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(廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，廣西 南寧 530023)

桂中地區(qū)巖溶塌陷形成機(jī)制和易發(fā)程度分區(qū)研究

張勤軍，覃選，石樹(shù)靜

(廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，廣西 南寧 530023)

查明了廣西柳州西南部洛滿鎮(zhèn)和三都鎮(zhèn)巖溶塌陷群的地質(zhì)環(huán)境和分布特征；分析了塌陷形成的影響因素；綜合基巖、土層、地下水和已有塌陷等因素，劃分了巖溶塌陷易發(fā)區(qū)域。結(jié)果表明：區(qū)內(nèi)巖溶塌陷多具有群發(fā)性，主要發(fā)生于3～9月份且有逐年增加的趨勢(shì)；巖溶塌陷的形成受”水-土-巖”相互作用和人為活動(dòng)影響，區(qū)內(nèi)覆蓋土層較薄，地下巖溶發(fā)育，地下水在基巖面附近波動(dòng)，利于塌陷形成；抽排地下水、地下水水位波動(dòng)是塌陷最主要的誘發(fā)因素。巖溶塌陷的高易發(fā)區(qū)主要分布于洛滿鎮(zhèn)、流山鎮(zhèn)、社沖鄉(xiāng)、成團(tuán)鎮(zhèn)、土博鎮(zhèn)、三都鎮(zhèn)等城鎮(zhèn)附近，總面積101.41 km2；中等易發(fā)區(qū)(面積142.04 km2)和低易發(fā)區(qū)(面積29.16 km2)較為分散；不易發(fā)區(qū)為基巖裸露區(qū)，面積666.39 km2。

巖溶塌陷；形成機(jī)制；易發(fā)程度分區(qū)；廣西

巖溶塌陷是指在巖溶發(fā)育地區(qū)，上覆土層或隱伏巖溶頂板在人為活動(dòng)或天然因素作用特別是水動(dòng)力條件改變引起的環(huán)境效應(yīng)作用下，發(fā)生突然塌陷的現(xiàn)象[1]，是巖溶地區(qū)的主要地質(zhì)災(zāi)害。因其具有突發(fā)性和隱蔽性特征[2]，危害大且在巖溶地區(qū)廣泛發(fā)育，巖溶塌陷已成為國(guó)際社會(huì)共同關(guān)注的問(wèn)題之一。我國(guó)巖溶面積約占國(guó)土面積的三分之一[3]，巖溶塌陷發(fā)生的范圍極廣，較嚴(yán)重的有廣西、云南、貴州、湖北、湖南、四川、重慶和廣東等省份[4]。

我國(guó)對(duì)巖溶塌陷的研究起步較早，已在其成因機(jī)理、調(diào)查評(píng)價(jià)、勘測(cè)技術(shù)、監(jiān)測(cè)預(yù)警和數(shù)值模擬等方面取得了豐碩的成果。然而，巖溶塌陷涉及到氣-液-固三相相互耦合作用、宏觀(巖溶地下水流動(dòng))和微觀(土顆粒移動(dòng))不同尺度相互影響，以及復(fù)雜的巖溶地下水系統(tǒng)，故巖溶塌陷的定量評(píng)價(jià)非常困難，大多采用定性-半定量的研究方法，研究重點(diǎn)在成因機(jī)理和調(diào)查評(píng)價(jià)方面[5]。在成因機(jī)理方面，出現(xiàn)了潛蝕論、真空吸蝕論、氣爆論、共振論等多種成因觀點(diǎn)。程星[6]從地質(zhì)結(jié)構(gòu)入手，總結(jié)了巖溶塌陷的致塌機(jī)制，并提出了幾種典型的塌陷模式。在調(diào)查評(píng)價(jià)方面，通過(guò)鉆探、物探、地下水調(diào)查和實(shí)驗(yàn)等多種手段分析巖溶塌陷的地質(zhì)環(huán)境和影響因子，然后采用層次分析、模糊數(shù)學(xué)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法進(jìn)行脆弱性評(píng)價(jià)[7-9]。

