原標(biāo)題：巖溶塌陷識別與風(fēng)險區(qū)劃保障皖江經(jīng)濟帶安全發(fā)展

來源于《中國地質(zhì)調(diào)查成果快訊》

摘要：開展皖江經(jīng)濟區(qū)1∶50000巖溶塌陷調(diào)查，查明區(qū)內(nèi)巖溶塌陷發(fā)育動力條件、形成機理和地質(zhì)模式，開展巖溶塌陷監(jiān)測和風(fēng)險管理區(qū)劃，根據(jù)巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害防治區(qū)劃情況，并考慮中心城區(qū)、集鎮(zhèn)、農(nóng)村以及重大工程沿線和長江沿岸地區(qū)的不同經(jīng)濟發(fā)展特點，針對性的提出巖溶塌陷防治對策，為皖江經(jīng)濟區(qū)國土開發(fā)利用規(guī)劃、工程建設(shè)與災(zāi)害防治提供科學(xué)依據(jù)。

1.項目概況

皖江經(jīng)濟區(qū)碳酸鹽巖分布廣泛，巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育。2013年1月，自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局部署了“皖江經(jīng)濟區(qū)巖溶塌陷調(diào)查”任務(wù)，歸屬于“重點地區(qū)巖溶塌陷調(diào)查”項目，由中國地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所組織實施，安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站承擔(dān)。工作項目周期為2013—2016年。主要目標(biāo)任務(wù)是以銅陵為典型區(qū)，查清巖溶發(fā)育規(guī)律、巖溶地面塌陷發(fā)育特征研究，保障區(qū)域安全、可持續(xù)發(fā)展。

2.成果簡介

（1）查明了銅陵市巖溶塌陷的數(shù)量、形態(tài)規(guī)模、成因類型、分布規(guī)律、發(fā)育特征。銅陵市巖溶塌陷始于20世紀(jì)50年代。至2001年，不完全統(tǒng)計，區(qū)內(nèi)有18處因采疏地下水誘發(fā)巖溶地面塌陷、2處自然產(chǎn)生巖溶地面塌陷，共產(chǎn)生巖溶地面塌陷坑355個，影響面積達376.59×104m2。2005年至2015年9月，區(qū)內(nèi)10處巖溶地面塌陷共產(chǎn)生塌陷坑142個，影響面積達33.16×104m2。單個塌陷坑大直徑一般3~10m，最大直徑達18.6m。其中小于等于1.5m塌陷坑9個、1.5~3m塌陷坑31個、3~5m塌陷坑33個、5~10m塌陷坑36個、大于10m塌陷坑12個。深度各不相同，可見深度一般0.5~5.0m，最大可見深度9.5m。塌陷坑的平面特征有圓形、橢圓形、不規(guī)則狀等幾種形態(tài)；剖面特征有碟狀、壇狀、圓柱狀、錐形等。

（2）查清巖溶地質(zhì)特征和巖溶發(fā)育規(guī)律。銅陵市的可溶巖分布廣泛，地層時代為寒武系（∈）—三疊系（T），以灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主。寒武系、奧陶系僅分布在南部，且出露區(qū)面積較小，石炭系多呈長條狀分布，總面積不大，二疊系—三疊系分布范圍廣。寒武系青坑組（∈3q）、奧陶系紅花園組（O1h）、石炭系黃龍組（C2h）、船山組（C3c），二疊系棲霞組（P1q）、孤峰組（P1g），三疊系南陵湖組（T1n）、東馬鞍山組（T2d）灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r等巖溶發(fā)育程度較高。二疊系龍?zhí)督M（P2l）、大隆組（P2d），三疊系殷坑組（T1y）、月山組（T2y）白云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r、灰?guī)r夾砂巖、頁巖等巖溶發(fā)育程度較低�？扇軒r地層分布面積為738.54km2，其中裸露型巖溶區(qū)出露面積321.83km2，覆蓋型巖溶區(qū)分布面積388.96km2，埋藏型巖溶區(qū)分布面積27.75km2。

