新化縣楊家山地區巖溶塌陷易發性評價

摘? 要：文章選取影響巖溶塌陷的地形地貌、覆蓋層、巖溶發育程度、地質構造、地下水條件、巖溶塌陷分布、人類工程活動等7個條件共11個因子作為模糊層次的各預測因子，基于ArcGIS平臺利用層次分析法，進行加權疊加分析，對新化縣楊家山地區巖溶塌陷進行易發性評價，得出楊家山地區巖溶塌陷區易發性分區圖，高易發區均位于溝谷中及低洼處的石炭大埔組C2d地層的巖溶強烈發育區，上覆第四系以單層結構為主，一般厚度為3.0-10.0m。

關鍵詞：巖溶塌陷;地下水;易發性;評價因子

中圖分類號：P642? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）21-0078-03

Abstract： In this paper， 11 factors， including 7 conditions which affect karst collapse， such as topography and geomorphology， overburden， karst development degree， geological structure， groundwater condition， karst collapse distribution and human engineering activities， are selected as fuzzy prediction factors. Based on ArcGIS platform， weighted superposition analysis is used to evaluate the susceptibility of karst collapse in Yangjiashan area of Xinhua County. The prone zoning map of karst collapse area in Yangjiashan area is obtained. the high-prone areas are located in the strong karst development area of Carboniferous Dapu formation C2d strata in the middle and low-lying areas of the valley， and the overlying Quaternary is mainly monolayer structure， with a general thickness of 3.0-10.0m.

Keywords： karst collapse; groundwater; susceptibility; evaluation factor

1 研究區概況

1.1 自然地理

楊家山地區距新化縣城約17km，區內為溶蝕、剝蝕低山丘陵及侵蝕堆積谷地地貌，地表高程為+809.2m～+328.0m，地形坡度10～50°，整個地勢西部和東南部高，北部低。

該區地表水主要為珠溪河、顏家溪。珠溪河位于研究區的中西部，由南向北后轉向西流，流量為0.1665～14.434m3/s。顏家溪流量為0.0009～14.192m3/s。

1.2 地層與構造

區內出露地層有石炭系大埔組（C2d）厚層灰巖、梓門橋組灰巖段（C1zh）、梓門橋組泥灰巖段（C1zn）、測水組金竹山段（C1cj）石英砂巖、測水組銀溪段（C1cy）含煤地層和石磴子組（C1s）中厚層灰巖。第四系主要為殘坡積層（Q4el+dl）為主，溝谷地段分布有少量的沖洪積層（Q4al+pl）。

研究區位于楊家山向斜西北翼，整體上為一推覆構造，由南東向北西推移，在北東有鯉魚塘飛來峰。

1.3 水文地質條件

研究區地下水主要分為第四系松散層孔隙水、巖溶裂隙水、碎屑巖裂隙水三大類。區內地下水的主要補給區位于區域東部山區，補給來源主要為大氣降水。地下水總體上由北東往南西徑流。區內發育有2條地下河，巖溶強烈發育。

1.4 巖溶塌陷現狀

區內塌陷主要集中在星火村、煥新村-聯合村、繁榮村，共發現塌陷坑70處。

星火村巖溶塌陷區呈北東向近似長方形展布，長約1.4km，面積約0.2km2。自1965年以來，共發生塌陷坑35個。塌陷坑平面形態一般呈圓形、橢圓形或不規則形，剖面形態呈壇狀或錐狀，長軸長0.85～32m，最長的為42m，短軸寬0.55～24.56m，深度0.78～15.4m。

煥新村-聯合村巖溶塌陷區位于星火村塌陷區東南約600m的溝谷及緩坡上，整個塌陷區呈半圓形，面積約0.2km2。自2001年以來，共發生塌陷坑26個，塌陷坑平面形態一般呈圓形或橢圓形，長軸長1.4～26.87m，短軸寬1.4～8.1m，深度0.32～4.0m。

繁榮村巖溶塌陷區位于西側的溝谷或緩坡上，面積約0.1km2，整體呈南北走向，共發現塌陷坑9處，平面形態以圓形為主，剖面形態為柱狀或錐狀，塌陷坑直徑1.31～6.2m，深度1.52～3.5m。

2 巖溶塌陷易發性評價

2.1 易發性評價因子的確定

研究區巖溶塌陷易發性評價因子選取地形地貌條件、覆蓋層條件、巖溶條件、構造條件、地下水條件、巖溶塌陷分布、人類工程活動等7個條件共11個因子作為模糊層次的各預測因子，建立場地巖溶塌陷預測的層次結構模型。

2.2 各因子特征指標評價標準

根據研究區巖溶塌陷形成的條件和影響因素，確定11個因子等級指標，見表1。對巖溶塌陷的影響為無的賦值為0，影響為弱賦值為1，影響為中等賦值為2，影響為強賦值為3。

2.3 基于GIS地面塌陷的易發性評價

以ArcGIS為平臺，對塌陷區11個評價因子建立11個基礎圖層，形成11個評價因子圖層，根據巖溶塌陷模糊評判因子等級劃分表（如表1）劃分相應的等級區域（如圖1），在屬性數據庫中輸入對應的屬性值。用ArcGIS軟件對11個評價因子圖層柵格化，最后通過距離路徑分析、疊加分析、重分類分析等工具，實現評價因子信息的空間分析。

3 巖溶塌陷易發性評價結果

通過對13個因子層進行加權疊加，得到楊家山地區易發性分區圖，再結合實際調查、勘察情況，對ArcGIS軟件生成的易發性分區圖進行校正修飾（如圖2），得出易發性評價結果。

3.1 高易發區

主要分布在溝谷中及低洼處，局部分布于丘陵緩坡處，第四系土層結構以單層結構為主，一般厚度為3.0-10.0m，下伏地層為大埔組C2d白云質灰巖，巖溶強烈發育，地下水埋深淺且在巖土界面附近波動頻繁。目前已知的巖溶塌陷均位于該區內，面積2.56km2，占評價區面積的6.61%。

3.2 中等易發區

主要分布在顏家溪溝谷、巖溶強發育的低洼地帶，覆蓋層相對較厚，以單層結構為主。下伏地層為大埔組C2d和梓門橋組灰巖段C1zh。大埔組C2d地層區域主要分布于丘間溝谷低洼地帶，距離煤礦區相對較遠，處于煤礦抽排地下水疏干漏斗的邊緣地帶;梓門橋組C1z距離煤礦開采區較近，但該層巖溶中等強烈，富水性中等，地下水徑流強度較弱。目前該區內尚未發現巖溶塌陷，面積3.66km2，占評價區面積的9.46%。

3.3 低易發區

低風險區主要分布在丘坡及C1zn、C1s，其它地段零星分布，第四系土層厚1-3m，地下水位埋深較大，距離人類工程活動區較遠，巖溶發育弱，歷史巖溶不發育，本區的巖溶塌陷風險性較低。該區內面積11.22km2，占評價區面積的28.99%。

3.4 不易發區

分布于非巖溶區，裸露型巖溶區，面積21.25km2，占評價區面積的54.91%。

參考文獻：

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