廣西是巖溶塌陷最為發(fā)育的省份之一，也是巖溶塌陷研究程度最高的省份。比較典型的工作有：肖明貴[10]分析了桂林地區(qū)巖溶塌陷的致塌的基本模式，并評(píng)價(jià)其危險(xiǎn)性；石樹(shù)靜[11]等分析了南寧市壇洛鎮(zhèn)巖溶塌陷群的成因機(jī)制；Zhou[12]采用多因素權(quán)重疊加空間分析法評(píng)價(jià)了來(lái)賓巖溶塌陷的脆弱性。黃秀鳳[13]分析了玉林市巖溶塌陷基本特征和形成條件，認(rèn)為地下水活動(dòng)是其主要誘發(fā)因素；李瑜[14]等基于層次分析法評(píng)價(jià)了黎塘鎮(zhèn)巖溶塌陷脆弱性，并根據(jù)塌陷的臨界條件對(duì)比確定了開(kāi)發(fā)巖溶地下水的安全性。

1 塌陷群地質(zhì)環(huán)境和分布特征

1.1 塌陷群地質(zhì)環(huán)境

研究區(qū)位于廣西中北部，柳州西部，地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，雨量充沛，夏長(zhǎng)冬短，多年平均氣溫20.7℃。雨季為每年的4～8月份，其降水量占全年總量的72%。研究區(qū)地形整體上西高東低，中部高、南北兩側(cè)低，峰叢谷地廣泛分布。區(qū)內(nèi)第四系松散堆積物分布較廣泛，約占研究區(qū)的29%，厚度一般小于5 m。此外，石炭系分布最廣，二疊系分布于北部龍江附近及沙塘向斜核部；泥盆系主要出露于研究區(qū)東部鳳山-成團(tuán)鎮(zhèn)以東區(qū)域和三都背斜核部一帶，各地層間均呈整合接觸關(guān)系。區(qū)內(nèi)巖性以純碳酸鹽巖巖組為主，約占總面積98.3%，溶洞、溶蝕裂隙等較為發(fā)育。境內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，以北東向斷層構(gòu)造和南北向褶皺構(gòu)造為主。

研究區(qū)分屬龍江、柳江、紅水河三個(gè)水文地質(zhì)單元(圖1)，分水嶺自北向南貫穿整個(gè)研究區(qū)，東部為柳江流域、西北部為龍江流域、西南部為紅水河流域。區(qū)內(nèi)地下水均主要來(lái)自于大氣降水補(bǔ)給，柳江流域以脈狀隙流為主，總體由南西向北東方向徑流，局部為管道狀集中徑流，以泉或少量地下河的形式排泄，最終向柳江排泄；龍江流域以管道狀集中向北徑流，以地下河出口的形式排出地表后排入龍江；紅水河地下水系統(tǒng)以管道狀集中徑流為主，總體沿南西方向徑流，以下降泉的形式出露并沿地表河溝排入?yún)^(qū)外的紅水河。

圖1 研究區(qū)塌陷分布示意圖

1.2 塌陷群的時(shí)空分布特征

研究區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)巖溶塌陷或塌陷群92處，巖溶塌陷坑210個(gè)(圖1)。共有64處塌陷或塌陷群分布于洛滿～流山～柳江谷地和三都～六道～成團(tuán)谷地兩個(gè)重點(diǎn)調(diào)查區(qū)內(nèi)，占總數(shù)的69.6%，具有群發(fā)性。石炭系上統(tǒng)黃龍組(C2h)灰?guī)r和石炭系上統(tǒng)大埔組(C2d)白云巖中塌陷最為發(fā)育。在有確切發(fā)生年份的175個(gè)塌陷坑中，發(fā)生于2001以來(lái)的有77個(gè)；區(qū)內(nèi)94.3%以上的巖溶塌陷發(fā)生于3～9月份。此外，區(qū)內(nèi)塌陷點(diǎn)多發(fā)生于農(nóng)田中。

