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1.4.1岩土工程分析评价的内容和要求
1.4.1.1岩土工程分析评价的内容
岩土工程分析评价是岩土工程勘察成果整理的核心内容，它是在各项勘察工作成果和搜集已有资料的基础上，结合工程的结构荷载特点和使用要求进行的。岩土工程分析评价的内容主要包括：
（1）岩溶场地的稳定性和适宜性评价。一般来说，桂林岩溶地区场地，除了岩溶强发育地带及塌陷区域外，绝大部分区域的地基岩土层分布较连续、稳定，且未发现有第四纪新构造活动的迹象。据史料记载，桂林市自公元220年以来未发生震级大于3.5级的地震，场地区域稳定性较好。
但在漓江一级阶地的勘察中，有时发现有较大范围的新近塌陷区域，此外，在市区东部和西部局部地段有强烈岩溶发育区，在这些地段，溶洞、土洞或塌陷异常发育，基岩中溶洞或成串珠状分布，这些地段的场地适宜性评价结果是差或很差，换言之，这类场地是不宜建设建筑物的场地，因为地基处理的费用很大。
（2）场地岩溶地基均匀性评价。在桂林岩溶地区，由于石灰岩基岩面有时起伏很大，导致第四纪地层分布的厚度及力学性能也差异很大，对地基基础的不均匀沉降、或者对桩基础的持力层选择、基础的稳定性都会带来一定的影响。
（3）根据野外钻探、原位测试、室内试验等结果，结合本地区的建筑经验，按照相关规范的规定，提出场地内各地层的岩土设计参数建议。
（4）预测拟建工程施工和使用过程中可能出现的各类岩土工程问题，尤其是土洞扩展以及岩溶塌陷问题，并提出相应的预防措施或地基处理方法。
（5）综合考虑场地工程地质条件和建筑物特点以及荷载情况，从安全经济、技术可行的原则出发，提出地基与基础设计方案以及基坑边坡支护等各项岩土工程方案设计的建议。
（6）预测拟建工程对现有工程的影响、工程建设过程中产生的环境变化，以及环境变化对工程的影响。例如，基坑开挖抽水或桩基础施工等，是否会诱发周围的岩溶塌陷灾害问题。
（7）场地和地基的地震效应评价。根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2001）的有关规定，对本场地的地基土层的地震效应作评价。根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2001）的规定划分：桂林市抗震设防烈度为6 度，设计基本地震加速度值为0.05 g，设计特征周期为0.35 s，设计地震分组为第一组。
1.4.1.2各类岩土工程评价要点
根据各类工程的类型及特点，其岩土工程评价与分析的具体内容，除了上述以外，还应该有所区别地突出以下重点。
1.4.1.2.1天然地基浅基础的分析评价
（1）岩溶地基的稳定性、土洞及其塌陷的评价分析；
（2）地基土的均匀性；当采用浅基础时，要注意红粘土地基的不均匀厚度分析，尤其是基岩表明分布的软、流塑红粘土；
（3）地基持力层及地基承载力的建议；
（4）提供地基变形计算参数，按照规范对地基进行变形验算，预测建筑物的变形特征。
1.4.1.2.2桩基工程的分析评价
（1）桩基础的适宜性；
（2）桩基础类型、桩端持力层的建议；
（3）桩基基础设计及施工所需的岩土参数，桩端土地基极限承载力及桩侧极限侧摩阻力；
（4）分析桩基础施工中的注意事项，提出相应的预防或处理措施的建议；
（5）评价桩基施工过程尤其是沉管灌注桩对环境的影响，并提出相应建议。
1.4.1.2.3地基处理的分析评价
（1）地基处理的必要性和可行性分析；
（2）地基处理方法和方案的建议；
（3）针对可能采用的地基处理方案，提供地基处理设计和施工所需的岩土参数；
（4）提出地基处理的注意事项，预测地基处理可能对环境的影响；
（5）工程需要时可对地基处理进行专门的试验研究，并提交相应的试验研究报告。
1.4.1.2.4基坑工程的分析评价
（1）岩土的重度和抗剪强度指标等参数；
（2）基坑开挖与支护方案的建议；
（3）地下水计算参数和控制方法的建议；
（4）施工中可能对周边建筑物、地下管线等产生的影响及采取防治措施的建议。
1.4.1.2.5边坡工程的分析评价
（1）地形、地貌形态，覆盖层厚度，基岩面的形态和坡度，不良地质作用等；
（2）岩土的类型、成因、工程特性、岩石风化和完整程度；
（3）岩体主要结构面（特别是软弱结构面）的类型、产状、延展情况、闭合程度、充填状况、充水状况、力学属性和组合关系，主要结构面与临空面的关系，是否存在外倾结构面；
（4）地下水的类型、水位、水压、水量、补给和动态变化，岩土的透水性和地下水的出露情况；
（5）气象条件（特别是雨期、暴雨强度），汇水面积、坡面植被，地表水对坡面、坡脚的冲刷情况；
（6）岩土的物理力学性质和软弱结构面的抗剪强度；
（7）分析边坡和建在坡顶、坡上建构物的稳定性，以及对坡下工程和环境的影响；
（8）最优坡形和坡角的建议；
（9）不稳定边坡整治措施和监测方案建议。
1.4.1.3岩土工程分析评价的要求
（1）必须与工程密切结合，充分了解工程结构的类型、特点和荷载组合情况，分析强度和变形的风险和储备。
（2）掌握场地的地质背景，考虑岩土材料的非均匀性、各向异性和随时间的变化，评估岩土参数的不确定性，确定其最佳建议值。
（3）参考类似工程的经验，以作为拟建工程的借鉴，尤其是溶洞土洞及其塌陷问题的分析与处理经验。
（4）对于重大工程和复杂的岩土工程问题，应在施工过程中进行监测或者测量工作，并根据监测资料适当修订设计和施工方案，即信息化设计施工。
1.4.2岩土工程分析评价的方法
对桂林岩溶地区的岩土工程分析评价，可以采用定性分析评价与定量分析评价相结合的原则来进行。可在定性分析评价的基础上，进行定量分析评价。对某些问题则可仅作定性分析评价即可，如工程选址及场地对拟建工程的适应性、场地地质背景和工程地质条件分析、岩土性状的描述等。定性分析和定量分析都应在详细资料和数据的基础上，运用理论和类似工程的经验进行论证，并宜提出多个方案进行比较。
1.4.2.1定量分析评价的主要内容
（1）岩土体的变形性状及其极限值，尤其是地基沉降验算。
（2）岩土体的强度、稳定性及其极限值，包括地基和基础、基坑边坡等的稳定性。尤其是岩溶地基稳定性验算，是否产生岩溶塌陷问题。
（3）岩土体强度及承载能力验算。
1.4.2.2定量分析的方法
定量分析可采用解析法、图解法或数值法。
目前在岩土工程实践中，岩土工程问题的计算大多都采用定值法，对特殊工程需要时可辅以概率分析法进行综合评价。
1.4.2.3岩土工程计算的极限状态
按《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）规定，岩土工程计算应按极限状态进行。所谓极限状态，是整个工程或工程的一部分，超过某一特定状态就不能满足设计规定的功能要求。各种极限状态都有明确的标志或限值，按工程使用功能，可将极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。
1.4.2.3.1承载能力极限状态
承载能力极限状态是指结构或构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形极限状态，可分为以下两种情况：
（1）地基的整体性滑动、边坡失稳、挡土结构倾覆、岩溶地基塌陷、渗透破坏等。
（2）岩土体的过量变形或位移导致工程的结构性破坏。由于土体的湿陷、震陷、岩溶塌陷、融陷或其他大变形，造成工程的结构性破坏；由于岩土过量的水平位移，导致桩的倾斜、管道破裂、邻近工程的结构性破坏；由于地下水的浮托力、静水压力或动水压力造成的工程结构性破坏等。
1.4.2.3.2正常使用极限状态
这种极限状态对应于工程达到正常使用或耐久性能的某种规定限值。在岩土工程工作中常用于评价岩土体的变形、动力反应、透水性和涌水量等。属于正常使用极限状态的情况有：
影响正常使用的外观变形、局部破坏、振动以及其他的特定状态。例如，由于岩土变形而使工程发生超限的倾斜、沉降、表面裂隙或装修损坏；由于岩土刚度不足而影响工程正常使用的振动；因地下水渗漏而影响工程（地下室）的正常使用等。
1.4.2.3.3岩土工程计算的要求
一般情况下，岩土工程计算应符合下列要求：
