提交单位：广西壮族自治区地质调查院

项目负责人：张勤军

档案号：0980

工作周期：2014—2015年

主要成果：

（1）查明了工作区地质背景条件。工作区位于广西壮族自治区中北部、柳州西部，地形整体上中部高，东西两侧低，地貌类型分为溶岭谷地、峰丛谷地、孤峰平原、峰林谷地及丘陵，作为排泄基准的龙江和柳江从工作区北西角和北东角穿过。工作区总面积为939km2，其中纯碳酸盐岩区出露面积836.68km2，碳酸盐岩夹碎屑岩区出露面积86.12km2，碎屑岩区出露面积16.2km2。工作区出露的前第四纪地层从新到老依次有：二叠系、石炭系、泥盆系。其中以石炭系分布最广，二叠系分布于工作区北部龙江附近及沙塘向斜核部，泥盆系主要出露于工作区东部凤山-成团镇以东区域和三都背斜核部一带。各地层单位之间均呈整合接触关系。区内地质构造发育，以北东向断层构造和南北向褶皱构造为主，主要构造走向为北北东向、北北西向及南北向。

（2）查明了工作区岩溶发育特征。岩溶区分布连续、面积广。灰岩层组岩溶水点有地下河出口、天窗、溶井、溶潭、岩溶泉等，白云岩层组以小型岩溶泉、溢洪溶洞为主，还有少量地下河天窗、地下河出口等。区内地下岩溶发育，岩溶发育深度、规模等随地区而异。根据151处钻孔资料统计，遇洞率达39.74%，平均线岩溶率为2.24%。区内岩溶发育在垂向上具有明显的分带性，溶洞发育高程为50～375m，以130～215m高程段内岩溶最为发育。洛满公社幅靠近区域排泄区，主要岩溶发育高程段为50～125m，发育深度5～50m；三都公社幅处于区域分水岭一带的补给、径流区，主要岩溶发育高程段为120～180m，发育深度10～75m。岩溶发育主要受碳酸盐岩的岩石成分、结构构造、地质构造、水动力条件等影响，其中，区内主要褶皱和断层控制着主要地下河管道的发育和展布，而地下水动力条件是控制岩溶发育最活跃、最关键的因素。

根据岩溶层组、岩溶形态、地下水通道等特征，将岩溶发育程度划分为强、中、弱3个等级。其中中等发育区最广，为纯白云岩层组及纯灰岩层组，分布面积共601.52km2，占岩溶区总面积的65.16%。3处岩溶强发育区，合计面积为200.63km2；弱发育区主要为碳酸盐岩夹碎屑岩层组，分布面积为120.72km2。

（3）查明了工作区的水文地质条件。工作区地下水类型有松散岩类孔隙水、灰岩裂隙溶洞水、白云岩裂隙溶洞水、碳酸盐岩夹碎屑岩裂隙溶洞水和基岩裂隙水5种类型。岩溶水据埋藏条件，又可分为裸露型、覆盖型2种类型。第四系面积较广，主要以黏性土为主，一般不含水，仅局部存在砂、卵石层，季节性含水，水量贫乏。岩溶地下水富水性以中等为主，其次为丰富及贫乏级。区内地下水埋藏较浅，一般小于10m，水位埋深大于10m的地区主要分布在龙江、柳江沿岸及西南部分水岭一带。地下水动态属气象型，水位变化受降雨和季节影响明显，水位年变幅一般小于10m，西部地下河分布区，地下水水位急涨急落，水位年变幅多大于10m，5日最大水位变幅达9.2m，地下水瞬时变化速率大。同时，区内地下水开采井众多，部分地区地下水动态受人为开采、农田灌溉及水库放水等的影响干扰较大。

区内地下水分属于龙江、柳江、红水河3个地下水系统单元。本次对各地下水系统边界进行了详细修正。柳江流域地下水以脉状隙流为主，局部为管道状集中径流，以泉或少量地下河的形式排泄。龙江流域地下水以管道状集中径流为主，主要以地下河出口的形式排出地表直接汇入龙江。红水河地下水以管道状集中径流为主，以下降泉的形式出露，然后沿地表河沟排入区外的红水河。

（4）查明了工作区岩溶地下水水化学特征。水质分析资料表明，工作区岩溶地下水属低矿化中硬弱碱性水。水化学类型有2种：HCO3Ca型和HCO3Ca·Mg型。在灰岩分布区，地下水水化学类型一般为HCO3Ca型；在白云岩分布区，地下水水化学类型为HCO3Ca·Mg型。三都谷地、洛满谷地的水样中，侵蚀性CO2含量高。据收集饮用水化验结果，区内普遍存在有机污染，不宜直接饮用，需作消毒处理。

（5）查明了工作区工程地质特征。工作区内第四系分布广泛但不连续，总面积272.2km2，约占工作区总面积的29%，且分布厚度极不均匀，一般小于5m，最大可达67m。第四系按成因可分为冲洪积（Qapl）、洪积（Qpl）、残坡积（Qedl）3类，土体结构以单层黏性土为主，双层结构土体总面积约31.4km2，约占第四系总面积的12.9%。工作区残积黏土具有较高含水量，为坚硬—可塑状，大部分为硬塑状，中等透水—弱透水，中等压缩性黏土，非胀缩性—强胀缩性土。工作区基岩以极硬层状碳酸盐岩为主，局部为海相碎屑岩，岩溶化以中等为主。根据基岩性质及风化壳的土石类别，将工作区分为4个工程地质区，按地貌特征划分为7个工程地质亚区，再按基岩岩溶化程度划分为10个工程地质次亚区。(www.daowen.com)

