基于发生指数的临沂岩溶塌陷预警模型研究.pdf

基于发生指数的临沂岩溶塌陷预警模型研究邹连庆1,2，褚福建1,2，王振涛1,2，姚春梅1,2，陈亚男3，廉波4，魏忠爱5，蒙永辉1,2（1.山东省国土空间生态修复中心,山东济南250014；2.自然资源部黄河三角洲土地利用安全野外科学观测研究站,山东滨州251900；3.临沂市自然资源和规划局测绘院,山东临沂276001；4.山东省第七地质矿产勘查院,山东临沂276006；5.临沂市自然资源开发服务中心,山东临沂276001）摘要：临沂市区中奥陶系灰岩岩溶发育，第四系覆盖层较薄，具备岩溶塌陷发育条件。20 世纪 80年代至 21 世纪初期岩溶塌陷灾害频发。文章以临沂市区岩溶塌陷作为研究对象，对其分布规律及影响因素进行了研究，提出了基于岩溶塌陷发生指数的预警模型，该模型以水位为主控监测因素，多因素叠加综合判定进行预警，并使用历史数据对模型进行验证，结果表明：该模型在临沂市城区重点监测区预警结果验证的可靠性较高，可为其他地区岩溶塌陷地质灾害监测预警提供借鉴。关键词：岩溶塌陷；综合判定；监测预警；临沂市区；中奥陶系灰岩；第四系覆盖层中图分类号：P642.25文献标识码：A文章编号:10014810（2023）05108513开放科学（资源服务）标识码（OSID）：0引言岩溶塌陷是指隐伏岩溶洞隙上的岩、土体在自然或人为因素作用下发生变形破坏，并在地面形成塌陷坑（洞）的一种岩溶地质作用和现象12。20 世纪 80 年代至 21 世纪初期，是临沂城区岩溶塌陷频发高发期，期间发生岩溶塌陷 20 余次，造成了严重的经济损失。临沂市岩溶塌陷的发生、发展主要受城区岩溶水水位影响，具有空间上的隐蔽性、时间上的突发性，因此对塌陷进行监测预警具有一定的难度。许多专家、科研人员、工程技术人员对岩溶塌陷土体变形、诱发因素的监测预警方式，光纤传感、地质雷达等技术方法进行了探索38，也对临沂城区岩溶塌陷特征、成因、岩溶塌陷危险性评价、易损性和期望损失评价等方面进行了研究911。本文以临沂市区岩溶塌陷作为研究对象，对其在地质条件和诱发因素作用下的发育分布规律进行了分析1113，在以地下水位为主的监测体系下，提出了一种以水位为主控监测因素，多因素叠加综合判定的监测预警模型，并以历史塌陷实例对比分析，验证了该模型在临沂市城区重点监测区预警结果的可靠性。1研究区概况研究区位于临沂市城区及其西部，地处山东省中南部山区南缘，区域有丘陵和平原两种主要地貌类型：北部和西南部地区海拔大于 200m，为丘陵地貌类型，东部沂河、涑河、祊河两侧的大部分区域海资助项目：山东省重点研发计划项目（2021CXGX010704）；临沂市自然资源和规划局项目（SDTZLY-2019-21）；临沂市自然资源开发服务中心项目（SDGP371300202102000363）第一作者简介：邹连庆（1985），男，高级工程师，硕士研究生，主要从事水工环地质工作。E-mail：。通信作者：褚福建（1964），男，高级工程师，主要从事水工环地质工作。E-mail：。收稿日期：20230420第42卷第5期中国岩溶Vol.42No.52023年10月CARSOLOGICASINICAOct.2023邹连庆，褚福建，王振涛，等.基于发生指数的临沂岩溶塌陷预警模型研究J.中国岩溶，2023，42（5）：1085-1097.DOI：10.11932/karst20230518拔低于 100m，为山前冲洪积平原地貌类型，整体地势西北高东南低，发育有三级堆积内叠阶地，塌陷多产生于地表水汇集、与地下水运动交替较为强烈的河流一级阶地。区域上沂河、祊河、涑河、南涑河、陷泥河等河流，总体流向自北向南，丰水期、枯水期与地下水可以形成补给排泄关系，对区域地下水有重要影响作用。研究区属温带大陆型季风气候，气温适宜，四季分明，光照充足，雨量充沛，雨热同季，无霜期长。