（1）按承载能力极限状态计算，可用于评价岩土地基承载力和边坡、挡墙、地基稳定性等问题，可根据有关设计规范规定，用分项系数或总安全系数方法计算，有经验时也可用隐含安全系数的抗力容许值进行计算。
（2）按正常使用极限状态要求进行验算控制，可用于评价地基岩土体的变形、透水性和涌水量等。
（3）如工程需要，可用反分析方法反求岩土参数，验证设计计算，查验工程效果。例如，桂柳高速公路的边坡工程岩土体的抗剪强度指标计算。
1.4.3岩土参数统计及选用
目前，桂林岩溶地区岩土工程勘察中的岩土参数统计，一般是根据《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）中的规定要求，遵循以下规则：
1.4.3.1岩土的物理力学指标
岩土的物理力学指标，按场地的工程地质单元和层位分别统计。桂林岩溶区主要的岩土层有填土、粘性土、粉土、砂土、卵石以及石灰岩。
1.4.3.2岩土工程性质统计指标
岩土工程性质统计指标，根据工程性质、勘察阶段和工程设计要求，分别提供范围值、计算值（算术平均值或最大、最小平均值）、样本数、变异系数及标准值。
1.4.3.3岩土参数统计
岩土性质指标的统计，一般根据《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）中第14.2条规定，计算平均值、标准差和变异系数。
1.4.3.4岩土工程参数提供
在岩土工程勘察报告中，应按下列不同情况提供岩土参数值：
（1）一般情况下，应提供岩土参数的平均值、标准差、变异系数、数据分布范围和数据的数量；
（2）承载能力极限状态计算所需要的岩土参数标准值，应按上述公式计算。
1.4.3.5岩土参数指标的选用
当完成外业工作和室内资料整理工作后，提交的岩土工程勘察报告书，其岩土参数指标的选用一般符合下列原则：
（1）评价岩土性状的指标：天然密度、天然含水率、液限、塑限、塑性指数、液性指数、饱和度、相对密度、吸水率等，采用指标的平均值；
（2）正常使用极限状态计算需要的岩土参数指标，例如压缩系数、压缩模量、渗透系数，采用平均值；
（3）承载能力极限状态计算需要的岩土参数：岩土的抗剪强度指标（最好注明试验方法），采用指标的标准值；
（4）载荷试验承载力用特征值。
桂林岩溶所是中国地质调查局下属的正厅级事业单位。又名中国地质科学院岩溶地质研究所或者中国地质调查局岩溶地质研究所，非中国科学院岩溶地质研究所！
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一、内容概述
1.成果简介
通过对我国西南和华北地区岩溶分布区岩性特征、岩溶发育成因条件、发育强度等的分析对比，认为华北地区岩溶地下水含水条件相对比较稳定，含水介质以构造裂隙为主，较大的溶洞及地下河较少，分布较为均匀，具有统一的地下水位；而在西南地区岩溶地下水主要储藏在溶洞和地下河中，地下水位随当地水文、水文地质条件及地形地貌变化较大，分布极不均匀。根据上述特点，提出了在水文地质调查的基础上，选用适当的物探方法确定井位的工作方法。
2.技术特点
岩溶区勘查找水主要包括水文地质靶区调查和水文地质物探两个方面，水文地质靶区调查的主要内容包括：
（1）收集1∶20万区域水文地质普查资料，特别是1∶5万原始资料，作为工作的基础依据。
（2）水文地质观测线路的布置。根据初步掌握的勘查区水文地质条件，合理地布置观测路线。观测路线采用穿越和追踪法相结合，原则上，观测路线应垂直于构造线方向、穿越地貌变化最大方向。对重要构造形迹、特殊非岩溶夹层等采用追索法布置线路。
（3）对地方政府提出的缺水集中村寨和集镇所在地，调查干旱缺水情况，并重点调查地下水的赋存条件、补给面积、环境水文地质条件及其开发利用条件，初步确定供水水源。
（4）野外调查，对各种调查点进行观测描述，包括以下主要内容：出露的地层及岩性；出露的地质构造及所处构造形迹的部位，岩层产状及其力学性质、水理性质，地质构造与岩溶发育的关系；所处地貌单元位置及地貌特征；水点地面标高；水位、埋深、水深，并访问其变化幅度及观测洪水痕迹；水温，同时观测气温、水的物理性质、测量流量动态变化。对控制性水点都要实测流量；绘制水文地质剖面草图或示意图。对有特殊意义的水点，应绘制水文地质剖面图或洞穴水文地质图，并素描或摄影；调查水点附近的环境地质问题对水点的影响。
（5）水文地质单元的补、径、排条件调查：掌握各类水文地质单元岩溶地下水的补给、径流与排泄条件。补给地段，一般应了解大气降水与地表河水渗入地下的方式与通道，补给地段的范围与面积及地层、岩性、地质构造条件和地貌特征。径流地段，主要了解集中岩溶水流的埋藏深度、分布情况、运动方向及水动力特征，为整个水文地质单元地下水资源的初步评价提供重要依据。
（6）调查储水构造（富水块段），储水构造在地貌上一般表现为山间盆地或规模较大的谷地，盆地周边为基岩裸露的山区，为地下水的主要补给区。盆地内被第四系土层覆盖，为地下水汇集的区域，在一定构造控制下，一般均能形成地下水富集、适宜机井开采的水源地。
（7）通过地面调查，结合物探等技术，查明含水层的结构、边界条件、分布规律、动态特征、开发现状和利用条件。
（8）调查水资源开发利用现状：包括人畜饮用水情况，农田水利化程度及灌溉用水情况，地下水开发利用引起的地质环境问题等。
水文地质物探方法的工作要点是：
（1）物探方法选择。根据近几年实施物探找水经验，主要采用高密度电阻率法、视电阻率联合剖面法、视电阻率对称四极法、音频自然大地电场法等，寻找地下河和裂隙溶洞含水构造，查明裂隙溶洞含水层的分布情况，确定岩溶发育的主导方向和深度及圈定富水地段等；探测储水构造，查明具有一定规模的断层、裂隙带的分布情况，确定井位。
（2）物探剖面要垂直于暗河、断裂构造及地层走向布设，每个靶区布设测线2～3条，采用2～3种探测方法，线距控制在50～100m，点距原则上按10～20m控制，激发极化法点间距按10m进行控制。在测试对象可能通过的断面内，应加密间距，控制在10m内，以便确定钻探井位。
（3）物探工作的布置、参数的确定、检查点的数量和重复测量的误差，其检查数应控制为5%；重复测量误差应满足《直流电法工作规范》具体要求。
（4）勘探线及测点应标明在较大比例尺图上，对勘探点应采用专门手薄认真记录，并及时绘制测量草图。
（5）野外工作结束并经主管部门验收后，应及时提交物探工作报告和相应的图件（包括实际材料图、平面图、剖面图及地质推断解译成果图）、原始记录手薄等。
二、应用范围及应用实例
该技术对我国广大岩溶分布区地下水勘查与找水打井具有指导作用。部分成果已撰写形成学术论文（《严重缺水地区地下水勘查论文集》第3、4集），包括“岩溶地区地下水成井机制探讨”、“不同储水结构的地球物理组合方法选择”、“黔西南岩溶石山区电测探法异常类型及其成因探讨”、“AMT电磁成像系统在贵州抗旱找水中的应用效果”等。
在国土资源部组织的2010年西南三省区（云南、贵州、广西）应急抗旱找水打井和2011年北方四省（山东、河北、河南、山西）应急抗旱找水打井行动中，中国地质科学院岩溶地质研究所分别承担了贵州和山东岩溶区的找水任务。在山东共完成水文地质地面调查1200km2，地球物理勘探剖面71条，侧线总长62.27km，总测点4099个，探点27个，定点23个，确定井位38处，施工30处钻孔，成井28处，成井率超过93%，单井最大涌水量达2400m3/d。在贵州共完成靶区物探100 处，测线总长81380m，测点5648个，确定井位59个，施工钻孔24个，成井22个，成井率达91.7%，单井最大涌水量孔达3700m3/d以上。
三、推广转化方式
会议交流、项目合作、技术培训、技术咨询服务等。
四、技术依托单位
技术依托单位名称：中国地质科学院岩溶地质研究所
技术依托单位名称：中国地质科学院岩溶地质研究所
联系人：王珽唐建生李兆林
通讯地址：广西省桂林市七星路50号
邮政编码：541004
联系电话：，
电子邮箱：，
桂林岩溶所是中国地质调查局下属的正厅级事业单位。又名中国地质科学院岩溶地质研究所或者中国地质调查局岩溶地质研究所，非中国科学院岩溶地质研究所！
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1.4.1岩土工程分析评价的内容和要求
