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基于发生指数的临沂岩溶塌陷预警模型研究

邹连庆 褚福建 王振涛 姚春梅 陈亚男 廉波 魏忠爱 蒙永辉

邹连庆,褚福建,王振涛,等. 基于发生指数的临沂岩溶塌陷预警模型研究[J]. 中国岩溶,2023,42(5):1085-1097 doi: 10.11932/karst20230518
引用本文: 邹连庆,褚福建,王振涛,等. 基于发生指数的临沂岩溶塌陷预警模型研究[J]. 中国岩溶,2023,42(5):1085-1097 doi: 10.11932/karst20230518
ZOU Lianqing, CHU Fujian, WANG Zhentao, YAO Chunmei, CHEN Yanan, LIAN Bo, WEI Zhongai, MENG Yonghui. Study on the early warning model based on the occurrence index of karst collapse in Linyi City[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2023, 42(5): 1085-1097. doi: 10.11932/karst20230518
Citation: ZOU Lianqing, CHU Fujian, WANG Zhentao, YAO Chunmei, CHEN Yanan, LIAN Bo, WEI Zhongai, MENG Yonghui. Study on the early warning model based on the occurrence index of karst collapse in Linyi City[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2023, 42(5): 1085-1097. doi: 10.11932/karst20230518

基于发生指数的临沂岩溶塌陷预警模型研究

doi: 10.11932/karst20230518
基金项目: 山东省重点研发计划项目(2021CXGX010704);临沂市自然资源和规划局项目(SDTZLY-2019-21);临沂市自然资源开发服务中心项目(SDGP371300202102000363)
详细信息
    作者简介:

    邹连庆(1985-),男,高级工程师,硕士研究生,主要从事水工环地质工作。E-mail:zoulianqing2010@163.com

    通讯作者:

    褚福建(1964-),男,高级工程师,主要从事水工环地质工作。E-mail:chufujian@shandong.cn

  • 中图分类号: P642.25

Study on the early warning model based on the occurrence index of karst collapse in Linyi City

  • 摘要: 临沂市区中奥陶系灰岩岩溶发育,第四系覆盖层较薄,具备岩溶塌陷发育条件。20世纪80年代至21世纪初期岩溶塌陷灾害频发。文章以临沂市区岩溶塌陷作为研究对象,对其分布规律及影响因素进行了研究,提出了基于岩溶塌陷发生指数的预警模型,该模型以水位为主控监测因素,多因素叠加综合判定进行预警,并使用历史数据对模型进行验证,结果表明:该模型在临沂市城区重点监测区预警结果验证的可靠性较高,可为其他地区岩溶塌陷地质灾害监测预警提供借鉴。

     

  • 图  1  研究区区域地质概况

    Figure  1.  Regional geological overview of the study area

    图  2  岩溶塌陷点(坑)分布图

    Figure  2.  Distribution of karst collapse points

    图  3  岩溶水降落漏斗及塌陷点分布图

    Figure  3.  Distribution of depression cones of karst water and collapse points

    图  4  月发生岩溶塌陷频率统计分布

    Figure  4.  Statistical distribution of monthly karst collapse frequency

    图  5  岩溶塌陷点水位过程线图(兰山小区)

    Figure  5.  Water level process diagram of karst collapse point (Lanshan community)

    图  6  岩溶塌陷形成机制示意图

    Figure  6.  Schematic diagram of formation mechanism of karst collapse

    图  7  岩溶塌陷发生指数分区图

    Figure  7.  Zoning map of occurrence index of karst collapse

    图  8  兰山小区岩溶塌陷发生指数(2003.4.1—2003.7.26)

    Figure  8.  Occurrence index of karst collapse in Lanshan community (2003.4.1–2003.7.26)

    图  9  兰山小区岩溶塌陷发生指数(2022.4.1—2022.7.30)

    Figure  9.  Occurrence index of karst collapse in Lanshan community (2022.4.1–2022.7.30)