区内年平均陆面蒸发量 507563mm、水面蒸发量8891128mm，降水量 871.9mm（19512021 年多年平均值），近 10 年 59 月份降水占全年降水量的80.96%（20112021 年）。1.1地质背景研究区及周边地层分布受一定的构造控制，古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系自西向东呈NWSE 向展布，倾向 NE，至沂沭断裂带西侧形成临沂单斜，在该地层的厚层灰岩及砂砾岩段，岩溶及裂隙发育，富水性好；新生界第四系则主要发育于祊河、沂河两侧，厚度 20m 以内；区域地质构造活动频繁，断裂构造分布广泛1416（图 1）。区域岩体按工程地质特征，可分为坚硬的中厚层灰岩、白云岩岩组、较坚硬的中厚层状砂岩岩组、较弱的薄厚层状页岩岩组、坚硬的块状侵入岩组和坚硬的块状火山岩岩组。土体按工程地质特征可分为黏性土、砂性土双层结构及黏性土单层结构。1.2水文地质条件研究区所处水文地质单元三边隔水一边透水：探沂临沂断裂构造组合带分布石炭系、二叠系不透水岩层，构成区域东部及北部隔水边界；岩坡断裂及巨龙山至卧牛山一带地下水分水岭，分布寒武系不透水的页岩层，构成区域西部隔水边界；区域南部分布中奥陶系灰岩，为透水边界1416。大气降水入渗补给为区域地下水的主要补给来源，其次为区内河流、地表水的渗漏补给及农田灌溉回渗补给。单元西北部为地下水补给区，地下水接受补给后由北西向南东径流，在南部朱陈泉群或越过朱陈断裂西段补给下游的方式进行排泄1416。研究区内地下水类型主要为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水两类：松散岩类孔隙水含水层为黄色黏质砂土及砂质黏土，砂层极不发育，单井涌水量小于 100m3d1，富水性差；碳酸盐岩类裂隙岩溶水赋存于奥陶系及寒武系厚层灰岩、白云岩、白云质灰岩、泥质灰岩等裂隙岩溶中，为承压水且向上补给松散岩类孔隙水，钻孔资料显示岩溶发育在垂向上具有不均匀性，埋深 2050m、80100m、120150m 存在岩溶发育段，三个岩溶段之间水力联系密切，水平方向的富水性与岩溶发育分布规律及方向一致，由补给区径流区排泄区逐渐增大1416。研究区内碳酸盐岩类裂隙岩溶向上补给松散岩类孔隙水后形成岩溶水孔隙水混合水位，水位埋深210m，水位年变幅多为 13m，最大可到 6m，水位、水量随季节变化明显。1.3岩溶塌陷孕灾地质背景可溶岩是岩溶发育的物质基础17，区内岩溶地层主要由中奥陶系灰岩及寒武系凤山组的厚层灰岩、白云岩、白云质灰岩、泥质灰岩组成，岩石致密坚硬，但岩溶裂隙发育。发育的蜂窝状岩溶孔洞孔径3050mm，垂向埋深 2050m、120150m 两段岩溶发育程度高，沿断裂构造发育程度高，发育有较大的溶洞，地下水交替循环强烈；灰岩与第四系接触带附近岩溶极发育，上覆第四系松散层厚度 315m，为黏性土、砂性土双层结构，结构松散，易被水流带走，产生潜蚀作用生成土洞，砂性土拱承载力较低，故易发生塌陷1416。2岩溶塌陷发育特征、影响因素2.1岩溶塌陷发育研究区 1993 年至 2012 年岩溶塌陷高发期共发生岩溶塌陷 17 次（表 1），塌陷点较为集中，兰山小区苗庄小区杜三岗村铁路沿线道沟村后岗头村已发岩溶塌陷点基本连接成片，面积约30km2。区内岩溶塌陷多为突发，发生前大多没有明显迹象，之后突然发生，发生过程及时间短10；区内塌陷坑形态上多呈碟形或坛形，平面上呈圆形或椭圆形，塌洞较浅，塌坑直径一般 4.010.0m1416；区内塌陷具有重复性特征，如在兖石铁路沿线道沟村、杜三岗村一线，于 1994 年、1995 年、2003 年、2007 年、2011 年多次发生岩溶塌陷，兰山小区在2003 年 5 月、6 月接连发生塌陷（图 2）。1086中国岩溶2023年2.2岩溶塌陷分布规律及影响因素岩溶塌陷地质灾害的形成受到包括地形地貌、地质构造、地层岩性等内在地质条件和地下水开采、人类工程活动、降水等外在诱发因素的影响，研究区内岩溶塌陷的分布规律体现出与其相关影响因素的一致性18。