塌陷的平面形態(tài)以圓形和橢圓形為主，圓形直徑一般為1～5 m，最大50 m，橢圓形的長(zhǎng)軸一般為2～8 m，最大為120 m；剖面形態(tài)以壇形和碟形為主，深度一般為0.5～5 m，最大10 m。

圖2 巖溶發(fā)育程度分區(qū)圖

2 塌陷影響因素分析

2.1 巖溶發(fā)育程度

地下巖溶發(fā)育是巖溶塌陷產(chǎn)生的前提條件。區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖分布廣泛，地下巖溶較發(fā)育，且具有發(fā)育淺，洞隙連通性好的特點(diǎn)，這就為塌陷物質(zhì)提供了必要的儲(chǔ)集空間和運(yùn)移通道。而土層下伏發(fā)育的開(kāi)口型巖溶洞隙，則為土層提供了臨空體，成為接受土層及塌陷物質(zhì)的窗口，地下水通過(guò)連通的洞隙把土粒帶走，如此反復(fù)，形成土洞，逐漸擴(kuò)大并產(chǎn)生塌陷。

對(duì)本次施工和收集的共151個(gè)鉆孔資料(洛滿幅67個(gè)、三都幅84個(gè))的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：共有60個(gè)鉆孔揭露了93個(gè)溶洞，總洞高208.01 m；遇洞率達(dá)39.74%，平均線巖溶率為2.24%；最小洞高0.08 m，最大洞高14.4 m，平均洞高2.23 m。

區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育的垂向分帶明顯，按5 m高程分段統(tǒng)計(jì)，溶洞發(fā)育高程為50～375 m，130～135 m與170～175 m段的巖溶最為發(fā)育。洛滿公社幅靠近區(qū)域排泄區(qū)，地勢(shì)較低，谷地高程一般為100～160 m，主要巖溶發(fā)育高程段為50～125 m，巖溶發(fā)育深度為5～50 m；三都公社幅處于分水嶺地區(qū)，地勢(shì)較高，谷地高程為180～350 m，主要巖溶發(fā)育高程段為120～180 m，巖溶發(fā)育深度為10～75 m。

根據(jù)《1：5萬(wàn)巖溶塌陷調(diào)查規(guī)范》附錄F中有關(guān)巖溶發(fā)育程度的標(biāo)準(zhǔn)，共劃分出三處巖溶強(qiáng)發(fā)育區(qū)(圖2)，一處位于洛滿公社幅，兩處位于三都公社幅，面積為200.63 km2，占巖溶區(qū)總面積的21.74%；中等發(fā)育區(qū)最為廣泛，為純白云巖層組及純灰?guī)r層組，面積共601.52 km2，占巖溶區(qū)總面積的65.16%；弱發(fā)育區(qū)位于研究區(qū)中東部，主要為碳酸鹽巖夾碎屑巖層組，分布面積為120.72 km2，占巖溶區(qū)總面積的13.1%。

2.2 降雨條件

研究區(qū)炎熱多雨，雨量充沛，多年平均降雨量1 460.2 mm，年極端最大降雨量2 455.4 mm，年極端最低降雨量988.6 mm。區(qū)內(nèi)雨季枯季交替，地下水水位波動(dòng)頻繁，導(dǎo)致土壤含水量等土體物理力學(xué)性質(zhì)及水理性質(zhì)的變化，有利于潛蝕、滲蝕、真空吸蝕等作用發(fā)生，促進(jìn)土層崩解、土洞的形成和發(fā)展。

2.3 地下水動(dòng)態(tài)特征

地下水位升降可改變土的含水量，從而增加土層的有效重量；改變土的塑性狀態(tài)和力學(xué)強(qiáng)度，影響土體的穩(wěn)定性；加快潛蝕作用。地下水水位下降對(duì)土層產(chǎn)生滲透潛蝕作用，帶走土顆粒，破壞土體結(jié)構(gòu)形成土洞。水位急劇下降造成洞隙中形成負(fù)壓力腔，產(chǎn)生附加致塌力，增強(qiáng)的滲流潛蝕作用，帶走洞隙充填物，加劇土洞壁體解體和剝蝕。水位下降可減弱土體中的浮托力，加速塌陷的產(chǎn)生。