    表  1  主要岩溶塌陷情况一览表

    Table  1.   List of main karst collapses

    序号塌陷年月塌陷位置陷坑个数陷坑形态地层结构
    陷坑长度/m陷坑宽度/m陷坑深度/m地层结构覆层厚度/m
    1 1993.6 苗庄小区 1 25.0 15.0 5.0
    2 1994.3 道沟村 1 3.0 3.0 2.8 二元相结构 3.0
    3 1994.4 国棉八厂 3 6.3 6.3 2.3 二元相结构 8.0
    8.0 8.0 5.0
    2.2 2.2 2.1
    4 1995.4 药材批发市场 多个 <3.0 <3.0 2.8
    5 2002.8 杜三岗村 3 10.0 10.0 2.5 6.1
    4.5 4.5 2.5
    1.5 1.5 2.5
    6 2003.2 苗庄小区 二元相结构 4.0
    7 2003.5 临沂监狱 1 15.0 7.0 4.0 二元相结构
    8 2003.6 兰山小区 1 4.7 4.7 4.0 二元相结构 10.0
    9 2003.6 红埠寺村 1 0.8 0.8 二元相结构
    10 2003.6 兰山小区 1 5.5 4.0 2.5 二元相结构 10.0
    11 2005.6 雅禾纺织 1 20.0 10.0 5.0 二元相结构
    12 2007.8 道沟村 1 1.0 1.0 9.0 二元相结构
    13 2008.1 道沟村 1 1.5 1.5 二元相结构
    14 2008.5 大岭村 9 二元相结构 6.0
    15 2011.6 后岗头村 1 2.5 二元相结构
    16 2011.8 道沟村 1 0.5 0.5 二元相结构
    17 2012.7 大岭村 2 5.0 3.0 2.0 二元相结构
    3.3 1.2 1.5
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    表  2  岩溶塌陷分布规律(地质条件)

    Table  2.   Distribution law of karst collapse (geological conditions)

    距离/km塌陷数量/个所占比例/%
    地表水体<11676.2
    >1523.8
    断裂带<11571.4
    >1628.6
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    表  3  岩溶塌陷分布规律(诱发因素)

    Table  3.   Distribution law of karst collapse (inducing factors)

    距离/km塌陷数量/个所占比例/%
    漏斗中心<21466.7
    >2733.3
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    表  4  指标权重取值表

    Table  4.   List of index weight value

    基本条件权重取值分项条件权重取值
    地质条件0.572 1岩溶发育程度0.257 4
    盖层厚度0.074 4
    盖层结构0.097 3
    与构造距离0.085 8
    与地表水体距离0.057 2
    诱发因素0.427 9水位与界面距离0.124 1
    水位变幅0.132 6
    与降落漏斗中心距离0.055 6
    降水量0.038 5
    人类工程活动0.077 1
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    表  5  影响因子取值范围表

    Table  5.   List of the value range of influencing factors

    基本条件分项条件分项条件影响因素取值范围(0~10)
    0~22~44~66~88~10
    地质条件岩溶发育程度很不发育不发育发育很发育
    盖层厚度/m<0.5
    >25
    20~2515~200.5~3
    11~15
    3~11
    盖层结构一元结构一元结构二元结构多元结构
    与构造距离/m>1 000700~1 000400~700200~400<200
    与地表水体距离/m>1 000700~1 000400~700200~400<200
    诱发因素水位与
    基岩面
    关系
    水位处于
    基岩面
    以上
    水位偶尔处
    于基岩面以
    下5~10 m
    水位偶尔处
    于基岩面以
    下10~20 m
    水位长期处
    于基岩面以
    下10~20 m
    基岩面附近5 m以
    内波动或长期处于
    基岩面20 m以下
    水位变幅/m<11~44~77~10>10
    与降落漏斗中心距离>8 000或不处于
    漏斗范围内
    5 000~8 0003 000~5 0002 000~3 000<2 000
    降水量/mm小时降雨量<2.62.6~88~1212~16>16
    日降雨量<1010~2525~5025~50>50
    月降雨量
    环比增长
    <4040~6060~8080~100>100
    与抽水井距离/m>500200~500100~20050~100<50
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-04-20
  • 录用日期:  2023-08-04
  • 修回日期:  2023-08-03
  • 刊出日期:  2023-10-01

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