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.     

广西黎塘岩溶塌陷监测

黎塘是一个构造和岩溶发育的地区,抵抗岩溶地面塌陷的能力较低,在一定的条件触发下较容易产生岩溶地面塌陷。研究表明,岩溶地下水动力条件变化和湿化崩解作用是黎塘塌陷的主要影响和触发因素。本文采用现场实时监测岩溶地下水动态变化特征和室内试验相结合的方法,研究黎塘开发岩溶地下水的安全性。监测结果表明, I、II、II I监测区的最大水压变化速度分别为0. 048kPa /s、0. 160kPa /s和0. 007k Pa /s,小于临界变化速度0. 163kPa /s;最大水力坡降分别为0. 717、1. 052和0. 566,小于临界坡降7. 5。但是, I区满足临界水位埋深条件, 而II区和II I区则未满足临界水位埋深条件。因此,在目前的开采条件下, II 区、III区处于相对稳定状态, I区处于不稳定状态。这说明在发生大规模塌陷后,当地政府从2000年起对地下水开发方案的调整是适当的。      

我国“十一五”期间的岩溶研究进展与重要活动

“十一五”期间,国际岩溶中心在我国桂林成立,岩溶研究在理论上与实践应用上取得了显著进展。理论上,运用地球系统科学的观点和现代自动化测试手段发展了岩溶动力学;新的学科生长点岩溶生态学不但揭示了西南岩溶生态系统的脆弱性、土壤质量变化与某些土壤营养元素形态的初步规律,而且选育了大量适合岩溶地区的名特优植物物种;全球变化研究探讨了岩溶水循环中溶解无机碳形式对全球碳汇的贡献,从多种气候替代指标深化了洞穴石笋的古环境记录研究;用新技术探索了岩溶地下水水质和水量的有效评价方法。应用上,形成的西南岩溶水、石漠化和水土流失调查区域性资料在国家目标和干旱找水重大社会需求中发挥重要作用,岩溶地区油气勘察形成典型地质模式,中国南方喀斯特自然遗产申报成功,岩溶塌陷监测与预警新技术成功用于工程建设区塌陷的防治。      

岩溶水作用下填石路基稳定性模型试验研究

以广西水南高速为工程依托点,通过大型岩溶塌陷物理模型试验室,针对岩溶区填石路基中不同岩溶形态的处置方式,模拟研究岩溶水对填石路基的稳定性问题。试验中,重点研究了四种结构: 填石级配型、(片石+ 级配碎石+ 土工布+填石)型、反滤层型、(土+ 填石)型,它们分别对应岩溶水对填石路基侵蚀问题及填石路基的稳定性问题,漏斗、落水洞的处理及土工布防止细粒土流失引起路基变形问题,溶洞填充物的流失问题,岩溶水对粘土路基潜蚀问题及石牙地基的处理。试验结果表明,地下水位变化的瞬时速度对填石路基的稳定性具有重要意义,不同的处置方法在抵抗地下水冲刷方面有显著区别。      

岩溶塌陷研究现状及趋势分析

为全面掌握当前国际岩溶塌陷研究动态,促进岩溶塌陷综合防治水平提升,重点从成因机制、识别评价和监测预警三个方面总结了当前国内外岩溶塌陷研究现状,以此为基础,综合运用文献和项目数据对国内外岩溶塌陷研究趋势进行了分析。结果显示:人类工程活动与岩溶环境相互作用关系是当前国际岩溶塌陷研究的热点;成因机理定量化、隐患识别快速化、监测预警精细化和风险防控时效化将是未来的重点攻关方向。      

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.     

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.     

珠三角地区岩溶分布特征及发育规律

在综合分析区域构造、地层岩性与岩溶发育关系的基础上,结合钻探资料,系统总结出珠三角地区的岩溶分布特征和发育规律。结果表明:珠三角地区的岩溶分布可分为3个条带,形成发育分为3个阶段,分别受地质构造、古水文网和地下水控制。岩溶横向发育规律受地质构造和岩石化学性质综合控制,岩石化学性质为内在因素,起决定性作用,地质构造为地下水提供通道,起主导作用;区内强岩溶发育带集中分布在石炭系的壶天组和石磴子组中,国土空间规划布局和工程建设选址应重点评价。岩溶纵向发育分为4层,最深可达标高400 m以下,其中标高-35~-80 m为岩溶极强发育带,地下空间开发利用应尽量避让,而标高-35 m以上和-100 m以下岩溶发育较弱,在适当采取工程措施后,较适宜开发利用。      

城市岩溶塌陷灾害风险评估方法：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、地裂缝等构成我国六大地质灾害类型。随着我国“地质灾害防治管理办法”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Ｇ     

岩溶塌陷研究现状,发展趋势及其支撑技术方法

近年来,日趋严重的岩溶塌陷已引起国家和地方政策的高度重视,有效减轻岩溶塌陷危害已成为摆在广大地质工作者面前的一大难题,本文对此作了较深入的分析探讨。文中分析了我国近年来岩溶塌陷研究取得的主要成果,指出,建立一套行之有效的岩溶塌陷分析,评价,监测预报和综合防治方法体系,将是减轻岩溶塌陷灾害的重要途径。作者系统阐述了岩溶塌陷风险评价,时空预测预报、试验测试以及信息管理等技术方法。