1.4.1.1岩土工程分析评价的内容
岩土工程分析评价是岩土工程勘察成果整理的核心内容，它是在各项勘察工作成果和搜集已有资料的基础上，结合工程的结构荷载特点和使用要求进行的。岩土工程分析评价的内容主要包括：
（1）岩溶场地的稳定性和适宜性评价。一般来说，桂林岩溶地区场地，除了岩溶强发育地带及塌陷区域外，绝大部分区域的地基岩土层分布较连续、稳定，且未发现有第四纪新构造活动的迹象。据史料记载，桂林市自公元220年以来未发生震级大于3.5级的地震，场地区域稳定性较好。
但在漓江一级阶地的勘察中，有时发现有较大范围的新近塌陷区域，此外，在市区东部和西部局部地段有强烈岩溶发育区，在这些地段，溶洞、土洞或塌陷异常发育，基岩中溶洞或成串珠状分布，这些地段的场地适宜性评价结果是差或很差，换言之，这类场地是不宜建设建筑物的场地，因为地基处理的费用很大。
（2）场地岩溶地基均匀性评价。在桂林岩溶地区，由于石灰岩基岩面有时起伏很大，导致第四纪地层分布的厚度及力学性能也差异很大，对地基基础的不均匀沉降、或者对桩基础的持力层选择、基础的稳定性都会带来一定的影响。
（3）根据野外钻探、原位测试、室内试验等结果，结合本地区的建筑经验，按照相关规范的规定，提出场地内各地层的岩土设计参数建议。
（4）预测拟建工程施工和使用过程中可能出现的各类岩土工程问题，尤其是土洞扩展以及岩溶塌陷问题，并提出相应的预防措施或地基处理方法。
（5）综合考虑场地工程地质条件和建筑物特点以及荷载情况，从安全经济、技术可行的原则出发，提出地基与基础设计方案以及基坑边坡支护等各项岩土工程方案设计的建议。
（6）预测拟建工程对现有工程的影响、工程建设过程中产生的环境变化，以及环境变化对工程的影响。例如，基坑开挖抽水或桩基础施工等，是否会诱发周围的岩溶塌陷灾害问题。
（7）场地和地基的地震效应评价。根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2001）的有关规定，对本场地的地基土层的地震效应作评价。根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2001）的规定划分：桂林市抗震设防烈度为6 度，设计基本地震加速度值为0.05 g，设计特征周期为0.35 s，设计地震分组为第一组。
1.4.1.2各类岩土工程评价要点
根据各类工程的类型及特点，其岩土工程评价与分析的具体内容，除了上述以外，还应该有所区别地突出以下重点。
1.4.1.2.1天然地基浅基础的分析评价
（1）岩溶地基的稳定性、土洞及其塌陷的评价分析；
（2）地基土的均匀性；当采用浅基础时，要注意红粘土地基的不均匀厚度分析，尤其是基岩表明分布的软、流塑红粘土；
（3）地基持力层及地基承载力的建议；
（4）提供地基变形计算参数，按照规范对地基进行变形验算，预测建筑物的变形特征。
1.4.1.2.2桩基工程的分析评价
（1）桩基础的适宜性；
（2）桩基础类型、桩端持力层的建议；
（3）桩基基础设计及施工所需的岩土参数，桩端土地基极限承载力及桩侧极限侧摩阻力；
（4）分析桩基础施工中的注意事项，提出相应的预防或处理措施的建议；
（5）评价桩基施工过程尤其是沉管灌注桩对环境的影响，并提出相应建议。
1.4.1.2.3地基处理的分析评价
（1）地基处理的必要性和可行性分析；
（2）地基处理方法和方案的建议；
（3）针对可能采用的地基处理方案，提供地基处理设计和施工所需的岩土参数；
（4）提出地基处理的注意事项，预测地基处理可能对环境的影响；
（5）工程需要时可对地基处理进行专门的试验研究，并提交相应的试验研究报告。
1.4.1.2.4基坑工程的分析评价
（1）岩土的重度和抗剪强度指标等参数；
（2）基坑开挖与支护方案的建议；
（3）地下水计算参数和控制方法的建议；
（4）施工中可能对周边建筑物、地下管线等产生的影响及采取防治措施的建议。
1.4.1.2.5边坡工程的分析评价
（1）地形、地貌形态，覆盖层厚度，基岩面的形态和坡度，不良地质作用等；
（2）岩土的类型、成因、工程特性、岩石风化和完整程度；
（3）岩体主要结构面（特别是软弱结构面）的类型、产状、延展情况、闭合程度、充填状况、充水状况、力学属性和组合关系，主要结构面与临空面的关系，是否存在外倾结构面；
（4）地下水的类型、水位、水压、水量、补给和动态变化，岩土的透水性和地下水的出露情况；
（5）气象条件（特别是雨期、暴雨强度），汇水面积、坡面植被，地表水对坡面、坡脚的冲刷情况；
（6）岩土的物理力学性质和软弱结构面的抗剪强度；
（7）分析边坡和建在坡顶、坡上建构物的稳定性，以及对坡下工程和环境的影响；
（8）最优坡形和坡角的建议；
（9）不稳定边坡整治措施和监测方案建议。
1.4.1.3岩土工程分析评价的要求
（1）必须与工程密切结合，充分了解工程结构的类型、特点和荷载组合情况，分析强度和变形的风险和储备。
（2）掌握场地的地质背景，考虑岩土材料的非均匀性、各向异性和随时间的变化，评估岩土参数的不确定性，确定其最佳建议值。
（3）参考类似工程的经验，以作为拟建工程的借鉴，尤其是溶洞土洞及其塌陷问题的分析与处理经验。
（4）对于重大工程和复杂的岩土工程问题，应在施工过程中进行监测或者测量工作，并根据监测资料适当修订设计和施工方案，即信息化设计施工。
1.4.2岩土工程分析评价的方法
对桂林岩溶地区的岩土工程分析评价，可以采用定性分析评价与定量分析评价相结合的原则来进行。可在定性分析评价的基础上，进行定量分析评价。对某些问题则可仅作定性分析评价即可，如工程选址及场地对拟建工程的适应性、场地地质背景和工程地质条件分析、岩土性状的描述等。定性分析和定量分析都应在详细资料和数据的基础上，运用理论和类似工程的经验进行论证，并宜提出多个方案进行比较。
1.4.2.1定量分析评价的主要内容
（1）岩土体的变形性状及其极限值，尤其是地基沉降验算。
（2）岩土体的强度、稳定性及其极限值，包括地基和基础、基坑边坡等的稳定性。尤其是岩溶地基稳定性验算，是否产生岩溶塌陷问题。
（3）岩土体强度及承载能力验算。
1.4.2.2定量分析的方法
定量分析可采用解析法、图解法或数值法。
目前在岩土工程实践中，岩土工程问题的计算大多都采用定值法，对特殊工程需要时可辅以概率分析法进行综合评价。
1.4.2.3岩土工程计算的极限状态
按《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）规定，岩土工程计算应按极限状态进行。所谓极限状态，是整个工程或工程的一部分，超过某一特定状态就不能满足设计规定的功能要求。各种极限状态都有明确的标志或限值，按工程使用功能，可将极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。
1.4.2.3.1承载能力极限状态
承载能力极限状态是指结构或构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形极限状态，可分为以下两种情况：
（1）地基的整体性滑动、边坡失稳、挡土结构倾覆、岩溶地基塌陷、渗透破坏等。
（2）岩土体的过量变形或位移导致工程的结构性破坏。由于土体的湿陷、震陷、岩溶塌陷、融陷或其他大变形，造成工程的结构性破坏；由于岩土过量的水平位移，导致桩的倾斜、管道破裂、邻近工程的结构性破坏；由于地下水的浮托力、静水压力或动水压力造成的工程结构性破坏等。
1.4.2.3.2正常使用极限状态
这种极限状态对应于工程达到正常使用或耐久性能的某种规定限值。在岩土工程工作中常用于评价岩土体的变形、动力反应、透水性和涌水量等。属于正常使用极限状态的情况有：
影响正常使用的外观变形、局部破坏、振动以及其他的特定状态。例如，由于岩土变形而使工程发生超限的倾斜、沉降、表面裂隙或装修损坏；由于岩土刚度不足而影响工程正常使用的振动；因地下水渗漏而影响工程（地下室）的正常使用等。
1.4.2.3.3岩土工程计算的要求
一般情况下，岩土工程计算应符合下列要求：
