基于地下水模型的岩溶塌陷风险性评价方法在临沂市城区的应用

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1、20132013第8卷第3期技术应用Vo1.8No.3基于地下水模型的岩溶塌陷风险性评价方法在临沂市城区的应用雷晓东1,2,邵景力3，李娟1，姚春梅4,杨军5（1.北京市地质勘察技术院，北京102218；2.北京市华清地热开发有限责任公司，北京102218；3.中国地质大学，北京100083；4.山东省地质环境监测总站，济南250014；5.北达科他州立大学土木工程系，法戈，美国58102）摘要：岩溶塌陷是山东省临沂市区最重要的地质灾害类型，一旦发生，会带来较大的经济和财产损失，因此对岩溶塌陷的风险评价十分必要。风险评价包

2、括现状评价和预测评价，主要分3个步骤来完成：危险性评价、易损性评价和期望损失评价。利用地下水流模型确定调采方案下的相关评价因子，预测了岩溶塌陷的风险性。通过比较发现，经过地下水调采后，原岩溶塌陷高风险区范围大为缩小。地下水流数值模型和风险评价方法结合，可以确定合理的岩溶水规划开采方案，对于指导和防治岩溶塌陷具有重要意义。关键词：岩溶塌陷；风险；地下水；临沂中图分类号：P642.254文献标识码：B文章编号：1007-1903（2013）03-0050-08[5~6]0绪言湘潭市等城市的岩溶塌陷评价工作。缪钟灵（1995）认

3、为塌陷是在多种因素控制下的一种概率事件，引入塌陷[7]岩溶塌陷是一种常见的地质灾害。山东省临沂市城风险评价的方法，建立了塌陷灾害经济评估方案。雷明[8]区位于我国东部岩溶发育区，近年来，岩溶塌陷频发，给堂（2002）建立了基于GIS的风险评估方法。IşıkYilmaz人民生命财产带来了安全隐患。预测和控制岩溶塌陷发生（2007）综合利用多元数据对岩溶塌陷的敏感性进行了分[9][10]的风险，对防治岩溶塌陷意义重大。区评价。在评价方法上，主要有综合指数法、层次评[11][12][13][14]控制岩溶塌陷的因素主要有地质条件

4、和水动力条判法、模糊综合评判、灰色系统理论和神经网络件，其中人类活动影响地下水动力条件的改变是重要的可等。目前将岩溶塌陷的风险评价与地下水模型结合起来的控因素之一。通过地下水流模型模拟地下水动力条件的变研究还很少。化，优选地下水规划开采方案，可达到抑制岩溶塌陷发生2004—2005年，山东省地质环境监测总站在研究区[1,2,3]和发展的目的。内开展了1：5万环境地质调查工作，查明了研究区内岩溶为给岩溶区的地下水资源规划管理提供决策依据，塌陷发育现状，分析了形成机理和发展趋势，并提出了切科学防治岩溶塌陷，应开展风险评价，识别

5、高风险区，采实可行的防治对策，初步建立了临沂市区岩溶塌陷监测网取有效措施规避塌陷风险。岩溶塌陷风险评价作为地质络。邵景力（2009）等首次将地下水流数值模型与岩溶塌灾害风险评价的一种，目前比较完整的风险评价过程包陷危险评价模型耦合起来，利用地下水流模型获取相关[15]括塌陷的危险性评价、易损性评价和期望损失评价。由于评价因子，在研究区进行了岩溶塌陷的危险性评价。雷易损性和期望损失不易定量化，早期的风险评价仅包括晓东（2010）等基于研究区已建的地下水流模型，确定了危险性评价一部分。雷明堂（1993）首次提出了基于GIS岩溶

6、塌陷的主控因子为地下水水位，提出了控制岩溶塌陷[4][16]技术的岩溶塌陷危险性评价方法，先后完成了唐山市、的方法，确定了地下水的合理开采方案。基金项目：国家重点基础研究发展规划“973项目”（2010CB428804）作者简介：雷晓东(1983－),男，工程师，硕士，从事水文地质及综合勘查工作：E-mail：lei-xiaodong@139.com5020132013Vo1.8No.3雷晓东等：基于地下水模型的岩溶塌陷风险性评价方法在临沂市城区的应用第8卷第3期本文在已有地下水模型和危险性评价的基础上，进及第四系不同类型

7、的含水岩组，其中奥陶系灰岩分布广、行岩溶塌陷的易损性评价和期望损失评价，综合得到岩厚度大，岩溶发育，富水性良好，是主要含水岩层。城区第溶塌陷的风险现状评价结果，并通过地下水模型模拟预四系厚度较薄，约为6～12m。测地下水水位等相关因子的变化，进行给定地下水开采该单元西部边界包括北部的岩坡断裂北段及巨龙方案下的岩溶塌陷风险预测评价，说明地下水模型与风山—卧牛山地下水分水岭一线，为隔水边界；北部及东部险评价相结合进行岩溶塌陷防治决策的过程，供国内外边界由探沂—临沂断裂构造组合带构成，也是隔水边界；同行借鉴。在单元南部一带分布中

8、奥陶统灰岩，地下水由北向南运动流出本区。因此，临沂水文地质单元为一东、北、西三边隔[17~18]1研究区概况水、南部透水的半开放型岩溶水系统（图1）。长期以来岩溶地下水为研究区内主要的生活和工农临沂市城区地处临沂单斜水文地质单元前缘，业生产的供水水源。1996年前主要供水水源为自来水公司河、沂河冲积平