圖3 下龍?zhí)零@孔(ZK73)水位動(dòng)態(tài)曲線

區(qū)內(nèi)巖溶塌陷均發(fā)生在純碳酸鹽巖地層中。灰?guī)r地層的地下水動(dòng)態(tài)多屬氣象型，受降雨及季節(jié)性影響明顯，多呈劇齒狀上下波動(dòng)，在巖溶管道及地表巖溶水點(diǎn)發(fā)育區(qū)常具暴漲暴落的特點(diǎn)；其水位變幅一般小于10 m，大于10 m地區(qū)主要為洛滿公社幅西部地下河中上游及三都公社幅西北部分水嶺附近地區(qū)。白云巖地層的地下水動(dòng)態(tài)屬氣象型，受降雨及季節(jié)影響，地下水位較為和緩地上下波動(dòng)，水位變幅一般小于10 m。

為研究巖溶塌陷和地下水動(dòng)力條件的相關(guān)性，本文對(duì)區(qū)內(nèi)下龍?zhí)零@孔(ZK73)進(jìn)行了水壓力自動(dòng)監(jiān)測(cè)。該孔位于三都鎮(zhèn)白見(jiàn)村下龍?zhí)镣湍衔?00 m處的旱地中，處于三都谷地中的集中強(qiáng)徑流帶上。鉆孔孔深50.57 m，揭露2.5 m厚的土層，為硬塑狀粘土，下伏基巖為大埔組白云巖，未揭露溶洞。鉆孔附近無(wú)地下水開(kāi)采點(diǎn)，地下水為天然動(dòng)態(tài)。監(jiān)測(cè)期間水位在1.27～4.49 m間變化，水位變幅3.22 mm(圖3)。監(jiān)測(cè)期間井中水位上漲下降迅速，水位隨季節(jié)變化不大，而與日降雨量呈明顯正相關(guān)。2015年2月至4月間降雨較少、降雨量偏小，水位持續(xù)保持在4.0 m以下，2015年5月2015年9月間，降雨次數(shù)增多，降雨量加大，地下水位隨降雨波動(dòng)頻繁。該點(diǎn)土層為粘土，弱透水且不含水，地下水為季節(jié)性承壓，5月至9月間，地下水位隨降雨在無(wú)壓與承壓間多次轉(zhuǎn)換。

2.4 巖土力學(xué)性質(zhì)

土層是土洞形成和塌陷發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，區(qū)內(nèi)塌陷點(diǎn)附近第四系厚度多小于5 m(占塌陷點(diǎn)總數(shù)的60%)，5～10 m次之(占31%)，只有少數(shù)大于10 m，說(shuō)明區(qū)內(nèi)第四系越薄越易發(fā)生塌陷。區(qū)內(nèi)第四系普遍較薄，一般小于8 m，屬于易塌陷厚度范圍。除部分土層極薄，基巖近乎裸露地區(qū)以及水位埋深較大地區(qū)外，其它大部分地區(qū)巖溶地下水位隨降雨、季節(jié)活或人為開(kāi)采地下水等影響而在基巖面一帶上下波動(dòng)，土體含水量不斷變化。

土體含水量與壓縮模量、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角密切相關(guān)(圖4)。大氣降雨和巖溶地下水從兩個(gè)方面改變土體的力學(xué)特征：大氣降雨入滲增加了土體上部的含水量，一方面大大降低了土體的內(nèi)摩擦角，減小了土體的抗剪能力，另一方面直接增加了土體的自重，增加了下滑力；地下水從土體下部產(chǎn)生作用，一方面反復(fù)在基巖面上下來(lái)回波動(dòng)侵蝕土體，使土洞得以擴(kuò)展，另一方面也軟化土體，使土體的力學(xué)性能降低。兩個(gè)方向的作用相互疊加，當(dāng)下滑力大于土體本身的抗滑力時(shí)，巖溶塌陷便發(fā)生。

圖4 洛滿公社幅和三都公社幅的土體含水量與壓縮模量、內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角間的關(guān)系圖

