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深圳是中国第一个全部城镇化的城市，也是我国岩溶分布的主要地区。目前探查出的可溶岩面积约占城区面积的10.8%，且多为覆盖型岩溶，埋藏于第四系地层之下，必须借助于勘探手段，才能查明岩溶的发育程度或分布情况。如何准确、经济的确定城市地下岩溶性质及位置规模等特征，是当前城市岩溶探测中的一大难题，也是开展城市岩溶研究工作的一个重要基础。
深圳地区早期曾发生过20多次岩溶塌陷，分布在全市各区覆盖层较薄区域，造成了不同程度的人畜伤亡、居民房屋倒塌、工程项目停顿等，损失巨大。目前深圳已被划为粤港澳大湾区规划的四大中心城市之一，发展速度快，经济总量大，人口密度大，国际影响大，一旦发生岩溶塌陷灾害将会造成重大人员伤亡、财产损失及不可估量的损失。城市作为人口与经济的集中区，塌陷引发的风险最为突出。因此，从防灾减灾角度出发，探明城市地下岩溶发育分布规律，开展城市岩溶塌陷风险评价研究，是确保位于岩溶分布区城市地质安全的重要措施，不仅具有重要的学术价值，更具有重要的战略指导意义。
本文以深圳某区30km2范围为研究区域，采用多学科综合的方法对城市岩溶的探测、发育分布、塌陷风险进行系统性的研究。综合分析了岩溶发育的地质环境背景，采用了适合城市岩溶的综合探测方法，揭示了地下岩溶的发育特征、空间分布规律、岩溶发育影响因素。在岩溶塌陷影响因素分析的基础上，进一步讨论研究区塌陷点岩溶塌陷的作用机理。基于城市环境的特殊性，将城市法定图则应用于风险评价，结合岩溶塌陷形成的基础地质条件、人为条件、承灾体易损性条件，综合使用多种评价方法，构建了研究区风险评价体系和模型，实现了研究区地面塌陷灾害的风险等级评价。论文取得的主要成果是：
(1)综合研究了岩溶区地质环境背景
区域可溶岩为石炭系下统石磴子组的大理岩、灰岩，主要分布在第四系冲洪积和残坡积下，少量位于石炭系测水组砂岩和花岗岩之下。地下水类型主要为岩溶裂隙水和松散岩类孔隙水。岩溶水的富水程度为中等，松散岩类孔隙水的富水程度为贫乏～中等。区域地质构造复杂，东西南北存在多条断裂，将研究区与周围切割开。北西向碧岭断裂、北东向的汤坑断裂、北东向的坪山断裂、北西向的咸水湖断裂对区域岩溶发育影响最大。
(2)采用了适合城市环境下的岩溶综合探测方法
以前期科研成果为基础，遵循重点区域重点调查原则，以探明溶洞、土洞为目标，使用了高密度电法、地质雷达、弹性波CT、瞬变电磁这四种物探方法以及钻探手段对重点区域展开探测，共完成高密度电法测线48条，地质雷达测线14条，弹性波CT成像3对，瞬变电磁测线2条，地质钻孔共43个。经反复对比试验，综合考虑采用高密度电法对研究区岩溶进行探测，对重点区域实施钻探验证，搜集片区已有钻探数据对物探成果进行补充，探明了研究区溶洞的位置、规模、形态及填充，是一种快捷、经济、无损且较好地反映城市地下岩溶信息的有效方案。
(3)揭示了城市岩溶发育特征、空间分布规律
研究区岩溶主要是覆盖型岩溶，分布全区。岩溶发育形态以溶洞、土洞、溶蚀溶槽为主，岩溶总体上处于弱～中等发育的水平。溶洞多为半填充、全填充溶洞，从西到东，溶洞填充物呈现出含砾粘性土～粘性土、砂质粘性土～细沙、中粗砂这一变化过程。大部分无填充，半填充溶洞处于发育期。溶洞剖面整体呈现出椭圆形或不规则面状。
