已有岩溶地面塌陷调查结果表明,岩溶地面塌陷的发生是有前兆的,即附近水井会提前出现水位波动大、水浑浊等现象。本文据此提出了建立健全岩溶水监测网络,对岩溶水位、水量、浊度及主要化学组分等指标进行实时动态监测,结合岩溶水流向等参数,实现短时间（数小时至数日）、小范围（小于监测网络间距）的较高精度岩溶地面塌陷预测预报的方法,并以山东省莱芜市孟家庄地区为例做了简要说明。      

线性工程岩溶塌陷危险性评价研究

近年来,越来越多的高等级公路、铁路、石油管线等线性工程穿越岩溶发育区,岩溶塌陷已成为这些线性工程建设面临的主要隐患之一。目前,线性工程项目前期都会进行全线地质灾害危险性评价工作,但大部分是定性的,也没有专门针对岩溶塌陷的评价,因此本文从岩溶塌陷的影响因素出发,结合线性工程的各个阶段,从点、线、面三个层次提出线性工程岩溶塌陷危险性评价的方法和指标,并列举了实例,为今后穿越岩溶区的线性工程提供借鉴。面上和线上评价充分利用GIS技术和层次分析法进行。前者适合于地质资料不详细的可行性研究阶段,评价区为线路两侧1km的区域,评价因子有岩溶发育程度、地质构造发育程度、地貌类型、岩溶塌陷、地下河、垂直型岩溶形态、岩溶泉和开采井分布。后者适合于地质资料较详细的初步设计阶段,评价区为线路两侧15m的范围,以基岩岩性、线岩溶率、土层厚度、土层性质、地下水位和地下水位与基岩面的关系作为评价因子。点上评价适合于重点地段,采用岩溶塌陷动力条件与土层抗塌性能相结合的综合分析方法,以反映地下水动力特征的临界坡降、临界速度和临界水位这3个指标作为评价因子。      

人工神经网络模型在岩溶塌陷安全评价中的应用

岩溶塌陷是一种危害性很大的地质灾害，发生在城市的岩溶塌陷不仅破坏人类的生存环境，毁坏建筑物，而且危及人民的生命安全。岩溶塌陷稳定性评价的关键是找到各种影响因素与岩溶塌陷的关联关系。通过分析岩溶塌陷的成因与主要影响因素，介绍了应用人工神经网络方法的计算步骤。以唐山市为例，建立了岩溶安全性评价模型，预测了唐山市岩溶塌陷稳定性分布。分析了计算结果，并对城市规划建设提出了几点建议。     

岩溶充水矿床地面塌陷的工程地质勘察工作浅议

近年来,随着岩溶充水矿床的开发,岩溶塌陷的工程地质评价已愈来愈为人们所重视。仅湖南、湖北和江西三省,就有九处岩溶充水的冶金矿山已经或准备进行专门的岩溶塌陷工程地质勘察工作(表1)。 岩溶塌陷工程地质勘察既有别于矿床详勘阶段的工程地质工作,又不同于一般的工业无民用建筑的工程地质勘察。它是在矿山疏干排水的特定条件下而产     

唐山市岩溶地面塌陷成因机制与迭置分析方法

本文在阐述唐山市岩溶地面塌陷地质灾害情况和产生塌陷的地质条件的基础之上,分析了产生岩溶地面塌陷的原因。指出超量开采岩溶地下水是唐山市岩溶塌陷产生的主要原因所在。地震不是唐山市岩溶塌陷的直接致塌原因,但是地震作用破坏了盖层土体的连续性而使其更易破坏。文中提出了分别用静态条件和动态条件进行岩溶地面塌陷危险区划分的原则和单因子图迭置分析的危险区划分方法,并研制了岩溶地面塌陷区划的软件系统ＫＬＣ。以１９９０年地下水流场条件为基础,对唐山市岩溶地面塌陷进行了迭置分析和分区评价      

岩溶塌陷预测评价系统及其应用——以唐山岩溶塌陷为例

由于岩溶塌陷的影响因素较多,传统的方法难以对各种影响因素进行量化综合评价,为此,作者以ＧＩＳ为工具,在ＰＣ机上开发研制出了岩溶塌陷预测评价系统,并将之应用于唐山岩溶塌陷评价中。结果表明,该预测评价系统具有较强的综合分析和处理能力,塌陷评判正确率较高,具有广泛的适用性      

云南南伞盆地岩溶塌陷机制初探

通过对南伞盆地的主要地质灾害现象———岩溶塌陷的调查研究,分析了该岩溶塌陷的控制条件、影响因素及岩溶塌陷机制。将岩溶塌陷发展演化过程划为三个阶段,分析了岩溶塌陷的发展演化趋势,并结合人工影响因素对岩溶塌陷灾害进行了初步评价。     

湖北武汉市典型地段岩溶塌陷风险评价

岩溶塌陷是岩溶地区的主要地质环境问题之一。长期以来,该问题一直影响和制约岩溶地区社会经济的发展。对岩溶塌陷风险性进行评价,是制定科学合理城市规划的重要基础性工作。本文选取武汉市岩溶地区典型地段,进行岩溶塌陷风险评价。在分析岩溶塌陷内在和外在影响因素的基础上,利用层次分析法,分别建立了岩溶塌陷易发性、危险性和易损性评价模型,并进行相应的评价;最后,进行了岩溶塌陷风险性评价。结果显示,典型地段岩溶塌陷高风险区位于长江沿岸原塌陷区和开采井附近,面积约16 km~2,中高风险区约占研究区总面积的三分之一。因此,在制定城市规划建设的过程中,需高度重视这些区域,避免造成人民生命财产损失。     

临沂市城区岩溶地下水流模拟

地下水动力条件变化是导致临沂市城区岩溶塌陷的诱因和动因,通过分析岩溶区地质及水文地质条件,建立了临沂市城区岩溶地下水流数值模型,预测了2007年6月至2019年6月地下水水位时空变化过程。从流场拟合情况看,所建模型拟合效果良好,客观反映了地下水系统演化规律,可以用于岩溶塌陷预警预报,为岩溶塌陷地质灾害防治提供技术依据。     

岩溶塌陷区划的迭置分析方法和宏观减灾对策研究

以唐山市岩溶地面塌陷区为依托，提出了单因子图迭置分析的岩溶地面塌陷危险区划分原则和方法，编制了相应的软件系统ＫＬＣ，并对唐山市城市岩溶塌陷进行了综合分区评价。以此为基础对岩溶塌陷宏观减灾对策进行了探讨。提出了以防止岩溶塌陷为目的的地下水优化管理方案，使地下水状态在岩溶地面塌陷危险区形成最不利于塌陷产生的水动力状态，以实现全区塌陷危害最小的目的。