（6）查明了工作区岩溶塌陷发育的地质模式。工作区第四系土层由黏土、粉质黏土、砾石土构成，以黏性土的一元结构模式为主，局部存在黏性土-卵石、砂砾的二元结构模式。除柳江边第四系冲洪积层外，工作区第四系土层普遍不含水或弱含水，缺乏第四系含水层，具有单层地下水含水层特征，局部具有季节承压性，诱发岩溶塌陷的地下水动力模式为承压-无压波动，即岩溶水水位在基岩面上下反复波动。根据地质条件综合分析，工作区主要存在12种岩溶塌陷发育的地质模式。

（7）查明了工作区人类工程活动。工作区内人类工程活动总体不强烈，区域上明显存在差异。地下水开发强度不高，但呈逐年提高趋势，目前主要集中在三都镇和洛满镇附近，地下水强开采区面积74.62km2；矿产资源相对较少，零星分布；道路工程主要沿谷地分布，相对集中；房屋建筑大部分分布于谷地中和城镇附近。

（8）查明了工作区岩溶塌陷的发育特征。区内共有岩溶塌陷（群）92处，塌陷坑210个，均为土洞型塌陷，其中小型塌陷62处，中型塌陷24处，大型塌陷6处。塌陷坑平面形态以圆形为主，直径以小于10m为主，剖面形态以圆柱形为主，深度以小于5m为主；平面上主要分布于逢吉地下河流域、洛满-流山-柳江谷地和三都-六道-成团谷地，且多具有群发性，主要发生于每年3～9月，且近年来有逐渐增多的趋势。石炭系黄龙组（C2h）灰岩和大埔组（C2d）白云岩中塌陷最为发育，主要的诱发因素为暴雨、抽排地下水、荷载与振动、蓄水、天然地下水水位波动等，其中最主要的诱发因素为抽取地下水、天然地下水水位波动，约占总数的65%。塌陷强发育区面积133.96km2。

塌陷的分布和发育受到岩性、岩溶发育强度、第四系盖层、水动力条件、人类工程活动等共同影响。区内白云岩区塌陷相对广西其他地区更为发育，相对灰岩区塌陷具有发育规模和深度小，群发性不明显，主要诱发因素为抽水等人类工程活动引起的特点（图3-1，图3-2）。

图3-1　TX042良村屯塌陷（10）（洛满）

图3-2　TX067长塘屯塌陷（4）（三都）

（9）分析了工作区岩溶塌陷的形成机理。塌陷的形成往往是多种成因综合作用的结果，根据因素作用机制的大小不同，可分析其形成的主要机理。如谷地平原区塌陷主要符合潜蚀成因；真空吸蚀成因主要是逢吉地下河管道区塌陷和坡罗塌陷群成因机制；潜蚀-真空吸蚀是造成谷地平原区因抽水造成塌陷的成因机制；振动机制是造成少量公路塌陷的主要原因；水、气正压力顶托及气爆作用主要是地下河管道区塌陷的成因机制，如夏村塌陷群，其形成的主要原因是当地百姓在洼地一侧连通地下河分支管道的溶洞内拦坝蓄水，造成水位抬升，使整个洼地内同时发生25个塌陷坑；地表水下渗和上述其他机制共同存在。

（10）对典型塌陷评价区进行了专项剖析。通过分析洛满典型塌陷区和三都典型塌陷区的地质背景条件、人类工程活动、塌陷发育现状，建立地下水水位在基岩面上下波动的单层结构地质模型，并进行了塌陷动力和机理分析。采用层次分析-模糊综合评判法对两个典型塌陷评价区进行了易发程度评价，并结合2010—2020年城镇规划进行易损性评价，结合岩溶塌陷易发程度和易损性进行了风险性评价，在风险性评价的基础上对评价区内规划用地进行了场地适宜性评价。

（11）完成了工作区岩溶塌陷易发程度区划。根据中国地质调查局调查规范《1∶50 000岩溶塌陷调查规范》，从基岩、地下水、土体、已有塌陷（土洞）4个方面对工作区进行岩溶塌陷单因素影响评价，评价为强、中、弱3个等级。工作区分为高易发区、中等易发区、低易发区和不易发区。其中，高易发区主要分布于洛满镇、流山镇、社冲乡、成团镇、土博镇、三都镇等城镇附近，总面积101.41km2，分为9个亚区；中等易发区和低易发区分散分布，其中中等易发区面积142.04km2，低易发区面积29.16km2；不易发区为基岩裸露区，面积666.39km2。

（12）提出工作区岩溶地面塌陷防治规划及建议。在工作区岩溶塌陷易发性分区结果及岩溶塌陷现状的基础上进行岩溶地面塌陷防治规划，区内共划分出4个重点防治区（段）、2个次重点防治区（段）、6个一般防治区（段），其他为非监测预警区。其中，重点防治区分布在流山镇、洛满镇、土博镇及三都镇里贡村—板江附近，面积合计为49.05km2；次重点防治区分布在流山镇广荣村—土博镇龙豆村以及成团镇北弓村—成团镇里团村一带，面积为102.73km2。在分析灾害背景及现状的基础上，对区内岩溶塌陷提出了针对性的防治建议及防治措施。

（13）应用GIS技术完成和建立了洛满公社幅和三都公社幅1∶5万岩溶塌陷调查综合数据库。