（1）按承载能力极限状态计算，可用于评价岩土地基承载力和边坡、挡墙、地基稳定性等问题，可根据有关设计规范规定，用分项系数或总安全系数方法计算，有经验时也可用隐含安全系数的抗力容许值进行计算。
（2）按正常使用极限状态要求进行验算控制，可用于评价地基岩土体的变形、透水性和涌水量等。
（3）如工程需要，可用反分析方法反求岩土参数，验证设计计算，查验工程效果。例如，桂柳高速公路的边坡工程岩土体的抗剪强度指标计算。
1.4.3岩土参数统计及选用
目前，桂林岩溶地区岩土工程勘察中的岩土参数统计，一般是根据《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）中的规定要求，遵循以下规则：
1.4.3.1岩土的物理力学指标
岩土的物理力学指标，按场地的工程地质单元和层位分别统计。桂林岩溶区主要的岩土层有填土、粘性土、粉土、砂土、卵石以及石灰岩。
1.4.3.2岩土工程性质统计指标
岩土工程性质统计指标，根据工程性质、勘察阶段和工程设计要求，分别提供范围值、计算值（算术平均值或最大、最小平均值）、样本数、变异系数及标准值。
1.4.3.3岩土参数统计
岩土性质指标的统计，一般根据《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）中第14.2条规定，计算平均值、标准差和变异系数。
1.4.3.4岩土工程参数提供
在岩土工程勘察报告中，应按下列不同情况提供岩土参数值：
（1）一般情况下，应提供岩土参数的平均值、标准差、变异系数、数据分布范围和数据的数量；
（2）承载能力极限状态计算所需要的岩土参数标准值，应按上述公式计算。
1.4.3.5岩土参数指标的选用
当完成外业工作和室内资料整理工作后，提交的岩土工程勘察报告书，其岩土参数指标的选用一般符合下列原则：
（1）评价岩土性状的指标：天然密度、天然含水率、液限、塑限、塑性指数、液性指数、饱和度、相对密度、吸水率等，采用指标的平均值；
（2）正常使用极限状态计算需要的岩土参数指标，例如压缩系数、压缩模量、渗透系数，采用平均值；
（3）承载能力极限状态计算需要的岩土参数：岩土的抗剪强度指标（最好注明试验方法），采用指标的标准值；
（4）载荷试验承载力用特征值。
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一、内容概述
1.成果简介
岩溶山区表层岩溶水引蓄开发技术是国家科技支撑计划与国土资源大调查项目联合攻关形成的成果，主要针对我国西南岩溶地区地下河深埋、干旱缺水严重而研制的开发利用位置高的山区表层岩溶水水源的技术体系，主要内容包括表层岩溶水调查与开发、蓄水柜建设、设施管理及水源保护，是岩溶山区合理高效利用有限的水资源，缓解岩溶干旱的地下水开发新技术，已在广西马山弄拉和平果果化等地区取得试验成功。
2.表层岩溶水调查与开发
表层岩溶水的特点及意义。表层岩溶带在中国南方岩溶地区广泛发育，深度大多在10m以内，其水文地质主要有以下三个特点：一是由溶沟、溶槽、浅部溶隙、溶孔、溶穴、溶痕等个体形态构成其含水、蓄水空间；二是表层岩溶带底界无明显的隔水层，而由相对完整的可溶岩带构成局部隔（阻）水底界；三是表层岩溶带的水可在有利的部位出露形成表层岩溶泉。而表层岩溶泉是西南岩溶峰丛山区居民历史上聚集和繁衍的重要条件。由于表层岩溶水位置高，开发利用便利，也为解决当地贫困居民缺水问题提供了有利条件。但随着近年来的森林破坏，石漠化加剧，环境调蓄表层水的功能减弱，水土流失速度加快，泉水衰减、水质恶化，大多数表层岩溶水只有在大暴雨期间才形成超渗产流表层岩溶泉，旱季时表层岩溶泉水普遍断流，从而使当地居民普遍丧失原有的饮用水供水条件，存在严重的干旱缺水问题。
表层岩溶水调查。主要包括：查明岩溶水系统边界、系统内岩溶发育程度、植被和土壤覆盖情况，生态环境及表层岩溶带对岩溶水资源的调蓄功能，动态监测所有表层岩溶泉的流量和水化学，把握水资源量及其动态变化。
表层岩溶水开发。一是将分散的表层岩溶水截留和归并，由于表层岩溶泉比较分散，常常有几个出水点，某一个泉水的流量较小，需要开展一些小的水利工程将分散的表层岩溶水截留和归并，以增加水的出流量。二是发展表层岩溶水系统的生态，特别是森林植被，来增强表层岩溶带的调蓄水资源的能力。三是建设水柜，引泉蓄水结合，形成集中供水。
3.蓄水水柜工程建设
（1）水柜设计
水柜选址：水柜选址要避免在裂隙发育的地方，防止地下水扬压力对池底的破坏。如果选址时确实无法避开裂隙，则要建好排水通道，降低扬压力。不允许以原山体作为柜壁，以免山体与柜体之间不均匀沉降而开裂漏水。水柜尽量建设在完整的岩基上，不能建在半边岩基、半边软基或破碎的岩基上。
水柜的建筑材料：浆砌石材料最适合岩溶石山区特点，能就地取材，结构简单，造价低。石料应选择新鲜坚硬的大块石，不允许裂隙发育、风化严重的石料上墙。现浇混凝土施工最好能一次浇筑完成，如分几个仓面浇筑混凝土则一定要对施工缝进行处理后才可以进行下一轮的混凝土浇筑，以免接缝处漏水。
水柜的容积：家庭水柜的容量大小主要依据表层岩溶水量大小和供水人畜数量来确定。
1）按人畜数量计算人畜需水量公式为
V1=N·I1·T
式中：V1为人畜需水量；N为用水人口数，要考虑人口增长，一般可按1.2×现状人口计；I1为用水定额，依据国家规范结合实际取值为40L/（人·d）；T 为连续缺水时间（取值根据实际缺水时段确定）。在实际设计中，考虑再加畜禽用水2m3，计算得理论需水量。
2）依据表层岩溶泉水流量和动态变化特征确定可供水量
V2=P·I2·W
式中：V1表层岩溶泉的可供水量；P为多年平均降雨量；I2为表层岩溶泉的调蓄系数；W为泉域汇水面积。各种类型表层岩溶泉的调蓄系数见表1。
表1 各种类型表层岩溶泉调蓄系数
地头水柜的容量大小主要依据表层岩溶水量大小和作物缺水量来确定。计算方法同家庭水柜。梯形耕地灌水每隔一星期一次，一次灌水按4m3/亩计算，旱年灌水6～8次，水柜总容量按照16～20m3/亩·年计算；洼地平旱地每隔一星期一次，一次灌水按3m3/亩计算，旱年灌水5～6次，水柜总容量按照12～15m3/亩·年计算；果树每隔一星期一次，一次灌水按2.5m3/亩计算，旱年灌水5～6次，水柜总容量按照8～10m3/亩·年计算。
家庭水柜的总容积取表层岩溶泉可供水量与实际人畜需水量中较小者，如果考虑通过集雨蓄水满足生活用水，水柜的总容积按实际人畜需水量计算；地头水柜的总容积取表层岩溶泉可供水量与实际作物缺水量中较小者，如果考虑通过集雨蓄水满足作物用水，水柜的总容积按实际作物需水量计算。
地头水柜的蓄水次数。实际生产中，地头水柜一年可以循环多次蓄水。特旱年地头水柜蓄水次见表2：
表2 特旱年各类型表层岩溶泉地头水柜蓄水次数
水柜的实际修建库容大小。地头水柜实际需要修建的水柜库容大小等于总容积与蓄水次数的比值。家庭水柜按特旱年连续干旱天数与人畜日需水量的乘积计算。
（2）水柜建设
根据岩溶区坡度大的特点，水柜建设应先开挖出平台。对傍坡水柜，整平的水柜基础上浇灌混凝土时，适当向坡内倾斜，倾斜角度控制在2%～3%。
水柜从上到下由进水管（槽）、溢流管（槽）、铁梯、供水管、清洗管、柜壁、柜底构成。
水柜砌筑要求错缝不通缝，满浆不留空。要求先勾缝后批挡，勾缝时每条缝的边缘都要与石面紧密结合。
（3）附属设施
修建水柜的附属设施是为了水净化和保护，一般有过滤池、沉沙池、放水管、盖板等。
过滤池。在进水口上方，过滤池大小为0.8m×0.8m，过滤池壁高1.0m、厚0.3m。在过滤池内由下至上依次填入棕丝、泥炭和细砂，分层高度分别为0.2m、0.3m、0.3m。表层覆盖厚0.02～0.04m的防冲碎石层。
沉沙池。在过滤池上方约1～2m处修建，一般为1.0m×1.0m×1.5m（长×宽×高）的方体池子。沉沙池口设0.4m×0.1m的溢流口，出口处设置拦污栅，底部设冲沙孔。
引水渠（管）。连接泉点与水柜，坡降控制在3%左右。引水渠和水管的尺寸按泉水的最大流量设计，要对引水渠进行三面光硬化防渗处理。
放水管。放水管预埋在砌体中，置于距水柜底板上0.15～0.2m处，防止排干水后阳光直射柜底引起底板开裂而漏水，并预防雨季大量泥沙堵塞水管。
盖板。对家庭水柜，为防止杂物掉入水柜影响水质，对地头水柜可加盖板减少水分蒸发。
4.设施管理及水源保护