2.2.1岩溶塌陷受地质条件的影响（1）岩溶塌陷受地形地貌影响，多发生于河、塘、古河道等地表水体附近。研究区岩溶塌陷多分布于养鱼池，小涑河、陷泥河旧河道等地段，该地段地下水、地表水、大气降水交替转换强烈，动力条件充分，上覆第四系厚度小于 10m，在地下水动力作用下，易形成土洞；汛期或者丰水期，地下水位处于较高水平，随着降水逐渐增多，地表水或地面积水会导致表层土体富水，重量加大强度降低，当土体洞穴上方的覆盖层重力突破平衡临界值，地表土层则会向土洞内部陷落从而产生塌陷。区内已发岩溶塌陷与地表水体距离 1km 内的数量占 76.2%（表 2）。（2）岩溶塌陷受地质构造影响，多沿断裂带分布。第四系白垩系石炭、二叠系奥陶系寒武系侵入岩断层024 km图1研究区区域地质概况Fig.1Regionalgeologicaloverviewofthestudyarea第42卷第5期邹连庆等：基于发生指数的临沂岩溶塌陷预警模型研究1087苗庄小区、兰山小区、道沟村塌陷点均位于断裂带附近，断裂构造发育地段及其影响带岩石破碎，裂隙发育，成为地下水的良好赋存空间和运移通道19，地表水及地下水对基岩作用强烈，溶蚀作用增强，岩溶裂隙、溶孔、溶洞逐渐发展形成，非构造发育带岩溶发育程度比构造带的发育明显减弱，断裂构造影响区域岩溶发育程度，岩溶发育程度又控制岩溶塌陷的发生18。根据物探资料显示，苗庄小区塌陷点附近存在一近南北向断裂构造，该断裂附近连续发育直径1m 左右的溶洞，断裂东侧埋深 10m 以下 25m 以上也存在一处岩溶发育区。区内已发的岩溶塌陷距地质构造在 1km 内的占 71.4%（表 2）。（3）岩溶塌陷受地层岩性影响，多分布在浅部岩溶愈发育，覆盖层厚度较小的双层结构盖层区。研究区内发生的岩溶塌陷点多分布在 511m 厚度的黏性土、砂性土双层结构盖层区，下部砂层厚度相对较薄，盖层下奥陶系马家沟群五阳山组灰岩、白云质灰岩，岩溶极发育。2.2.2岩溶塌陷受诱发因素的影响（1）岩溶塌陷受地下水动力条件的影响，多发生于地下水降落漏斗范围内及水位变化较大季节。地下水动力条件是诱发岩溶塌陷的最主要动力条件，也是其形成的关键。地下水位变幅、地下水位与基岩面的关系及开采强度是构成岩溶塌陷地下水动力条件的主要因素20。地下水位变化幅度的决定了岩溶空腔及土洞内气压变化的幅度；岩溶地下水位与基岩面的关系首先决定了岩溶水对覆盖层的各种力学作用，其次反映了岩溶水与孔隙水的补排关系，以及由此决定的渗流力的大小；而地下水开采量则反映了人类活动对地下水环境的影响程度，是影响地表 1主要岩溶塌陷情况一览表Table1Listofmainkarstcollapses序号塌陷年月塌陷位置陷坑个数陷坑形态地层结构陷坑长度/m陷坑宽度/m陷坑深度/m地层结构覆层厚度/m11993.6苗庄小区125.015.05.021994.3道沟村13.03.02.8二元相结构3.031994.4国棉八厂36.36.32.3二元相结构8.08.08.05.02.22.22.141995.4药材批发市场多个3.03.02.852002.8杜三岗村310.010.02.56.14.54.52.51.51.52.562003.2苗庄小区二元相结构4.072003.5临沂监狱115.07.04.0二元相结构82003.6兰山小区14.74.74.0二元相结构10.092003.6红埠寺村10.80.8二元相结构102003.6兰山小区15.54.02.5二元相结构10.0112005.6雅禾纺织120.010.05.0二元相结构122007.8道沟村11.01.09.0二元相结构132008.1道沟村11.51.5二元相结构142008.5大岭村9二元相结构6.0152011.6后岗头村12.5二元相结构162011.8道沟村10.50.5二元相结构172012.7大岭村25.03.02.0二元相结构3.31.21.51088中国岩溶2023年下水变幅及其与基岩面关系的关键因素。