1：5万铜陵市幅岩溶塌陷危险性评价

许丹1朱云福2

1.安徽省地质环境监测总站安徽合肥230001；

2.江西省地质环境监测总站江西南昌330000

摘要：皖江经济区碳酸盐岩分布广泛，岩溶地面塌陷地质灾害发育。为加强岩溶发育规律、岩溶地面塌陷发育特征研究，满足社会经济发展需求，中国地质调查局向中国地质科学院下达了“皖江经济区岩溶塌陷调查”项目任务书（工作项目编号：12120113011400），2013年开展1：50000铜陵市幅（H50E007016）岩溶塌陷调查。本文在易发性分析基础上叠加矿山及交通诱发因子进行的权重叠加，对铜陵市幅进行危险性评价。

关键词：铜陵市幅；岩溶塌陷；层次分析法；危险性评价

1地质背景

区内出露最老地层为志留系，除缺失下中泥盆统外，从志留系至第四系均较发育。从地层柱状图上按地层岩性特征可以明显地分为两大部分：第一部分（下部），S1g－T2d主要为海相沉积，并清楚地表现为两大沉积回旋，第一大回旋从S1g－D3w，为海退的半深海相的页岩及碎屑岩沉积；从C2h－T2d为第二大回旋，以滨海相－浅海相为主的碳酸岩夹半深海硅质岩及海陆交互相的碎屑岩。第二部分（上部），从T2y－R为陆相碎屑岩夹火山岩系。

综观全区地层岩相以碳酸盐岩层最为发育，累计厚度可达1500m以上。集中在下列两个地质时期中：①中上石炭统至下二叠统，主要分布在背斜两翼，以灰岩为主，白云岩次之。②中下三叠统，主要分布于向斜谷地及石灰岩丘陵地区，以灰岩为主。

志留－泥盆系（S1g－D3w）主要分布于背斜轴部，以粉砂岩、粗砂岩为主。煤系地层（P1g－P2d）主要分布于背斜两翼，以硅质页岩、碳质页岩、钙质页岩为主。三叠系中统－第三系（T2y－R）分布于沿江平原区及向斜近轴部，以粉砂岩为主。

2地质构造

在地质构造单元上，属于扬子准地台下扬子台坳区沿江拱断褶带安庆凹断褶东中段，一系列的构造形迹呈带状北东方向展布。

3水文地质条件

研究区的水文地质环境有以石灰岩丘陵为主、地层多样、构造复杂、降水充沛、孔隙、岩溶裂隙潜水和承压水分布广泛的特点。依据地层岩性、地质构造和自然地理条件，可划分为三个水文地质区：冲积平原以孔隙水为主的水文地质区、丘陵平原区以裂隙岩溶水为主的水文地质区、丘陵区以基岩裂隙水为主的水文地质区

4岩溶塌陷危险性评价

4.1评价方法及模型

岩溶塌陷地质灾害危险性是指一定时间内某空间区域在某种诱发因素作用下发生地面塌陷的可能性，是在易发性分析基础上叠加诱发因子进行的。随着诱发因素的改变，区域地质灾害危险性大小也会发生变化，即地质灾害危险性是动态的。

岩溶塌陷地质灾害危险性评价的数学模型必须与其易发性评价模型一致。岩溶塌陷危险性评价流程如图2。

计算公式可写成同样采用综合指数模型，则：

Hi=（公式1）

i=1，2，…，m；j=1，2，…，n

式中：Hi——第i单元的“危险性”指数；j——评价因子；ai——第j个评价因子在第i评价单元的赋值；bj——第j个评价因子的权重；m——评价单元数；n——评价因子数。

评价中主要考虑了人为诱发因素，包括矿山开采抽排（采）地下水活动和人类工程活动。重点调查区主要为城区及乡镇农村，其岩溶塌陷人为诱发因素主要是人类抽排地下水、露天采石场爆破、房地产开发建设等，其次为道路（高速公路、城际轻轨等）建设相关工程活动（冲孔桩等）引起的地面振动以及道路桥梁运营中由于交通工具行驶时引起的地面振动。

4.2危险性评价及分区

本次岩溶塌陷危险性评价按表1中对铜陵市幅重点调查区的评价因子分别进行量化，形成诱发因子综合要素图件。诱发因子权重往往是动态的，因此根据实际情况及调查基础，采用专家打分法确定评价因子权重，易发性权重0.6，诱发因子权重0.4，其中矿山开采抽排（采）地下水和人类工程活动评价因子的权重分别为0.6、0.4。同时根据本区地下水特征及矿山开采抽排（采）水量，以矿山为中心设3000m的圆状影响区，另外交通道路设两侧各100m的影响区，部分矿山开采爆破、工程施工等活动近似处理。利用ArcGIS对易发性分区图栅格文件及诱发因子要素图栅格进行权重叠加计算。

通过计算得出危险性栅格文件，然后通过三角剖分离散化，绘制危险性指数等值线。本次危险性评价在定性与定量相结合基础上，结合专家意见，在危险性指数等值线基础上，依据表2将重点调查区岩溶塌陷危险性栅格文件重分类：危险性大、危险性中、危险性小和无危险性。

铜陵市幅岩溶塌陷危险性分为危险性大、危险性中、危险性小和无危险性（图5）。其中危险性大区面积21.01km2，危险性中区面积31.83km2，危险性小区面积42.37km2，无危险区面积346.79km2。

5结语

在调查区进行易发性评估基础上，根据当地实际情况，选取几个危险因子，本图幅选取矿山开采及道路交通为危险因子，与易发性分区进行叠加，得出危险性分区图。危险性分区也是根据人类活动变化而变化的，具有实时性。危险性分区对做好岩溶地面塌陷地质灾害的监测和防治工作，减少灾害的发生，防止地质灾害对建筑物和生态环境的破坏，保障人民生命财产安全，起到了更精准的分析。

参考文献：

[1]中国地质调查局.1/5万岩溶塌陷调查规范

[2]雷明堂，蒋小珍，李瑜1994.地理信息系统（GIS）在岩溶塌陷评价中的运用.中国岩溶，第13卷：351-356.

[3]雷柱平，2018.安徽省铜陵地区岩溶地面塌陷发育现状.安徽地质，28（2）：131-135.

[4]潘宗源，贾龙，刘宝臣.2016.基于AHP和ArcGIS技术的岩溶塌陷风险评价—以遵义永乐镇为例.桂林理工大学学报，36（3）：464-470.