2.5 水動(dòng)力條件

區(qū)內(nèi)地下水的開(kāi)發(fā)利用程度較高，但強(qiáng)度不大；但近年來(lái)，機(jī)民井逐漸成為生活飲用水源，天然水點(diǎn)的開(kāi)發(fā)則以灌溉為主。區(qū)內(nèi)對(duì)機(jī)民井、天然水點(diǎn)的開(kāi)采，一般為較大泵量間斷式開(kāi)采或枯季短時(shí)間集中開(kāi)采，水位降深大，地下水對(duì)上覆土體的滲透潛蝕作用強(qiáng)烈；間斷式開(kāi)采造成地下水位頻繁波動(dòng)，加強(qiáng)對(duì)土體的潛蝕破壞，加速塌陷的形成和產(chǎn)生。區(qū)內(nèi)共有26個(gè)塌陷坑位于水田中，其第四系地層要經(jīng)歷數(shù)次干旱變化，灌溉引起短時(shí)間內(nèi)土體結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性質(zhì)破壞，加速土體潛蝕滲透，引起土洞崩解。

綜上所述，地下巖溶，覆蓋土層和地下水活動(dòng)是塌陷形成的三個(gè)必要條件。研究區(qū)由上部覆蓋層(一元結(jié)構(gòu))及下部巖溶發(fā)育的巖溶塊體組成，地下巖溶和覆蓋土層是地質(zhì)營(yíng)力形成的產(chǎn)物，其對(duì)塌陷形成的控制和影響相對(duì)穩(wěn)定。區(qū)內(nèi)地下水活動(dòng)較頻繁，交替較強(qiáng)烈，在天然條件下，地下水一般在基巖面附近或隨季節(jié)性在基巖面附近波動(dòng)，有利于地下水對(duì)土體的長(zhǎng)期潛蝕崩解作用，使之形成土洞并產(chǎn)生地面塌陷。抽取地下水、天然地下水水位波動(dòng)是影響區(qū)內(nèi)塌陷產(chǎn)生的誘發(fā)因素。

3 易發(fā)程度分區(qū)

本節(jié)先根據(jù)巖溶發(fā)育現(xiàn)狀，劃分巖溶塌陷發(fā)育強(qiáng)度；進(jìn)而分析地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地下水和已有塌陷對(duì)塌陷易發(fā)性的影響程度，最后綜合劃分巖溶塌陷易發(fā)區(qū)域。

3.1 巖溶塌陷發(fā)育強(qiáng)度分區(qū)

本文選取定量指標(biāo)(表1)可將研究區(qū)分為巖溶塌陷強(qiáng)發(fā)育區(qū)、巖溶塌陷中等發(fā)育區(qū)和巖溶塌陷弱發(fā)育區(qū)(表2)。巖溶塌陷強(qiáng)發(fā)育區(qū)總面積133.96 km2，發(fā)育塌陷坑202個(gè)，塌陷坑分布平均密度15.08個(gè)/10 km2，分為6個(gè)塊段；巖溶塌陷中等發(fā)育區(qū)總面積23.45 km2，發(fā)育塌陷坑8個(gè)，塌陷坑分布平均密度3.41個(gè)/10 km2，分為4個(gè)塊段；巖溶塌陷弱發(fā)育區(qū)在研究區(qū)大范圍分布，主要為巖溶峰叢、峰林、溶嶺等基巖裸露區(qū)或塌陷現(xiàn)狀不發(fā)育的巖溶洼地谷地，總面積781.59 km2，占整個(gè)研究區(qū)面積的83.2%。

表2 工作區(qū)巖溶塌陷強(qiáng)度分區(qū)統(tǒng)計(jì)表

3.2 巖溶塌陷易發(fā)程度評(píng)價(jià)

3.2.1 評(píng)價(jià)依據(jù)