三个因素相互影响，共同作用，构成诱发岩溶塌陷地质灾害的水动力条件18,20。20 世纪 80 年代末期为临沂市区地下水降落漏斗形成初期，该阶段水位年平均变幅2.42m；20 世纪 90 年代随城市快速发展，后岗头杜三岗一线地下水开采量增加，漏斗面积迅速扩展，漏斗中心位置西移，该阶段水位年变幅已达到7.02m，漏斗中心水位年均下降速率 1.35m，水位处于灰岩顶板下。研究区岩溶塌陷发生的时间、地点与地下水漏斗的发展具有时空一致性，多发生在漏斗范围内（图 3），按照与地下水降落漏斗中心的距离统计（与同时期地下水降落漏斗中心进行位置对比），66.7%的岩溶塌陷发生在距离漏斗中心小于 2km 的区域内（表 3）。另外，降水作为地下水位的影响因素，降水强度和年内分配均匀程度也影响着岩溶塌陷的发育强度。长时间干旱后的强降雨容易导致岩溶塌陷的产生。1993 年至 2012 年研究区岩溶塌陷高发期内发生的塌陷多集中在 58 月（图 4）。枯水期末期的 4 月底及 5 月易出现全年最低水位值，水力坡度增大，地下水渗透力增大，随着丰水期降水到来，大气降水下渗补给孔隙水，水流速度越快潜蚀作用越强，上覆盖层被水流带走的颗粒物就越多；同时岩溶水携带的第四系颗粒物随着岩溶水含水层流失，空腔中产生负表 2岩溶塌陷分布规律(地质条件)Table2Distributionlawofkarstcollapse(geologicalconditions)距离/km塌陷数量/个所占比例/%地表水体1523.8断裂带1628.6012 km岩溶塌陷点断层阻水断层导水断层第四系等厚线图2岩溶塌陷点(坑)分布图Fig.2Distributionofkarstcollapsepoints第42卷第5期邹连庆等：基于发生指数的临沂岩溶塌陷预警模型研究1089压；当地下水水位上下波动正好位于奥陶系灰岩与第四系接触面附近时，反复造成压力不平衡的状态，易造成地表覆盖层的破坏。兰山小区（图 5）、苗庄小区、道沟村均在该时间段内发生了岩溶塌陷。（2）岩溶塌陷受人类活动影响，多分布于铁路或开采井的影响范围内。通过研究区塌陷分布可以看出，其发生与人类工程活动的分布有一定的相关性，各类引起地层震动、地下水位波动的人类工程可能诱发并导致岩溶塌陷的发生。如铁路列车行驶引起铁轨及土层震动，其致塌机制与耦合效应的破坏累积有关21，相比其他区域来说，距离铁路越近，影响时间越长，因受到频繁的机械振动而产生致灾力的可能性更大。另外，地下水开采使区域内地下水流速和水力坡度增大，侵蚀作用增强。塌陷多发的苗庄小区、兰山小区、杜三岗、全庄红埠寺等周边均存在抽水井。抽水井开采量越大、距离抽水井越近，塌陷发生的可能性也越大。3监测预警模型建设3.1岩溶塌陷成因机制岩溶塌陷必须具备一定的物质基础和水动力条件。临沂城区广泛分布着岩溶发育地层，较薄的二表 3岩溶塌陷分布规律(诱发因素)Table3Distributionlawofkarstcollapse(inducingfactors)距离/km塌陷数量/个所占比例/%漏斗中心2733.3012 km1990 年漏斗范围 1995 年漏斗范围 2000 年漏斗范围 2004 年漏斗范围 2009 年漏斗范围 塌陷点及塌陷年份图3岩溶水降落漏斗及塌陷点分布图Fig.3Distributionofdepressionconesofkarstwaterandcollapsepoints1090中国岩溶2023年元相结构覆盖层使其具备了岩溶塌陷发生的物质条件；随着城市规模扩大，水资源开发大幅度提高，地下水开采使区域整体水位呈现迅速下降趋势，19852010 年临沂城区地下水位年平均下降约 1m，岩溶塌陷受到水动力作用影响时间长1416。岩溶地下水水位的持续下降，使原岩溶水向上补给给第四系孔隙水的量发生改变。