水柜建成后应及时清除杂物并清洗干净，以后每隔3年清洗1 次水柜。对于家庭水柜，进入雨季前要将泉点边、沉沙池、引水渠等清扫干净，并将第一次水放掉，以便蓄到较干净的水。每隔3年更换一次过滤池内的泥炭和棕丝，并将其内的细砂、碎石彻底淘洗后再用，同时更换不能正常使用的引水、供水设备，确保正常使用。
水柜开始蓄水的半年内，不能一次蓄满，防止水压力上升过急涨坏水柜，要分3～5次逐步蓄水到位。
加强泉域水源地植被的保护，人工促进水源地植被的恢复，确保泉水流量动态稳定。柜边种植藤生植物，水柜上方搭棚架，可以使水柜防晒，减少蒸发，水柜无水时可降低温度应力对水柜结构的破坏。
二、应用范围及应用实例
本技术适宜于整个西南30多万平方千米的岩溶山区，主要用于分散居民饮用和少面积耕地灌溉用水。是应对岩溶山区抗旱的重要技术。
实例1：广西马山县弄拉屯：弄拉鸡蛋堡山峰范围仅约0.02km2，但垭口部位有大量表层岩溶水点出露。2000年以来，在表层岩溶水调查的基础上，对表层岩溶水进行截留和归并，在泉口修建1个600m3、1个300m3大水柜蓄水，每年可保持水柜蓄水2万多m3，不仅保证了全屯100多人的饮用水，而且通过水管连接，配套采用移动式胶管节水灌溉，解决了下弄拉60多亩耕地、40多亩果园、20药材及牧草地的旱季灌溉用水和几十头大牲畜饮用水。
实例1：广西平果县布午屯：2009年在对一高位表层岩溶泉进行调查监测的基础上，于泉口修建一800m3的大水柜蓄表层岩溶水，并引水1000m到布午屯，配套2个100m3的水柜和2000m的引水管，解决了布午屯300多口人及全部牲畜饮用水和200多亩耕地的灌溉用水问题。
三、推广转化方式
根据不同部门、单位和群体的需要，我单位可组织相关技术人员开办本实用技术专门培训班。对于承担国家和有关部门相关重大科技项目的单位，可采取委托业务或通过技术咨询和现场服务等方式来推广转化本项技术。
四、技术依托单位
技术依托单位名称：中国地质科学院岩溶地质研究所
联系人：王珽蒋忠诚
通讯地址：广西省桂林市七星路50号
邮政编码：541004
联系电话：，
电子邮箱：，
中国地质科学院岩溶地质研究所主要承担国家和地方岩溶地质应用基础研究和中国地质调查局国土资源地质调查任务，同时，也承担地方国民经济建设中的技术开发和服务工作。在岩溶动力学与全球变化、岩溶资源评价与开发利用、岩溶生态系统与石漠化治理、岩溶地质灾害防治与环境保护、岩溶景观旅游评价等方面进行创新研究，形成优势学科领域。
中国地质科学院岩溶地质研究所设置有岩溶动力学重点实验室、岩溶资源与环境调查研究院、岩溶生态研究与石漠化治理中心、岩溶地质灾害研究中心、岩溶景观与洞穴研究中心、环境地球化学研究测试中心等二级科研机构。岩溶动力学重点实验室为国土资源部重点实验室，岩溶生态系统与石漠化治理重点实验室为中国地质科学院重点实验室。挂靠学术组织有：中国地质学会岩溶地质专业委员会、洞穴专业委员会。现有在职职工154人，其中科技人员121人，有研究员24人（1人为中国科学院院士），副研究员及高级工程师51人，中级职称43人。另外，还外聘流动高级科研人员25人。
所长、书记姜玉池研究员
副所长、副书记、纪委书记刘雯高级工程师
副所长黄庆达高级工程师
2008年全所实现货币工作总量4600万元，比2007年增长18%；固定资产增加728万元，达到3936万元。2008年全所在研项目72项，预算经费4079万元。其中纵向科研项目32项，经费1538万元；横向科研项目33项，经费1503万元；地质调查工作项目7项，经费1038万元。
2008年完成科技部、国家基金委、国土资源部和广西科技厅等下达的科研项目和地方技术服务项目72项，发表论文87篇，其中SCI检索期刊论文4篇，ISTP论文1篇，国内核心期刊论文43篇，国内一般期刊论文39篇，出版专著2部。
2008年12月15日联合国教科文组织国际岩溶研究中心在桂林挂牌成立。国土资源部、广西壮族自治区政府、科技部、教育部、国家自然科学基金委员会、中国国际地学计划全国委员会、中国常驻联合国教科文组织代表团代表、中国地质调查局、中国地质科学院、中心第一届理事会理事、中国地质调查局直属单位的有关领导和代表，以及来自有关省市地勘部门的代表共近300人参加了挂牌成立仪式。仪式取得了圆满成功。
国土资源部副部长、中国地质调查局局长、中心第一届理事会主席汪民，联合国教科文组织助理总干事埃德伦，广西壮族自治区人民政府副主席陈章良，桂林市人民政府市长李志刚共同为国际岩溶研究中心揭牌。
国际岩溶研究中心挂牌成立仪式
联合国教科文组织国际岩溶研究中心第一届理事会第一次会议
参加联合国教科文组织国际岩溶研究中心第一届理事会第一次会议的人员合影留念
联合国教科文组织埃德伦助理总干事与中国同事合影留念
2008年度重要科研成果
岩溶动力系统运行机制与岩溶生态系统研究：重点揭示了土下碳酸盐岩的溶蚀特征，在一个水文年中，雨季土下碳酸盐岩溶蚀量占全年的65%～71%，在雨季竹林下碳酸盐岩溶蚀速率明显高于其他土地利用类型，但在旱季竹林下的碳酸盐岩溶蚀速率则低于林地和草地。持续两年的观测数据显示，岩溶林地土壤呼吸速率的变化幅度为14.63～297.77mg C·m-2·h-1，平均为118.81mg C·m-2·h-1；非岩溶区林地土壤其呼吸速率的变化幅度为43.12～329.93 mg C·m-2·h-1，平均为156.99mg C·m-2·h-1。
土壤呼吸速率与水热因子图
土壤呼吸速率季节动态变化
碳酸盐岩缝洞系统模式及成因研究：属“973”项目研究课题，对典型露头区岩溶缝洞系统进行了地质—地球物理描述，分析了塔河油田试验区三大类型古岩溶作用条件，初步建立了塔河油田试验区多期次、多旋回裸露风化古岩溶作用机制与演化模式，分析了塔河油田试验区不同地貌单元缝洞系统垂向分带特征和不同地貌单元缝洞系统结构特征。
岩溶塌陷地质灾害监测预报：初步建立了一整套岩溶塌陷形成演化过程和发育判据的室内分析测试方法。针对当前岩溶区高速公路、高速铁路、输油管线等生命线工程建设面临的岩溶土洞的发育和稳定性问题，运用以光纤时域反射BOTDR和同轴电缆时域反射TDR为代表的分布式光电传感技术在临桂黄岔塘附近的桂阳高速公路建成了我国第一个岩溶土洞（塌陷）监测预报试验站，为线性工程岩溶塌陷的时空预报研究提供了平台。
岩溶景观与洞穴研究：开展了广西岩溶地质遗迹调查评价，完成了广西乐业凤山世界地质公园申报项目的系列技术材料的编写和国内评审，顺利被推荐接受UNESCO专家组评估。开展了我国不同气候地貌区代表性洞穴调查与空气环境监测工作，在广西桂林、河池，海南儋州、重庆武隆、河北兴隆建立了五个洞穴空气环境系统自动远程监测系统，对洞穴空气环境的温度、湿度、CO2、O2等因子进行高频度的远程自动监测，初步掌握洞穴空气环境的变化规律，基本查明洞穴钟乳石脱变原因，提出洞穴钟乳石景观保护和修复技术思路；利用宇生核素36Cl、10Be、26A1来确定天坑的形成年代，具有首创性，为进一步阐明天坑形成机制及发育演化规律，为完善我国区域岩溶研究提供科学依据。
在塔河油田恢复古岩溶地貌并为分析储集空间分布规律奠定了良好基础
传感器铺设
桂阳高速公路岩溶土洞监测
在贵州省六冲河流域探采结合，2008年10月31日和11月4日完成了大方县马场镇马场村和白泥村2处供水口的钻探抽水试验，计算可采水资源12003/d，解决周边5个村29903人的饮水安全，大方县和马场镇政府为此举办隆重的庆典大会
西南岩溶石山地区地下水与环境地质调查：属地质调查项目，完成了1:5万水文地质综合调查面积21665km2、水文地质钻探11132m，岩、土、水化学等测试分析样品3995件，完成了设计工作量。通过水文地质综合调查，查清了测区地下水的补给、径流、排泄条件和水资源特征，调查岩溶地下河180多条，其中新发现20条，调查岩溶大泉700多处。查明了石漠化、干旱缺水、岩溶内涝和煤矿开采产生的环境地质问题，掌握了岩溶地下水开发利用条件、现状及潜力。通过寻找有利富水带，实施水文地质钻探，共成井32口，涌水量近12000m3/d，解决10万多人和5万多亩旱地灌溉供水源问题，为西南岩溶区水资源有效开发利用积累了经验。