巖溶塌陷是“巖溶-蓋層-水”構(gòu)成的系統(tǒng)在各種因素綜合影響下失穩(wěn)的過(guò)程。塌陷的影響因素眾多，且往往是多種效應(yīng)疊加的結(jié)果；各因素的影響程度不同，且具有很強(qiáng)的不確定性。在巖溶塌陷預(yù)測(cè)時(shí)應(yīng)抓住主要的控制因素，統(tǒng)籌考慮次要因素；此外，還應(yīng)分析已有塌陷的控制機(jī)制和因子，對(duì)未來(lái)塌陷發(fā)生的可能性作出預(yù)測(cè)。

根據(jù)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局調(diào)查規(guī)范《1:50000巖溶塌陷調(diào)查規(guī)范》，綜合前人成果和本次調(diào)查認(rèn)識(shí)，可先從地質(zhì)結(jié)構(gòu)(基巖和土體)、地下水、已有塌陷(土洞)幾個(gè)方面進(jìn)行巖溶塌陷單因素影響評(píng)價(jià)，分為強(qiáng)、中、弱三個(gè)等級(jí)。

3.2.2 地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)塌陷易發(fā)性的影響程度

基巖巖溶發(fā)育程度和上覆土體特征是決定了巖溶塌陷易發(fā)程度的內(nèi)在因素。區(qū)內(nèi)大部分第四系為殘坡積粘土，巖性和工程性質(zhì)沒(méi)有明顯的差異，故土層對(duì)易發(fā)性的評(píng)價(jià)僅從土層厚度和土層結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面考慮。地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)易發(fā)性的影響是根據(jù)規(guī)范并結(jié)合表3進(jìn)行評(píng)價(jià)的。

表3 地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)易發(fā)性的影響

第四系覆蓋層是產(chǎn)生地面巖溶塌陷的必要因素，因此地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響僅對(duì)有第四系覆蓋層的區(qū)域進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖5。區(qū)內(nèi)大部分第四系土層覆蓋區(qū)由于土層厚度小于15m，故地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)巖溶塌陷的易發(fā)性影響程度強(qiáng)。

圖5 地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)塌陷易發(fā)性的影響程度圖

圖6 地下水對(duì)塌陷易發(fā)性的影響程度圖

圖7 已有塌陷對(duì)塌陷易發(fā)性的影響程度圖

圖8 研究區(qū)巖溶塌陷易發(fā)性分區(qū)圖

3.2.3 地下水對(duì)塌陷易發(fā)性的影響程度

地下水的影響主要從年變化幅度和開(kāi)采強(qiáng)度兩個(gè)方面按照就高原則進(jìn)行評(píng)價(jià)(圖6)。洛滿鎮(zhèn)、三都鎮(zhèn)附近由于地下水開(kāi)采強(qiáng)度大而對(duì)巖溶塌陷易發(fā)性影響程度大；而區(qū)內(nèi)西部建能-熱水-新龍道-土博-佳偶-拉廟和香爐村一帶的地下水年變化幅度大，故地下水對(duì)巖溶塌陷易發(fā)性影響強(qiáng)。

3.2.4 已有塌陷對(duì)塌陷易發(fā)性的影響程度

已有塌陷(土洞)對(duì)易發(fā)性的影響綜合考慮巖溶塌陷強(qiáng)度分區(qū)(表2)和第四系土層連續(xù)分布特征兩方面。從圖7看出，對(duì)易發(fā)性影響程度高的區(qū)域位于洛滿鎮(zhèn)、流山鎮(zhèn)、成團(tuán)鎮(zhèn)、三都鎮(zhèn)和土博鎮(zhèn)一帶。

3.3 巖溶塌陷易發(fā)性分區(qū)

綜合地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地下水和已有塌陷(土洞)三者的影響，采用表4進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)采用MAPGIS平臺(tái)空間分析，進(jìn)行易發(fā)性分區(qū)。