由于岩溶地下水水位在灰岩顶板附近波动，或长期处于灰岩顶板以下，导致第四系覆盖层中微小土壤颗粒随地下水位波动于溶洞裂隙漏失，土洞逐渐形成（图 6）；随着非黏性土颗粒进一步流失及黏性土颗粒的向下掉落，土洞扩大，直至无法支撑上覆盖层，在重力作用下快速塌落形成塌陷2122。岩溶塌陷在具备物质条件、水动力条件基础上，经渗透潜蚀和真空吸蚀等作用，发生地面塌陷灾害，其生成模式可概化如下：Q4松散层岩溶发育地层+水动力作用渗透潜蚀真空吸蚀土洞 地面塌陷其他地质条件外在诱因结果3.2评价模型通过岩溶塌陷监测预警模型生成概化模式选取影响因素，采用综合指数法进行多因素叠加综合判7 月6%9 月0%8 月17%1 月6%3 月12%4 月12%5 月12%6 月29%10 月0%11 月0%1 月2 月3 月4 月5 月6 月7 月8 月9 月10 月11 月12 月2 月0%12 月0%图4月发生岩溶塌陷频率统计分布Fig.4Statisticaldistributionofmonthlykarstcollapsefrequency152535455565751234567891011121234567891011121234567891011121234567891011122001200220032004时间水位/m050100150200250300350400450500降水量/mm降水量水位基岩顶板塌陷发生时间图5岩溶塌陷点水位过程线图(兰山小区)Fig.5Waterlevelprocessdiagramofkarstcollapsepoint(Lanshancommunity)第42卷第5期邹连庆等：基于发生指数的临沂岩溶塌陷预警模型研究1091定，计算模型综合考虑地质条件及诱发因素，根据不同因素重要程度赋予影响因子不同的权值2325：F=AG+(1A)T(1)G=ni=1giwi(2)T=nj=1tjwj(3)式中：F 为岩溶塌陷发生指数；G 为地质条件综合指数；T 为诱发因素综合指数；A、1A 分别为地质条件综合指数、诱发因素综合指数的指标权重；gi、wi为分项地质条件影响因子取值及权重；tj、wj为分项诱发因素影响因子权重。当地下水水位监测数据、降雨量数据满足监测频率，即可利用该模型进行岩溶塌陷预警。同一监测点岩溶发育程度、盖层厚度、结构等地质条件以及与抽水井距离、人类工程活动影响等诱发因素影响因子的取值在一段时间内相对固定，可将其视为定量；水位与基岩面关系、水位变幅等与水位有关的影响因子可视为变量。通过上述模型进行修正，地下水水位成为综合判定预警模型的主控因子2526。F=AQ+(1A)V(4)Q=ni=1qiwi(5)V=nj=1vjwj(6)式中：F 为岩溶塌陷发生指数；Q 为判定条件定量综合指数；V 为判定条件地下水水位变量综合指数；A、1 A 分别为综合指数的指标权重；qi、wi为定量影响因子取值及权重；vj、wj变量影响因子取值及权重（以地下水水位为主控因子的相关影响因子）。该评价模型得出岩溶塌陷发生指数越高表示发生岩溶塌陷的可能性越大。3.3指标权重采用层次分析法（AHP）来确定影响权重，参考前人对临沂岩溶塌陷危险性现状评价权重取值11,13，选取研究区内已发生塌陷，明确评价因子进行反演，与实际情况产生较大差别时即对因子权重进行调整，根据前述塌陷发育、分布规律，以及对塌陷影响的重要性，确定最终各因素指标权重（表 4）及分项条件影响因子取值范围（表 5）。表 4指标权重取值表Table4Listofindexweightvalue基本条件权重取值分项条件权重取值地质条件0.5721岩溶发育程度0.2574盖层厚度0.0744盖层结构0.0973与构造距离0.0858与地表水体距离0.0572诱发因素0.4279水位与界面距离0.1241水位变幅0.1326与降落漏斗中心距离0.0556降水量0.0385人类工程活动0.07713.4模型验证依据评价模型及指标权重，岩溶塌陷发生指数理论结果值范围为 010。