极端气候与岩溶塌陷

发布时间：2021-02-22 22:50

　　近年来,极端气候事件特别是极端干旱和强降雨事件呈现不断增多增强的趋势,已成为岩溶区诱发大型岩溶塌陷的重要因素。通过对典型极端气候事件诱发岩溶塌陷的分析,岩溶塌陷动力条件对极端气候响应迅速,极端气候导致地表径流灌入式补给岩溶含水层,使下伏地下河系统径流速度、水气压力发生急剧变化,进而导致溶洞及充填物发生突发性失稳破坏,产生水击（气爆）、地震等效应,最后导致溶洞顶板发生大规模垮塌、地面塌陷产生。 

【文章来源】：中国矿业. 2020,29(S2)北大核心

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

2010年广西来宾日降雨量

广西来宾市良江镇吉利村塌陷的诱发因素为干旱过后的极端降雨，塌陷发生后，在研究区布置了6个岩溶塌陷动力条件监测点和1个降雨量监测点。从2014年4～7月的监测曲线（图2）可以看出，岩溶塌陷水气压力变化对降雨的响应十分明显，尤其是位于地表水伏流口附近的lbyr2监测点，日降雨量大于30 mm以上时，降雨入渗补给地下岩溶系统，水气压力在3h即可达最大值（16m），水气压力逐渐消散时间为9～10h。由此可以推断塌陷发生时的极端降雨条件下，产生的水气压力值将是该值的数倍。该处塌陷形成的过程如下：2010年5月31日21点来宾开始降雨，在6月1日1时的小时降雨量为33.4mm，根据3h的地下水位上升时间，在4时地下水气压力可达最大值，而在3时的小时降雨量达45.2mm，地表积水并继续下渗，地下水位不断上升，到11时，合计降雨量为428.2 mm。岩溶管道空腔、碎石土中的气体不断被压缩，产生气爆现象，引发溶洞顶板的垮塌，并伴随着地震现象。

岩溶塌陷多发生在地质环境脆弱的地区，例如来宾市良江镇吉利村具有地下河发育、地表岩溶形态发育、历史塌陷发育三大特点，佛罗里达州也是地下岩溶十分发育、历史塌陷贫乏的地区。地下水活动是岩溶塌陷发生的动力因素，在正常气候条件下，地下水活动不足以触发岩溶塌陷，但在极端气候条件下，地下水活动引起的岩溶塌陷动力条件达到岩溶塌陷发生的临界条件，塌陷发生。塌陷的形成过程大致包括：极端降雨-地下水位急剧上升-水击（气爆）效应-溶洞顶板的垮塌-地下溶洞扩大（土洞形成）-地面塌陷。极端降雨导致地表径流灌入式补给岩溶含水层，使下伏地下河系统径流速度、水气压力发生急剧变化，进而导致溶洞及充填物发生突发性失稳破坏，产生水击（气爆）、地震等效应，最后导致溶洞顶板发生大规模垮塌、地面塌陷产生（图4）。

【参考文献】：
期刊论文
[1]广西来宾市良江镇吉利村岩溶塌陷成因机制分析[J]. 戴建玲,罗伟权,吴远斌,蒋小珍.  中国岩溶. 2017(06)

硕士论文
[1]近百年温带大陆性和海洋性季风气候区的极端温度变化对比研究[D]. 贺欣欣.东北师范大学 2012



本文编号：3046662