溶洞总体分布呈现出较大的不均匀性，溶洞发育以小～中型溶洞为主，主要分布在研究区东部及西部，大型溶洞主要分布在东部，中部仅有少量大型、特大型溶洞分布。多层溶洞主要分布在硼茜矿区东侧，牛角龙区域和咸水湖区域，具有明显的区域特性。岩溶高程分布规律呈西高东低的趋势，与区域地势变化一致。岩溶垂向分布规律表现为随深度增加发育逐渐减弱，总体在15～40m埋深范围比较发育，多层溶洞发育深度较浅。随着埋深的增加，小型、中型溶洞比例逐渐降低，而大型～特大型溶洞比例逐渐增加。反映在平面上岩溶发育深度规律为西部发育较浅，中部发育最深，东部发育深度次之。
岩溶发育主要受水文条件、地形地貌、地质构造、岩性条件的影响。其中地质构造起主导作用，区域内存在多条断裂构造，在丰富的的地表水系、地下水补给作用下，不仅为地下岩溶发育提供了良好条件，同时也控制了岩溶发育方向。
(4)研究了岩溶地面塌陷成因与机理
分析得出研究区岩溶塌陷主要受岩溶发育、岩性、盖层条件影响，并存在大气降水、地下水位波动、人类抽排地下水等自然和人为因素的影响。研究了研究区塌陷点受地表水下渗、地下水下降的致塌机理。对咸水湖塌陷点的降雨下渗致塌过程进行了模拟验证，在覆盖层较薄的岩溶地区，在降雨或积水影响下，当上部土体达到饱和或有一定深度的降水，土体重度增加，可能发生岩溶地面塌陷。
(5)构建了城市岩溶地面塌陷风险评价体系
基于层次分析法、敏感因子分析、专家决策等多种方法，主要考虑了岩溶发育程度、地下水位变幅、岩溶发育深度这三种基础因子对塌陷的影响，重点考虑到城市岩溶塌陷受人类活动强度这一人为因素的影响，将城市法定图则纳入评价计算，建立了岩溶地面塌陷风险评价模型。根据风险度评价数学模型进行风险性计算，对研究区进行了岩溶塌陷的风险评价，将研究区划分为高、中、低、无四个风险等级，其中岩溶塌陷的高风险区，面积为2.53km2；中等风险区面积为6.5km2，低风险区面积约为4.74km2。无风险区为研究区内非碳酸盐岩分布区，面积约为15.44km2。
深圳地区早期曾发生过20多次岩溶塌陷，分布在全市各区覆盖层较薄区域，造成了不同程度的人畜伤亡、居民房屋倒塌、工程项目停顿等，损失巨大。目前深圳已被划为粤港澳大湾区规划的四大中心城市之一，发展速度快，经济总量大，人口密度大，国际影响大，一旦发生岩溶塌陷灾害将会造成重大人员伤亡、财产损失及不可估量的损失。城市作为人口与经济的集中区，塌陷引发的风险最为突出。因此，从防灾减灾角度出发，探明城市地下岩溶发育分布规律，开展城市岩溶塌陷风险评价研究，是确保位于岩溶分布区城市地质安全的重要措施，不仅具有重要的学术价值，更具有重要的战略指导意义。
本文以深圳某区30km2范围为研究区域，采用多学科综合的方法对城市岩溶的探测、发育分布、塌陷风险进行系统性的研究。综合分析了岩溶发育的地质环境背景，采用了适合城市岩溶的综合探测方法，揭示了地下岩溶的发育特征、空间分布规律、岩溶发育影响因素。在岩溶塌陷影响因素分析的基础上，进一步讨论研究区塌陷点岩溶塌陷的作用机理。基于城市环境的特殊性，将城市法定图则应用于风险评价，结合岩溶塌陷形成的基础地质条件、人为条件、承灾体易损性条件，综合使用多种评价方法，构建了研究区风险评价体系和模型，实现了研究区地面塌陷灾害的风险等级评价。论文取得的主要成果是：
(1)综合研究了岩溶区地质环境背景