西南岩溶石山地区重大环境地质问题及对策研究：属地质调查项目，发现新一轮重大工程活动及矿山开采引发的水资源与水环境问题十分突出，矿山污染呈“由点向面状发展态势”，地下水质受污染的威胁和程度越来越严重，如柳州市鸡喇地下河受城市垃圾及废水影响，下游河段 、 、 、 等离子含量明显超标。广西德保县糖厂的酒精车间废水排放，其下游的那造地下河出口处，COD达18.9mg/L,F－含量达到1.6mg/L。经对18条典型地下河沉积物和地下水有机污染物（POPs）的调查与测试分析，发现沉积物内有机污染物六六六（HCHs）、滴滴涕（DDTs）有积累现象。重庆地下河有机污染状况较严重，其地下河沉积物内平均值分别为平均26.74ng/g和8.70ng/g。建议下一步水工环工作重点应重视对水环境现状与变化的研究。
柳州鸡喇地下河不同河段水化学分析结果
岩溶地下水监测与环境敏感性评价：属地质调查工作项目，完善了数据管理系统，获得各监测站降雨量、地下水主要水化学指标等大量数据。在官村，选择地下水水位埋深、土壤厚度、地形特征、包气带介质为评价因子，进行脆弱性评价和方法探索，评价结果显示，岩溶洼地区域脆弱性高，地表落水洞、天窗、明流交替且土层厚度大于1m区域脆弱性中等；根据官村流域内土壤空间分布特征，分析了土壤含水率，研究了包气带滴水的动态特征，认为基岩空隙度低造成包气带的吸附能力有限，且与水位埋深有关；洞穴滴水和古环境研究取得新进展，滴水水化学变化呈现明显的季节性波动。石笋记录揭示了8个阶段百年尺度的干湿、冷暖波。
岩溶地下水自动化监测站管理系统
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摘要：岩溶区生态恢复和重建是当今生态学研究的热点之一。研究自然更新过程中植物多样性变化对岩溶区退化生态系统的恢复和重建具有指导性意义。以桂林岩溶试验场为研究范围，选取具有代表性的垭口、1号洼地和砂页岩区3个样点(样方为20mx20m)进行种属组成、植物生活型谱和植物多样性研究。结果表明，丫吉村岩溶试验场经过近20年的自然恢复，其植物多样性增加，生境获得改善，整个区域的群落向着更加稳定的阶段演替。 关键词：自然恢复；植物多样性；桂林岩溶试验场 中图分类号：Q948．11；P642．25 文献标识码：A 文章编号：1007-7847(2006)02-0139―05 植物多样性的恢复是退化生态系统恢复与重建的重要内容。岩溶生态系统被视为一种与沙漠边缘一样极其脆弱的生态系统，植被生长缓慢。岩溶环境区的森林一旦退化或者被毁灭，其原有生态系统所具有的动态平衡被打破，造成水土流失，土壤干旱、贫瘠产生“石漠化”现象。朱�基总理在2001年3月5日九届人大四次会议上明确提出“推进黔桂滇岩溶地区石漠化综合治理”，把石山地区的生态重建及石漠化治理问题列为西部大开发的头等大事。 自然更新是生态恢复和重建与生物多样性维持的有效途径。研究自然恢复区物种组成、结构和功能，是目前寻找迅速人工恢复和重建相对稳定常绿阔叶林最重要的途径之一。通过探讨桂林岩溶试验场经过近20年自然恢复后植物多样性的特点和规律，可为我国西南岩溶区生态治理和生态恢复提供一定的理论依据和实践经验。 1研究区概况 桂林岩溶试验场作为中法合作项目建于1986年，是中国南方裸露岩溶区具有代表性的峰丛山区岩溶泉域系统．位于桂林市东南郊区8km的丫吉村附近，处在峰丛洼地和峰林平原的交界地带，总面积2km2。试验场自成一个岩溶水文地质系统，它的补给区位于峰丛洼地区，有13个洼地，而它的排泄区由位于桂林峰林平原东部边缘的一个常年流水泉(S31号泉)和3个季节性泉(S29、S291、S32号泉)组成(图1)。平原标高150m，补给区内的最高峰达650m，其内洼地底部标高介于250-400m之间。 桂林位于亚热带季风区，降雨在季节分配上的不均匀性是该区基本的气候特点。据桂林市气象台32年的观测资料，多年平均降雨量为1915．2mm，多年平均水面蒸发量为1378．3 mm。该区从9月至次年3月为旱季，其降雨量仅为年降雨量的29．68％，而4月至8月的雨季降雨量占年降雨量的70．32％。 试验场在1986年之前，由于当地农民的砍伐和烧荒，其生态环境受到掠夺性破坏，整个区域基本没有植被覆盖，生境相当严酷，为次生裸地。在作为试验场后封山进行植物群落的自然恢复，目前群落年龄在8―10a之内。由于试验场不同部位水分、光照、热量以及土壤的差异，故选取垭口、洼地和砂页岩区3种不同形态的样地进行野外调查。洼地为降水的汇集区其水热条件和土质较好，多为南方岩溶区的耕作区；垭口由于土壤覆盖度低、水热变化剧烈，环境相对恶劣；岩溶区偶夹杂砂页岩形成酸性至强酸性的土壤，土层相对较厚，腐殖质多，并适宜于马尾松等乔木的生长，可作为非岩溶区的代表。 2研究方法 选取垭口、1号洼地和砂页岩区3个典型样地进行植物多样性调查(图1)，由于研究区域面积较小，故样地设为20m×20m，并划分成4个10m×10m的子样地记录乔木层物种。并在子样地中设4个2m×2m的小样方进行灌木和草本植物盖度的记录。同时参照《中国植被》和《广西植物志》、《中国种子植物科属词典》等文献对样方植被的科属组成、生活型谱进行划分整理和对比分析。 本文生物多样性指数计算采用Shannon-Wiener指数： S为物种数目，pi为属于种I的个体在全部个体中的比例。 丰富度指数采用： D＝S／InA A为单位面积，S为群落中物种数目。 3结果 3．1 科属组成 三样地共采集植物标本27科，47属，49种。其中，试验场内分布有蕨类植物3种(隶属于3属3科)；裸子植物1种(隶属于1属1科)；被子植物45种(隶属于43属23科)(表1)。从环境条件来讲，不同样地的水份、光照以及土壤条件的差异形成一个个的小生境并对植被外貌产生一定的影响。通过表1可以看出，垭口处由于条件恶劣主要以草本植物为主，砂页岩区具有良好的环境条件而以乔木为主。这些物种为试验场通过自然恢复向常绿阔叶林区系发展起着举足轻重的作用。 3．2 生活型 植被是在一定自然历史条件综合作用下长期发展的结果，其外貌和结构主要取决于群落优势种的生活型。按照《中国植被》生活型系统表，从演化形态学，主轴木质化程度和寿命长短几个方面将3个样点所有植物分成乔木、灌木、半灌木、多年生草本和一二年生草本5个生活型并分别进行统计(表2)。结果表明，垭口处的一二年生植物占有较高的比例，为1号洼地处的1．5倍，并且木本植物基本为旱生型灌丛，这种情形说明了此处环境条件恶劣以及水热条件变化剧烈使此处的植物群落处于草灌丛阶段。洼地由于水热条件较好，除拥有高大的乔木外，灌丛种类也较多，而处于灌丛阶段。砂页岩区的外貌为马尾松林，同时还具有另外4种乔木，6种灌木，8种草本植物，植物群落处于亚顶极阶段．并可用这3种样地进行时空替换来研究岩溶区植被各演替阶段物种多样性的特征。 3．3 植物多样性与植物群落的稳定性 植物群落的稳定性与植物多样性密切相关，由于没有合适的指标对其进行衡量，目前主要以群落的复杂性(多样性)作为衡量稳定性的指标。从图2可以看出，3个样点的植物多样性变化趋势是垭口1号洼地>砂页岩区。植物多样性呈现升高趋势是因为植被从草丛群落演替到亚顶极群落，随着生物对恶劣环境的改善，环境容纳量不断提高，故物种多样性也不断提高，并且群落的稳定性不断得到提高。尽管1号洼地和砂页岩区的植被处于灌丛阶段和亚顶极阶段，但由于具有乔灌草3层结构，其物种并不丰富，而垭口的植被处于草灌丛阶段，基本只有一个层次，其丰富度指数最高，从而3个样点的丰富度指数呈下降趋势。 4讨论 桂林岩溶试验场作为次生裸地，通过封山使其群落进行自然恢复过程也是一种生态恢复的过程。桂林岩溶试验场经过近20年的自然生态恢复，植物多样性得到增加，垭口、1号洼地、砂页岩区3个样地的植物多样性呈增加的趋势，并通过其丰富度指数呈降低趋势和植被生活型分析显示各个样点处于不同的演替阶段。考虑到这3种不同样地水份、光照以及土壤条件的差异影响植被的演替阶段，因此可用这3种样地进行时空替换来研究岩溶区植被各演替阶段物种多样性的特征。 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文
一、内容概述
1.成果简介
