四、岩溶地面塌陷
岩溶区地面塌陷是主要灾害地貌之一,它是指因岩溶洞穴和空隙的发生、存在与发展而引起其上方地面产生塌陷的地貌现象。产生塌陷的地表岩石并非只限于可溶岩,它可以包括各类岩石和各种土,其发生的原因包括自然的和人为的两个方面。但本节侧重于由人类活动诱发的岩溶塌陷。据初步统计,已知我国主要的岩溶塌陷地点有 800 多处,其塌陷
表 9-1 泥石流综合治理措施一览表
总目 |
分目 |
细 目 |
主 要 作 用 |
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工程措施 |
治水工程 |
蓄水工程 引、排水工程截水工程 防御工程 (控制冰雪融化,防止冰湖溃决) |
调蓄洪水,消除或削减洪峰 引、排洪水,削减或控制下泄水量 拦截滑坡或水土流失严重地段的上方径流 用碳黑等方法提前融化冰雪,防止高温时出现大量冰雪融化;加固或预先消除冰碛堤 |
治土工程 |
拦沙坝、谷坊工程挡土墙工程 护坡、护岸工程变坡工程 潜坝工程 |
拦蓄泥沙、固定沟床、稳定滑坡、提高支沟侵蚀基准稳定滑坡或崩塌体 加固边坡、岸坡,免遭冲刷防止坡面冲刷 固定沟床,防止下切 |
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排导工程 |
导流堤工程顺水坝工程排导沟工程 渡槽、急流槽工程 明硐工程改沟工程 |
排导泥石流,防止泥石流冲淤危害调整泥石流流向,畅排泥石流 排泄泥石流,防止泥石流漫溢成灾 从交通线路的上方或下方排泄泥石流,保障线路安全 交通线路以明硐形式从泥石流沟下面通过,保证线路畅通把泥石流出口改到相邻的沟道,保护该沟下游建筑物安全 |
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停淤工程 |
停淤场工程 拦泥库工程 |
利用开阔的低洼地区,停积泥石流体,尤其粗大石块 利用宽阔平坦的谷地,停积泥石流,削减下泄量 |
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农田工程 |
水改旱工程 水渠防渗工程坡改梯工程 田间排水、截水工程 夯实裂缝,田边筑埂工程 |
减少渗水量,防止滑坡活动或复活,减少地下水防止渠水渗漏,稳定边坡 防止坡面侵蚀,控制水土流失引、排坡面径流,防止侵蚀 防止地表水下渗,拦截泥沙,稳定边坡,减少侵蚀 |
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生物措施 |
林业措施 |
水源涵养林水土保持林护床防冲林 护堤固滩林 |
涵养水源,减少地表径流,削减洪峰控制侵蚀,减少水土流失 保护沟床,防止冲刷、下切 加固河堤、保护滩地,控制泥石流危害 |
农业措施 |
等高耕作立体种植免耕种植 选择作物 |
减少水土流失 增加复种指数,护大覆盖面积,减轻溅蚀,减少地表径流改善土壤结构,减少土壤侵蚀 选择水保效应好的作物,减少水土流失 |
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牧业措施 |
适度放牧圈养 分区轮牧改良牧草 选择水保效益好的牧草 |
控制牧草覆盖率,减少水土流失保护草场,减轻水土流失 防止草场退化,控制水土流失 提高产草率,增加覆盖率,减轻水土流失 提高水土保护效益 |
据吴积善等,1993。
溶蚀裂隙和洞穴是地面塌陷物质的运移通道或贮存场所,又是水流或气流活动的途径。它们是塌陷形成的基础(图 9-5)。所以,塌陷的强度和岩溶发育程度有关。
塌陷可由自然因素和人为因素诱发(表 9-2)。
表 9-2 岩溶地面塌陷诱发因素
自然因素 |
诱发因素 降雨后地下水位上升干旱,地下水位下降 |
典型地点湖南新化县土茶园地下河 广西玉林分界,塌坑 400 多个 |
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人为因素 |
堵地下河或天窗(雨季水位上升) 蓄水渗漏塌陷 抽水 矿坑突水或排水地表荷载影响 震动(车辆或爆破) 地表水、污水下渗 |
湖南新化县毛岭水库(气爆) 陕西桃曲坡水库、贵州火石坡水库 贵州水城、山东泰安、河北秦皇岛、广州江村等湖南恩口煤田、广东凡口、河北开滦等 广西桂林、武汉中南轧钢厂 贵昆线浑水圹、秧田冲车站、广西贵县良吾村 云南镇雄氮肥厂 |
据袁道先等,1994。
岩溶塌陷是一种破坏性地貌形态,其发育大致可分为土洞、塌陷、调整和休止四个阶段(图 9-6)。
塌陷的形成机制较复杂。但经过系统的岩溶地貌研究是能较准确地认识导致塌陷的主因,区分出危害程度不同的岩溶塌陷区,并可建立预布系统进行监测。
对不同的诱发主因,可采取不同的预防措施,在大多数情况下,防治的重点都是集中在对岩溶地下水性状变化的控制。主要的方法有:
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开采地下水前,要认真勘察,合理布井和建井,严格控制抽水降深与抽水强度。
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对有关的矿山,应控制疏干排水的强度,及时处理坑道突水,设地下防渗帷幕拦截地下水,以及防止地表水灌入地下。
对已出现的岩溶塌陷坑,可根据不同情况与要求,采用填堵、跨越、灌浆、围封、加盖等工程处理。