表4 巖溶塌陷易發(fā)性評(píng)價(jià)表

根據(jù)分區(qū)評(píng)價(jià)結(jié)果(圖8)，研究區(qū)被分為高易發(fā)區(qū)、中等易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)和不易發(fā)區(qū)。其中，高易發(fā)區(qū)主要分布于洛滿鎮(zhèn)、流山鎮(zhèn)、社沖鄉(xiāng)、成團(tuán)鎮(zhèn)、土博鎮(zhèn)、三都鎮(zhèn)等城鎮(zhèn)附近，總面積101.41 km2，含9個(gè)亞區(qū)；中等易發(fā)區(qū)和低易發(fā)區(qū)分散分布，中等易發(fā)區(qū)面積142.04 km2，低易發(fā)區(qū)面積29.16 km2；不易發(fā)區(qū)為基巖裸露區(qū)，面積666.39 km2。

4 結(jié)語(yǔ)

(1) 區(qū)內(nèi)巖溶塌陷和塌陷坑均為土洞型塌陷，主要分布于逢吉地下河流域、洛滿～流山～柳江谷地和三都～六道～成團(tuán)谷地，且多具有群發(fā)性，主要發(fā)生于3～9月份且有逐年增加的趨勢(shì)；

(2) 地下巖溶發(fā)育是塌陷發(fā)生的前提條件；區(qū)內(nèi)地下水活動(dòng)較頻繁，交替較強(qiáng)烈，在天然條件下，地下水一般在基巖面附近或隨季節(jié)性在基巖面附近波動(dòng)，有利于地下水對(duì)土體的長(zhǎng)期潛蝕崩解作用，使之形成土洞并產(chǎn)生地面塌陷。抽取地下水、天然地下水水位波動(dòng)是影響區(qū)內(nèi)塌陷產(chǎn)生的誘發(fā)因素。

(3) 經(jīng)對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)(基巖、土體)、地下水和已有塌陷(土洞)對(duì)巖溶塌陷影響的單因素和綜合分析，將研究區(qū)劃分為高易發(fā)區(qū)、中等易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)和不易發(fā)區(qū)。其中，高易發(fā)區(qū)主要分布于洛滿鎮(zhèn)、流山鎮(zhèn)、社沖鄉(xiāng)、成團(tuán)鎮(zhèn)、土博鎮(zhèn)、三都鎮(zhèn)等城鎮(zhèn)附近，總面積101.41 km2，含9個(gè)亞區(qū)；中等易發(fā)區(qū)和低易發(fā)區(qū)分散分布，中等易發(fā)區(qū)面積142.04 km2，低易發(fā)區(qū)面積29.16 km2；不易發(fā)區(qū)為基巖裸露區(qū)，面積666.39 km2。

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FormationMechanismandSusceptibilityofKarstCollapseinCentralGuangxi

ZHANGQin-jun，QINXuan，SHIShu-jing

(Guangxi geological survey institute, Guangxi Nanning, 530023)

The geological conditions and distribution characteristics of karst collapse in the Luoman and Sandu town, in Southwest Liuzhou of Guangxi province, were investigated. The factors influencing the formation of karst collapse were then analyzed. The susceptibility region of karst collapse was zoned by the comprehensive analysis of bedrock-soil-groundwater interaction and existing karst collapses. Results show that the karst collapses are close to a form of clustering and mainly occurs between March to September with an increasing trend year by year. The formation of karst collapse is controlled by the specific water-soil-rock interaction and human activities. The thickness of soil layer is thin and the underground karst is well developed. The groundwater level fluctuates in close to the bedrock surface, which is conductive to the formation of karst collapse. The groundwater extraction and the fluctuations of groundwater are the main inducing factor of karst collapse. The high susceptibility zone distributes in the regions of Luoamn, LiuShan, Shechong, Chengtuan, Tubo and Sandu town, the total area is 101.41km2. The medium (142.04 km2) and low susceptibility zone (29.16 km2) is disseminative in study area. Karst collapse hardly happens in the exposed area of bedrock with an area of 666.39 km2.

karst collapse；formation mechanism；partition of susceptibility zone；Guangxi

P641.134

A

1004-1184(2017)06-0009-05

2017-07-24

中國(guó)地調(diào)局項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：12120115047401、12120114022101、DD20160301)

張勤軍(1984-)，男，山東高密人，工程師，主要從事巖溶水文地質(zhì)研究工作。