岩溶山区表层岩溶水引蓄开发技术是国家科技支撑计划与国土资源大调查项目联合攻关形成的成果，主要针对我国西南岩溶地区地下河深埋、干旱缺水严重而研制的开发利用位置高的山区表层岩溶水水源的技术体系，主要内容包括表层岩溶水调查与开发、蓄水柜建设、设施管理及水源保护，是岩溶山区合理高效利用有限的水资源，缓解岩溶干旱的地下水开发新技术，已在广西马山弄拉和平果果化等地区取得试验成功。
2.表层岩溶水调查与开发
表层岩溶水的特点及意义。表层岩溶带在中国南方岩溶地区广泛发育，深度大多在10m以内，其水文地质主要有以下三个特点：一是由溶沟、溶槽、浅部溶隙、溶孔、溶穴、溶痕等个体形态构成其含水、蓄水空间；二是表层岩溶带底界无明显的隔水层，而由相对完整的可溶岩带构成局部隔（阻）水底界；三是表层岩溶带的水可在有利的部位出露形成表层岩溶泉。而表层岩溶泉是西南岩溶峰丛山区居民历史上聚集和繁衍的重要条件。由于表层岩溶水位置高，开发利用便利，也为解决当地贫困居民缺水问题提供了有利条件。但随着近年来的森林破坏，石漠化加剧，环境调蓄表层水的功能减弱，水土流失速度加快，泉水衰减、水质恶化，大多数表层岩溶水只有在大暴雨期间才形成超渗产流表层岩溶泉，旱季时表层岩溶泉水普遍断流，从而使当地居民普遍丧失原有的饮用水供水条件，存在严重的干旱缺水问题。
表层岩溶水调查。主要包括：查明岩溶水系统边界、系统内岩溶发育程度、植被和土壤覆盖情况，生态环境及表层岩溶带对岩溶水资源的调蓄功能，动态监测所有表层岩溶泉的流量和水化学，把握水资源量及其动态变化。
表层岩溶水开发。一是将分散的表层岩溶水截留和归并，由于表层岩溶泉比较分散，常常有几个出水点，某一个泉水的流量较小，需要开展一些小的水利工程将分散的表层岩溶水截留和归并，以增加水的出流量。二是发展表层岩溶水系统的生态，特别是森林植被，来增强表层岩溶带的调蓄水资源的能力。三是建设水柜，引泉蓄水结合，形成集中供水。
3.蓄水水柜工程建设
（1）水柜设计
水柜选址：水柜选址要避免在裂隙发育的地方，防止地下水扬压力对池底的破坏。如果选址时确实无法避开裂隙，则要建好排水通道，降低扬压力。不允许以原山体作为柜壁，以免山体与柜体之间不均匀沉降而开裂漏水。水柜尽量建设在完整的岩基上，不能建在半边岩基、半边软基或破碎的岩基上。
水柜的建筑材料：浆砌石材料最适合岩溶石山区特点，能就地取材，结构简单，造价低。石料应选择新鲜坚硬的大块石，不允许裂隙发育、风化严重的石料上墙。现浇混凝土施工最好能一次浇筑完成，如分几个仓面浇筑混凝土则一定要对施工缝进行处理后才可以进行下一轮的混凝土浇筑，以免接缝处漏水。
水柜的容积：家庭水柜的容量大小主要依据表层岩溶水量大小和供水人畜数量来确定。
1）按人畜数量计算人畜需水量公式为
V1=N·I1·T
式中：V1为人畜需水量；N为用水人口数，要考虑人口增长，一般可按1.2×现状人口计；I1为用水定额，依据国家规范结合实际取值为40L/（人·d）；T 为连续缺水时间（取值根据实际缺水时段确定）。在实际设计中，考虑再加畜禽用水2m3，计算得理论需水量。
2）依据表层岩溶泉水流量和动态变化特征确定可供水量
V2=P·I2·W
式中：V1表层岩溶泉的可供水量；P为多年平均降雨量；I2为表层岩溶泉的调蓄系数；W为泉域汇水面积。各种类型表层岩溶泉的调蓄系数见表1。
表1 各种类型表层岩溶泉调蓄系数
地头水柜的容量大小主要依据表层岩溶水量大小和作物缺水量来确定。计算方法同家庭水柜。梯形耕地灌水每隔一星期一次，一次灌水按4m3/亩计算，旱年灌水6～8次，水柜总容量按照16～20m3/亩·年计算；洼地平旱地每隔一星期一次，一次灌水按3m3/亩计算，旱年灌水5～6次，水柜总容量按照12～15m3/亩·年计算；果树每隔一星期一次，一次灌水按2.5m3/亩计算，旱年灌水5～6次，水柜总容量按照8～10m3/亩·年计算。
家庭水柜的总容积取表层岩溶泉可供水量与实际人畜需水量中较小者，如果考虑通过集雨蓄水满足生活用水，水柜的总容积按实际人畜需水量计算；地头水柜的总容积取表层岩溶泉可供水量与实际作物缺水量中较小者，如果考虑通过集雨蓄水满足作物用水，水柜的总容积按实际作物需水量计算。
地头水柜的蓄水次数。实际生产中，地头水柜一年可以循环多次蓄水。特旱年地头水柜蓄水次见表2：
表2 特旱年各类型表层岩溶泉地头水柜蓄水次数
水柜的实际修建库容大小。地头水柜实际需要修建的水柜库容大小等于总容积与蓄水次数的比值。家庭水柜按特旱年连续干旱天数与人畜日需水量的乘积计算。
（2）水柜建设
根据岩溶区坡度大的特点，水柜建设应先开挖出平台。对傍坡水柜，整平的水柜基础上浇灌混凝土时，适当向坡内倾斜，倾斜角度控制在2%～3%。
水柜从上到下由进水管（槽）、溢流管（槽）、铁梯、供水管、清洗管、柜壁、柜底构成。
水柜砌筑要求错缝不通缝，满浆不留空。要求先勾缝后批挡，勾缝时每条缝的边缘都要与石面紧密结合。
（3）附属设施
修建水柜的附属设施是为了水净化和保护，一般有过滤池、沉沙池、放水管、盖板等。
过滤池。在进水口上方，过滤池大小为0.8m×0.8m，过滤池壁高1.0m、厚0.3m。在过滤池内由下至上依次填入棕丝、泥炭和细砂，分层高度分别为0.2m、0.3m、0.3m。表层覆盖厚0.02～0.04m的防冲碎石层。
沉沙池。在过滤池上方约1～2m处修建，一般为1.0m×1.0m×1.5m（长×宽×高）的方体池子。沉沙池口设0.4m×0.1m的溢流口，出口处设置拦污栅，底部设冲沙孔。
引水渠（管）。连接泉点与水柜，坡降控制在3%左右。引水渠和水管的尺寸按泉水的最大流量设计，要对引水渠进行三面光硬化防渗处理。
放水管。放水管预埋在砌体中，置于距水柜底板上0.15～0.2m处，防止排干水后阳光直射柜底引起底板开裂而漏水，并预防雨季大量泥沙堵塞水管。
盖板。对家庭水柜，为防止杂物掉入水柜影响水质，对地头水柜可加盖板减少水分蒸发。
4.设施管理及水源保护
水柜建成后应及时清除杂物并清洗干净，以后每隔3年清洗1 次水柜。对于家庭水柜，进入雨季前要将泉点边、沉沙池、引水渠等清扫干净，并将第一次水放掉，以便蓄到较干净的水。每隔3年更换一次过滤池内的泥炭和棕丝，并将其内的细砂、碎石彻底淘洗后再用，同时更换不能正常使用的引水、供水设备，确保正常使用。
水柜开始蓄水的半年内，不能一次蓄满，防止水压力上升过急涨坏水柜，要分3～5次逐步蓄水到位。
加强泉域水源地植被的保护，人工促进水源地植被的恢复，确保泉水流量动态稳定。柜边种植藤生植物，水柜上方搭棚架，可以使水柜防晒，减少蒸发，水柜无水时可降低温度应力对水柜结构的破坏。
二、应用范围及应用实例
本技术适宜于整个西南30多万平方千米的岩溶山区，主要用于分散居民饮用和少面积耕地灌溉用水。是应对岩溶山区抗旱的重要技术。
实例1：广西马山县弄拉屯：弄拉鸡蛋堡山峰范围仅约0.02km2，但垭口部位有大量表层岩溶水点出露。2000年以来，在表层岩溶水调查的基础上，对表层岩溶水进行截留和归并，在泉口修建1个600m3、1个300m3大水柜蓄水，每年可保持水柜蓄水2万多m3，不仅保证了全屯100多人的饮用水，而且通过水管连接，配套采用移动式胶管节水灌溉，解决了下弄拉60多亩耕地、40多亩果园、20药材及牧草地的旱季灌溉用水和几十头大牲畜饮用水。
实例1：广西平果县布午屯：2009年在对一高位表层岩溶泉进行调查监测的基础上，于泉口修建一800m3的大水柜蓄表层岩溶水，并引水1000m到布午屯，配套2个100m3的水柜和2000m的引水管，解决了布午屯300多口人及全部牲畜饮用水和200多亩耕地的灌溉用水问题。
三、推广转化方式
根据不同部门、单位和群体的需要，我单位可组织相关技术人员开办本实用技术专门培训班。对于承担国家和有关部门相关重大科技项目的单位，可采取委托业务或通过技术咨询和现场服务等方式来推广转化本项技术。
四、技术依托单位
技术依托单位名称：中国地质科学院岩溶地质研究所
联系人：王珽蒋忠诚
通讯地址：广西省桂林市七星路50号
邮政编码：541004
联系电话：，
电子邮箱：，
桂林岩溶期刊投稿