通过模型模拟验证，研究区岩溶塌陷发生指数有以下特点：通过研究区数据差值模拟进行空间尺度预警，得出的发生指数数值普遍分布于 5.59.5，对紧邻研究区的外围区域进行预警，得出的发生指数数值普遍分布于 47；通过实际发生塌陷监测点历史数据进行时间尺度预警，得出历史塌陷点发生塌陷时的发生指数数值均大于 8，小于 9.5。可溶岩塌陷堆积物双层结构盖层岩溶水孔隙水混合水位溶洞裂隙孔隙水水位土洞岩溶水水位图6岩溶塌陷形成机制示意图Fig.6Schematicdiagramofformationmechanismofkarstcollapse1092中国岩溶2023年依据上述结果同实际情况进行比较，初步将预警等级按照发生指数数值划分为高预警等级（发生指数8），较高预警等级（8发生指数7），一般预警等级（7发生指数6），低预警等级（发生指数6）四个等级。以 2003 年数据进行模拟预警验证为例，验证过程中各影响因素的取值确定以当时地质条件、触发条件等数据为基础，通过对已知点进行影响因子赋值，并利用 GIS 软件中数据差值及叠加计算功能进行区域赋值。2003 年研究区内水位监测频率 6 次/月，数据为每月的 1，6，11，16，21，26 日，选取塌陷发生前研究区数据（5 月 6 日、6 月 21 日）生成研究区岩溶塌陷发生指数分区图（图 7）。5 月 6 日模拟预测结果显示，涑河兰山小区国棉八场一带，梨杭村杜三表 5影响因子取值范围表Table5Listofthevaluerangeofinfluencingfactors基本条件分项条件分项条件影响因素取值范围（010）02244668810地质条件岩溶发育程度无很不发育不发育发育很发育盖层厚度/m25202515200.531115311盖层结构无一元结构一元结构二元结构多元结构与构造距离/m1000700100040070020040010007001000400700200400200诱发因素水位与基岩面关系水位处于基岩面以上水位偶尔处于基岩面以下510m水位偶尔处于基岩面以下1020m水位长期处于基岩面以下1020m基岩面附近5m以内波动或长期处于基岩面20m以下水位变幅/m10与降落漏斗中心距离8000或不处于漏斗范围内5000800030005000200030002000降水量/mm小时降雨量16日降雨量50月降雨量环比增长100与抽水井距离/m500200500100200501009889岩溶塌陷点图7岩溶塌陷发生指数分区图Fig.7Zoningmapofoccurrenceindexofkarstcollapse第42卷第5期邹连庆等：基于发生指数的临沂岩溶塌陷预警模型研究1093岗村一带达到高预警等级；6 月 21 日模拟预测结果，兰山小区断裂带沿线，梨杭村杜三岗苗庄小区一带达到高预警等级。5 月 8 日、6 月 22 日接连在兰山小区 32 号楼东部发生岩溶塌陷，塌陷点均位于岩溶塌陷高预警等级区域内，该模型在空间预测上具有一定的可靠性。以兰山小区 2003 年 4 月 1 日至 7 月 26 日水位监测数据，计算塌陷发生指数（图 8），依据预警结果，兰山小区监测点岩溶塌陷预警达到高预警等级的时间段有三个：4 月 11 日，5 月 1 日至 6 月 6 日，6 月21 至 6 月 26 日。2003 年 5 月 8 日、6 月 22 日发生塌陷，发生时间处于该时间段内，发生于指数大于 9及指数突然变大的时段。以兰山小区 2022 年同时期数据（4 月 1 日至 7 月 30 日，监测频率提升为 1 次/日）进行分析对比（图 9），研究区内未出现高预警等级时间段，4 月至 6 月发生指数维持在一般预警等级，7 月 9 日指数大于 7，达到较高预警等级，7 月 21 日达到最高值后回落。历史验证表明，该模型在时间预测上也具有一定的可靠性。基于水位主控因素改进的监测预警模型，相较于单纯以水位作为预警阈值进行预警更为合理，具有更高的精确性，同时能有效提升空间监测预警的时效性。