（3）分析了巖溶塌陷發(fā)育動力條件、形成機理和地質(zhì)模式。銅陵市巖溶塌陷動力條件包括地下水水動力條件、人類工程活動條件。典型區(qū)人類工程活動對巖溶地質(zhì)環(huán)境影響程度均強烈。銅官區(qū)西湖鎮(zhèn)朝山村典型調(diào)查區(qū)地下水水位瞬間變幅較大，水位10min內(nèi)波動幅度大部分大于5cm，占監(jiān)測數(shù)據(jù)總數(shù)近60%，地下水水位波動強烈。總結(jié)歸納了該區(qū)巖溶塌陷動力模式。水文+單層+巖溶洞穴型地質(zhì)模式、人工開采+多層+巖溶洞穴型（圖1）。

圖1 水文+單層+巖溶洞穴型巖溶塌陷地質(zhì)模式圖

工作區(qū)內(nèi)土的臨界水力梯度為木鎮(zhèn)幅調(diào)查區(qū)內(nèi)土層埋藏深度10.0~16.3m，接近碳酸鹽巖基巖面，巖性主要為黏土含碎石，臨界水力梯度值低，為0.58~1.02，取0. 58作為該區(qū)地面塌陷的臨界判據(jù)；區(qū)內(nèi)淺層土層埋藏深度小于5 m，主要為第四紀(jì)全新統(tǒng)黏土、粉質(zhì)黏土，土的臨界水力梯度值0.73~1.13，取0.73作為該區(qū)地面塌陷的臨界判據(jù)。土層埋藏深度5.0~10.0m土體主要為第四紀(jì)更新統(tǒng)黏土、粉質(zhì)黏土，土的臨界水力梯度值0.78~1.06，取0.78作為該區(qū)地面塌陷的臨界判據(jù)。

（4）進行巖溶塌陷易發(fā)性區(qū)劃。在綜合分析基巖、土層、地下水、人類活動及塌陷現(xiàn)狀5個條件的基礎(chǔ)上，進行巖溶塌陷易發(fā)性區(qū)劃，劃分為巖溶塌陷高易發(fā)、中易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)和不易發(fā)區(qū)4個區(qū)，其中高易發(fā)區(qū)面積50.84km2，中易發(fā)面積219.32km2，低易發(fā)區(qū)面積105.91km2，不易發(fā)區(qū)面積1390.69km2 （圖2）。

圖2 銅陵市幅巖溶塌陷易發(fā)性評價分區(qū)示意圖

（5）進行巖溶塌陷風(fēng)險評價，保障區(qū)域安全。通過綜合分析，在銅陵市共劃出巖溶塌陷高易發(fā)區(qū)9個、中等易發(fā)區(qū)10個、低易發(fā)區(qū)5個和不易發(fā)區(qū)10個。其中巖溶塌陷高易發(fā)區(qū)面積24.78km2、中等易發(fā)區(qū)53.51km2、低易發(fā)區(qū)492.90km2、不易發(fā)區(qū)340.82km2。

3.成果意義

歸納皖江地區(qū)巖溶塌陷的歷史及現(xiàn)狀，對皖江地區(qū)巖溶塌陷形態(tài)特征、類型和成因進行了詳細歸類，重點闡述了銅陵市及周邊地區(qū)碳酸鹽巖的分布、巖溶在平面上及垂向上的發(fā)育規(guī)律，建立巖溶地質(zhì)模型。對調(diào)查區(qū)進行易發(fā)性及危險性評估。針對皖江地區(qū)巖溶塌陷的現(xiàn)狀、危害以及現(xiàn)狀條件下的治理經(jīng)驗，提出巖溶塌陷防治措施和建議，做好巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測和防治工作，減少災(zāi)害的發(fā)生，防止地質(zhì)災(zāi)害對建筑物和生態(tài)環(huán)境的破壞，保障人民生命財產(chǎn)安全。

（安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站 許丹供稿）