区域可溶岩为石炭系下统石磴子组的大理岩、灰岩，主要分布在第四系冲洪积和残坡积下，少量位于石炭系测水组砂岩和花岗岩之下。地下水类型主要为岩溶裂隙水和松散岩类孔隙水。岩溶水的富水程度为中等，松散岩类孔隙水的富水程度为贫乏～中等。区域地质构造复杂，东西南北存在多条断裂，将研究区与周围切割开。北西向碧岭断裂、北东向的汤坑断裂、北东向的坪山断裂、北西向的咸水湖断裂对区域岩溶发育影响最大。
(2)采用了适合城市环境下的岩溶综合探测方法
以前期科研成果为基础，遵循重点区域重点调查原则，以探明溶洞、土洞为目标，使用了高密度电法、地质雷达、弹性波CT、瞬变电磁这四种物探方法以及钻探手段对重点区域展开探测，共完成高密度电法测线48条，地质雷达测线14条，弹性波CT成像3对，瞬变电磁测线2条，地质钻孔共43个。经反复对比试验，综合考虑采用高密度电法对研究区岩溶进行探测，对重点区域实施钻探验证，搜集片区已有钻探数据对物探成果进行补充，探明了研究区溶洞的位置、规模、形态及填充，是一种快捷、经济、无损且较好地反映城市地下岩溶信息的有效方案。
(3)揭示了城市岩溶发育特征、空间分布规律
研究区岩溶主要是覆盖型岩溶，分布全区。岩溶发育形态以溶洞、土洞、溶蚀溶槽为主，岩溶总体上处于弱～中等发育的水平。溶洞多为半填充、全填充溶洞，从西到东，溶洞填充物呈现出含砾粘性土～粘性土、砂质粘性土～细沙、中粗砂这一变化过程。大部分无填充，半填充溶洞处于发育期。溶洞剖面整体呈现出椭圆形或不规则面状。
溶洞总体分布呈现出较大的不均匀性，溶洞发育以小～中型溶洞为主，主要分布在研究区东部及西部，大型溶洞主要分布在东部，中部仅有少量大型、特大型溶洞分布。多层溶洞主要分布在硼茜矿区东侧，牛角龙区域和咸水湖区域，具有明显的区域特性。岩溶高程分布规律呈西高东低的趋势，与区域地势变化一致。岩溶垂向分布规律表现为随深度增加发育逐渐减弱，总体在15～40m埋深范围比较发育，多层溶洞发育深度较浅。随着埋深的增加，小型、中型溶洞比例逐渐降低，而大型～特大型溶洞比例逐渐增加。反映在平面上岩溶发育深度规律为西部发育较浅，中部发育最深，东部发育深度次之。
岩溶发育主要受水文条件、地形地貌、地质构造、岩性条件的影响。其中地质构造起主导作用，区域内存在多条断裂构造，在丰富的的地表水系、地下水补给作用下，不仅为地下岩溶发育提供了良好条件，同时也控制了岩溶发育方向。
(4)研究了岩溶地面塌陷成因与机理
分析得出研究区岩溶塌陷主要受岩溶发育、岩性、盖层条件影响，并存在大气降水、地下水位波动、人类抽排地下水等自然和人为因素的影响。研究了研究区塌陷点受地表水下渗、地下水下降的致塌机理。对咸水湖塌陷点的降雨下渗致塌过程进行了模拟验证，在覆盖层较薄的岩溶地区，在降雨或积水影响下，当上部土体达到饱和或有一定深度的降水，土体重度增加，可能发生岩溶地面塌陷。
(5)构建了城市岩溶地面塌陷风险评价体系
基于层次分析法、敏感因子分析、专家决策等多种方法，主要考虑了岩溶发育程度、地下水位变幅、岩溶发育深度这三种基础因子对塌陷的影响，重点考虑到城市岩溶塌陷受人类活动强度这一人为因素的影响，将城市法定图则纳入评价计算，建立了岩溶地面塌陷风险评价模型。根据风险度评价数学模型进行风险性计算，对研究区进行了岩溶塌陷的风险评价，将研究区划分为高、中、低、无四个风险等级，其中岩溶塌陷的高风险区，面积为2.53km2；中等风险区面积为6.5km2，低风险区面积约为4.74km2。无风险区为研究区内非碳酸盐岩分布区，面积约为15.44km2。