该监测预警模型的预测精度，取决于各影响因素条件的调查及监测精度，提高水位主控监测01020304050607.07.58.08.59.09.51611 16 21 26 1611 16 21 26 1611 16 21 26 1611 16 21 264 月5 月6 月7 月水位标高/m发生指数发生指数塌陷发生时间段水位标高图8兰山小区岩溶塌陷发生指数(2003.4.12003.7.26)Fig.8OccurrenceindexofkarstcollapseinLanshancommunity(2003.4.12003.7.26)57585960616263646.56.66.76.86.97.07.17.27.37.47.51611 16 21 26 1611 16 21 26 1611 16 21 26 1611 16 21 264 月5 月6 月7 月水位标高/m发生指数发生指数水位标高图9兰山小区岩溶塌陷发生指数(2022.4.12022.7.30)Fig.9OccurrenceindexofkarstcollapseinLanshancommunity(2022.4.12022.7.30)1094中国岩溶2023年因素的观测点密度，能够提升预警模型空间准确性，加密水位观测频率，可有效提升预警模型时间准确性。在岩溶塌陷易发的月份加密监测点状预警，出现高发生等级时，及时进行区域预警，在实际应用中更为简便。4结论（1）研究区 20 世纪 90 年代初期地下水位下降、地下水降落漏斗面积扩展，在地下水动力作用下，岩溶塌陷频发高发。从地质条件及诱发因素分析，已发灾害多分布在浅部岩溶发育、覆盖层厚度较小的双层结构盖层区。地表水体及断裂带附近，塌陷多发生在漏斗范围内、水位变化较大季节以及人类工程活动影响的范围。（2）对临沂城区岩溶塌陷进行模型概化，提出基于岩溶塌陷发生指数的预警模型。选取地质条件、诱发因素等共 10 个因子叠加综合判定预警指数，并基于水位主控因素进行改进，使预警阈值更为合理，有效提高预警的精确性和时效性。（3）利用监测模型进行预警时，地下水监测网络密度及监测频率越高，预警的精度就越高。参考文献贺可强,王滨,杜汝霖.中国北方岩溶塌陷M.北京：地质出版社,2005.HEKeqiang,WANGBin,DURulin.KarstcollapseinNorthernChinaM.Beijing:GeologicalPublishingHouse,2005.1中国地质灾害防治工程行业协会.岩溶地面塌陷防治工程勘查规范(试行)T/CAGHP076-2020S.武汉：中国地质大学出版社,2020.China Association of Geological Hazard Prevention.Code forgeological investigation of karst collapse prevention(Trial)T/CAGHP 076-2020S.Wuhan:China University of Geo-sciencesPress,2020.2王金晨,吴迪,娄万鹏,吴远斌.岩溶塌陷监测技术及发展趋势J.工程技术研究,2021,6（8）：55-57.3蒙彦,雷明堂.岩溶塌陷研究现状及趋势分析J.中国岩溶,2019,38（3）：411-417.MENGYan,LEIMingtang.AnalysisofsituationandtrendofsinkholecollapseJ.CarsologicaSinica,2019,38（3）：411-417.4王甫强,张占彪,李虎,柯洋.光纤传感技术在岩溶地面塌陷地质灾害监测中的应用J.城市勘测,2021（4）：174-178.WANGFuqiang,ZHANGZhanbiao,LIHu,KEYang.Applica-tion of optical fiber 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