地基处理方向的文章可投稿的刊物有很多，而作者评职级别不同所选的期刊级别也是不同的，有地基处理方向的普刊，还有地基处理方向的核心期刊，可以结合自己的具体情况选择合适的期刊。《建筑结构学报》所刊登的内容包括建筑结构、抗震防振和地基基础等方面国内重大课题的学术成就，国家重点工程的设计以及实际工程中待解决问题的研究、探讨等。征收的地基处理方向论文有：振冲碎石桩法加固严重不均匀土岩组合地基工程实践，厦门某印染厂练漂印染车间基础设计和地基处理，覆盖型岩溶地基注浆处理与效果检测分析，威海海悦大厦地基变刚度调平设计等。《建筑施工》主要介绍国内外最新的建筑施工、设备安装、建筑材料、饰面装潢和工程质量事故防治经验:报道国内重点工程中高、大、深、重的施工新技术以及科学实验新成果，可供工程设计、建筑施工、基建、科研、建设监理和大专院校等单位及专业人员参考应用。
中国地质科学院岩溶地质研究所主要承担国家和地方岩溶地质应用基础研究和中国地质调查局国土资源地质调查任务，同时，也承担地方国民经济建设中的技术开发和服务工作。在岩溶动力学与全球变化、岩溶资源评价与开发利用、岩溶生态系统与石漠化治理、岩溶地质灾害防治与环境保护、岩溶景观旅游评价等方面进行创新研究，形成优势学科领域。
中国地质科学院岩溶地质研究所设置有岩溶动力学重点实验室、岩溶资源与环境调查研究院、岩溶生态研究与石漠化治理中心、岩溶地质灾害研究中心、岩溶景观与洞穴研究中心、环境地球化学研究测试中心等二级科研机构。岩溶动力学重点实验室为国土资源部重点实验室，岩溶生态系统与石漠化治理重点实验室为中国地质科学院重点实验室。挂靠学术组织有：中国地质学会岩溶地质专业委员会、洞穴专业委员会。现有在职职工154人，其中科技人员121人，有研究员24人（1人为中国科学院院士），副研究员及高级工程师51人，中级职称43人。另外，还外聘流动高级科研人员25人。
所长、书记姜玉池研究员
副所长、副书记、纪委书记刘雯高级工程师
副所长黄庆达高级工程师
2008年全所实现货币工作总量4600万元，比2007年增长18%；固定资产增加728万元，达到3936万元。2008年全所在研项目72项，预算经费4079万元。其中纵向科研项目32项，经费1538万元；横向科研项目33项，经费1503万元；地质调查工作项目7项，经费1038万元。
2008年完成科技部、国家基金委、国土资源部和广西科技厅等下达的科研项目和地方技术服务项目72项，发表论文87篇，其中SCI检索期刊论文4篇，ISTP论文1篇，国内核心期刊论文43篇，国内一般期刊论文39篇，出版专著2部。
2008年12月15日联合国教科文组织国际岩溶研究中心在桂林挂牌成立。国土资源部、广西壮族自治区政府、科技部、教育部、国家自然科学基金委员会、中国国际地学计划全国委员会、中国常驻联合国教科文组织代表团代表、中国地质调查局、中国地质科学院、中心第一届理事会理事、中国地质调查局直属单位的有关领导和代表，以及来自有关省市地勘部门的代表共近300人参加了挂牌成立仪式。仪式取得了圆满成功。
国土资源部副部长、中国地质调查局局长、中心第一届理事会主席汪民，联合国教科文组织助理总干事埃德伦，广西壮族自治区人民政府副主席陈章良，桂林市人民政府市长李志刚共同为国际岩溶研究中心揭牌。
国际岩溶研究中心挂牌成立仪式
联合国教科文组织国际岩溶研究中心第一届理事会第一次会议
参加联合国教科文组织国际岩溶研究中心第一届理事会第一次会议的人员合影留念
联合国教科文组织埃德伦助理总干事与中国同事合影留念
2008年度重要科研成果
岩溶动力系统运行机制与岩溶生态系统研究：重点揭示了土下碳酸盐岩的溶蚀特征，在一个水文年中，雨季土下碳酸盐岩溶蚀量占全年的65%～71%，在雨季竹林下碳酸盐岩溶蚀速率明显高于其他土地利用类型，但在旱季竹林下的碳酸盐岩溶蚀速率则低于林地和草地。持续两年的观测数据显示，岩溶林地土壤呼吸速率的变化幅度为14.63～297.77mg C·m-2·h-1，平均为118.81mg C·m-2·h-1；非岩溶区林地土壤其呼吸速率的变化幅度为43.12～329.93 mg C·m-2·h-1，平均为156.99mg C·m-2·h-1。
土壤呼吸速率与水热因子图
土壤呼吸速率季节动态变化
碳酸盐岩缝洞系统模式及成因研究：属“973”项目研究课题，对典型露头区岩溶缝洞系统进行了地质—地球物理描述，分析了塔河油田试验区三大类型古岩溶作用条件，初步建立了塔河油田试验区多期次、多旋回裸露风化古岩溶作用机制与演化模式，分析了塔河油田试验区不同地貌单元缝洞系统垂向分带特征和不同地貌单元缝洞系统结构特征。
岩溶塌陷地质灾害监测预报：初步建立了一整套岩溶塌陷形成演化过程和发育判据的室内分析测试方法。针对当前岩溶区高速公路、高速铁路、输油管线等生命线工程建设面临的岩溶土洞的发育和稳定性问题，运用以光纤时域反射BOTDR和同轴电缆时域反射TDR为代表的分布式光电传感技术在临桂黄岔塘附近的桂阳高速公路建成了我国第一个岩溶土洞（塌陷）监测预报试验站，为线性工程岩溶塌陷的时空预报研究提供了平台。
岩溶景观与洞穴研究：开展了广西岩溶地质遗迹调查评价，完成了广西乐业凤山世界地质公园申报项目的系列技术材料的编写和国内评审，顺利被推荐接受UNESCO专家组评估。开展了我国不同气候地貌区代表性洞穴调查与空气环境监测工作，在广西桂林、河池，海南儋州、重庆武隆、河北兴隆建立了五个洞穴空气环境系统自动远程监测系统，对洞穴空气环境的温度、湿度、CO2、O2等因子进行高频度的远程自动监测，初步掌握洞穴空气环境的变化规律，基本查明洞穴钟乳石脱变原因，提出洞穴钟乳石景观保护和修复技术思路；利用宇生核素36Cl、10Be、26A1来确定天坑的形成年代，具有首创性，为进一步阐明天坑形成机制及发育演化规律，为完善我国区域岩溶研究提供科学依据。
在塔河油田恢复古岩溶地貌并为分析储集空间分布规律奠定了良好基础
传感器铺设
桂阳高速公路岩溶土洞监测
在贵州省六冲河流域探采结合，2008年10月31日和11月4日完成了大方县马场镇马场村和白泥村2处供水口的钻探抽水试验，计算可采水资源12003/d，解决周边5个村29903人的饮水安全，大方县和马场镇政府为此举办隆重的庆典大会
西南岩溶石山地区地下水与环境地质调查：属地质调查项目，完成了1:5万水文地质综合调查面积21665km2、水文地质钻探11132m，岩、土、水化学等测试分析样品3995件，完成了设计工作量。通过水文地质综合调查，查清了测区地下水的补给、径流、排泄条件和水资源特征，调查岩溶地下河180多条，其中新发现20条，调查岩溶大泉700多处。查明了石漠化、干旱缺水、岩溶内涝和煤矿开采产生的环境地质问题，掌握了岩溶地下水开发利用条件、现状及潜力。通过寻找有利富水带，实施水文地质钻探，共成井32口，涌水量近12000m3/d，解决10万多人和5万多亩旱地灌溉供水源问题，为西南岩溶区水资源有效开发利用积累了经验。
西南岩溶石山地区重大环境地质问题及对策研究：属地质调查项目，发现新一轮重大工程活动及矿山开采引发的水资源与水环境问题十分突出，矿山污染呈“由点向面状发展态势”，地下水质受污染的威胁和程度越来越严重，如柳州市鸡喇地下河受城市垃圾及废水影响，下游河段 、 、 、 等离子含量明显超标。广西德保县糖厂的酒精车间废水排放，其下游的那造地下河出口处，COD达18.9mg/L,F－含量达到1.6mg/L。经对18条典型地下河沉积物和地下水有机污染物（POPs）的调查与测试分析，发现沉积物内有机污染物六六六（HCHs）、滴滴涕（DDTs）有积累现象。重庆地下河有机污染状况较严重，其地下河沉积物内平均值分别为平均26.74ng/g和8.70ng/g。建议下一步水工环工作重点应重视对水环境现状与变化的研究。
柳州鸡喇地下河不同河段水化学分析结果
岩溶地下水监测与环境敏感性评价：属地质调查工作项目，完善了数据管理系统，获得各监测站降雨量、地下水主要水化学指标等大量数据。在官村，选择地下水水位埋深、土壤厚度、地形特征、包气带介质为评价因子，进行脆弱性评价和方法探索，评价结果显示，岩溶洼地区域脆弱性高，地表落水洞、天窗、明流交替且土层厚度大于1m区域脆弱性中等；根据官村流域内土壤空间分布特征，分析了土壤含水率，研究了包气带滴水的动态特征，认为基岩空隙度低造成包气带的吸附能力有限，且与水位埋深有关；洞穴滴水和古环境研究取得新进展，滴水水化学变化呈现明显的季节性波动。石笋记录揭示了8个阶段百年尺度的干湿、冷暖波。
岩溶地下水自动化监测站管理系统