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湘中娄底市岩溶塌陷特征及影响因素研究

郭杰华 蒋忠诚 刘新建 廖红为 李程

郭杰华,蒋忠诚,刘新建,等. 湘中娄底市岩溶塌陷特征及影响因素研究[J]. 中国岩溶,2024,43(4):911-921 doi: 10.11932/karst20240408
引用本文: 郭杰华,蒋忠诚,刘新建,等. 湘中娄底市岩溶塌陷特征及影响因素研究[J]. 中国岩溶,2024,43(4):911-921 doi: 10.11932/karst20240408
GUO Jiehua, JIANG Zhongcheng, LIU Xinjian, LIAO Hongwei, LI Cheng. Genetic models and influence factors of karst collapses in Loudi City of central Hunan, China[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2024, 43(4): 911-921. doi: 10.11932/karst20240408
Citation: GUO Jiehua, JIANG Zhongcheng, LIU Xinjian, LIAO Hongwei, LI Cheng. Genetic models and influence factors of karst collapses in Loudi City of central Hunan, China[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2024, 43(4): 911-921. doi: 10.11932/karst20240408

湘中娄底市岩溶塌陷特征及影响因素研究

doi: 10.11932/karst20240408
基金项目: 国家自然科学基金项目(批准号:U21A2016)中国地质调查局地质调查项目(DD20160254).
详细信息
    作者简介:

    郭杰华(1973-),男,高级工程师,研究方向:水工环地质,E-mail:806857397@qq.com

    通讯作者:

    蒋忠诚(1962-),男,博士,研究员,研究方向:岩溶生态学。E-mail:jzhongcheng@mail.cgs.gov.cn

  • 中图分类号: P642.25

Genetic models and influence factors of karst collapses in Loudi City of central Hunan, China

  • 摘要: 湘中娄底市记录有281起岩溶塌陷事件以及上万个塌陷坑,是我国岩溶塌陷非常严重的城市之一。所有岩溶塌陷中,矿区岩溶塌陷有222起,占总数的79%,此外,还有地基工程造成的岩溶塌陷和降雨渗透潜蚀造成的岩溶塌陷。由此总结出娄底市具有真空吸蚀、浮托软化、荷载振动、渗透潜蚀4种岩溶塌陷发生模式,各模式均有4个致塌过程。其中,真空吸蚀塌陷和浮托软化塌陷主要为矿山活动所致,分别因矿区抽排水和矿区闭坑后回水所诱发;荷载振动塌陷主要为桩基施工等荷载外动力作用诱发,渗透潜蚀塌陷多为强降雨诱发的自然塌陷。岩溶塌陷的影响因素包括基础因素和诱发因素两个方面,基础因素有地层岩性、岩溶地貌、岩溶水富水性、与矿区相关性等,构成岩溶塌陷易发区的关键影响因素;诱发因素主要有矿区抽排水、闭坑矿区回水、工程振动、降雨过程等,其强度影响岩溶塌陷发生的时间、区域范围和规模。娄底市岩溶塌陷频发、突发,建议构建岩溶塌陷监测预警系统,科学编制岩溶塌陷防治规划和灾害应急预案,强化岩溶塌陷风险管理,保持岩-土-洞-水-气间的动态平衡。

     

  • 图  1  湘中娄底市位置及其岩溶区分布

    Figure  1.  Location of Luodi City, central Hunan and distribution of karst areas in Loudi City

    图  2  娄底市岩溶塌陷数量年际变化图

    Figure  2.  Yearly distribution of karst collapses in Loudi City

    图  3  岩溶塌陷月份分布规律图

    Figure  3.  Monthly distribution pattern of karst collapses

    图  4  娄底市岩溶塌陷分布图

    Figure  4.  Distribution of karst collapses of Luodi City

    图  5  真空吸蚀型岩溶塌陷模式(据文献[14]修改)

    Figure  5.  Model of karst collapses characterized by vacuum erosion (modified from [14])

    图  6  浮托–软化型岩溶塌陷模式(引自文献[16]

    Figure  6.  Model of floating–softening karst collapses (cited from[16])

    图  7  荷载振动塌陷模式

    Figure  7.  Model of karst collapses characterized by load vibration

    图  8  新化县孟公镇付家村岩溶塌陷区地质剖面

    Figure  8.  Geological profile of the karst collapse area in Fujia village, Menggong town, Xinhua county

    图  9  矿区与岩溶塌陷分布关系图

    Figure  9.  Relationship between distribution of mining areas and karst collapses

    表  1  娄底各县市区岩溶塌陷情况统计

    Table  1.   Situation of karst collapses in each county of Loudi City

    县市区 岩溶塌陷事件/起 百分比/% 面积/km2 面积密度/起/100 km2
    娄星区 33 11.74 429 7.69
    涟源市 121 43.06 1 912 6.33
    冷水江市 40 14.23 439 9.11
    新化县 75 26.69 3 620 2.07
    双峰县 5 1.78 1 711 0.29
    湘乡市壶天镇 7 2.49 144.7 4.84
    合计 281 100 8 255.7 3.40
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    表  2  岩溶塌陷地层的特点及塌陷坑数量

    Table  2.   Features of karst collapse strata and numbers of collapse pits

    发育地层 分布面积
    /km2
    地层特点 岩溶塌陷坑
    岩性 富水性 矿山面积
    /km2
    数量/个 百分比 面积密度
    /个/100 km2
    C2d 779.5 灰岩夹白云质灰岩 丰富 73.43 979 35.69 125.59
    P2m 534.2 灰岩、生物屑灰岩 丰富 8.13 829 30.22 155.19
    T1d 260.0 薄层状灰岩 贫乏 39.69 159 5.80 61.15
    P1m 410.4 灰岩、白云质灰岩、白云岩 丰富 4.69 284 10.35 69.20
    C1z 265.7 灰岩、泥灰岩、白云岩夹膏盐 中等丰富 6.08 247 9.00 92.96
    P2q 176.7 生物屑灰岩 中等丰富 0 80 2.92 45.27
    D3x 213.0 灰岩夹泥灰岩 中等丰富 7.34 38 1.39 17.84
    D2q 320.9 灰岩夹白云质灰岩 丰富 0.12 71 2.59 22.13
    K2d 154.1 砂岩、泥质砂岩,底部为灰质砾岩 贫乏 3.03 20 0.73 12.98
    D3ql 158.8 灰岩、泥灰岩、砂岩、页岩互层 中等丰富 1.87 25 0.91 15.74
    C1s 355.8 灰岩夹泥灰岩 中等丰富 8.51 4 0.15 1.12
    C1m 251.3 灰岩 中等丰富 0 6 0.22 2.39
    P3d 69.6 硅质灰岩夹硅质页岩 贫乏 1.30 1 0.04 1.44
    合计 3 950 154.19 2 743 100
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-03-24
  • 录用日期:  2024-08-30
  • 修回日期:  2024-08-10
  • 刊出日期:  2024-10-31

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