工作基础

       20世纪90年代起，江苏省地质调查研究院就有目的、有计划、有针对性地对长江三角洲苏锡常地区25处地裂缝进行了详细勘查。从地裂缝特征到形成机制，从单一手段到各种方法综合，从地裂缝的发生、发育分布规律到地裂缝的预警区划分和防治对策都进行了深入研究，在地质资料、监测技术、分析方法、基础设施等方面都有了丰厚的积累。累计提交勘查报告10余份，发表论文30多篇，设立野外永久观测站点7处。多年工作所取得的成果已在《苏锡常地裂缝》一书中进行了系统论述，该专著成果“是多年来对苏锡常地区地裂缝的勘查和研究的高度总结，是对国内水文地质、工程地质、环境地质学科发展的重要贡献”（陈梦熊，2004）。总之，经过近20年的积累，本重点实验室已具备了较为扎实的工作基础。

1、灾害地质背景研究

       苏锡常地区地质工作开展较早，上世纪90年代前就完成了1/20万水工环地质普查和重点区块的1/5万地质调查。2000年前后，在新一轮国土资源大调查的推动下，以江苏省地质调查研究院为首的地质队伍在国内率先建立了基岩地质、第四系、地下水系统三大结构模型，开创了当前环境地质调查研究的新局面。此项工程历时5年，详细刻画了区域地质构造形态特征和其对上覆盖层的沉积环境控制作用，描述了区域含水层系统分布、地下水位漏斗形态、地面沉降及地裂缝分布之间的关系，所取得的成果得到了广泛认同，成为研究苏锡常地区地面沉降地裂缝地质灾害以及地下水资源水环境问题的主要依据。

       在典型地裂缝地质背景研究方面，先后开展了毛村园、因果岸、长泾、河塘、横林、杨墅里等多处地层结构和水土物性勘查。通过钻探取样测试，地球物理勘查取得了大批的原始定量数据，地质制图精度明显提高，在总结基底形态对上覆第四系松散层及含水层的控制作用基础上，归纳出5种地裂缝成因模式。在分析单个地裂缝对象时，重视局部与区域相互统一、相互验证，在承认普遍联系（即多要素共同作用）的同时强调关键因素的主导作用。随着研究的不断深入，对地裂缝形成的地质背景认识正不断上升到新的高度。值得一提的是，近期实施的几项勘查表明裂缝成因与岩溶地质环境存在某种联系，这标志着地裂缝地质背景研究取得了新进展，填补了以往工作的空白。

2、灾害监测研究

       在监测设施方面，先后设立了石塘湾地裂缝自动监测站、杨墅里地裂缝自动监测站，另外还对常州至江阴一线的7处地裂缝布置了人工水准观测剖面；同时建立了较为完善的地面沉降监测网络系统。截止目前，对地裂缝的常态化监测已持续了6年，所积累的数据相当丰富。这些基础设施已成为跟踪分析苏南平原区地裂缝活动性的窗口，也是和国内外开展学术交流的良好硬件平台。

      为配合地裂缝形变场的力学分析，引入InSAR（合成孔径雷达差分干涉测量）技术对区域地形变进行时序研究，通过大量宏观解译成果揭示了苏锡常1992-2010年地面形变的时空特征，及时发现了地下水禁采以来区域地面沉降中心向常州南部、江阴南部、吴江南部“迁移”的新格局，为地裂缝防控指明了方向。

3、区域地面沉降水土耦合模型研究

       成功建立了研究区区域非线性地面沉降耦合模型。在系统分析总结前人研究成果基础上，探索出刻画含水层土体弹性和非弹性变形的地下水流模型及考虑塑性变形和蠕变变形的一维地面沉降模型，并在全区建立了区域性的三维变系数地下水流模型及包含土体多种变形特征的一维沉降模型。通过水流模型参数和沉降模型参数随沉降时间的变化实现两模型的耦合，同时创造性地引入多尺度有限单元法（MsFEM）成功进行了模型的求解及地面沉降趋势预测。

       在地裂缝预测方面，研究总结了地下水位、地面沉降形成的表面应力场以及基底形态等要素对差异性形变的控制规律，分别从空间、时间角度对灾害的发生发展进行了预测，划分了易发区分布范围，地裂缝近期的活动趋势等，所用技术方法涉及GIS空间分析、人工神经网络、遗传算法、灰色模型等（伍洲云，2002；武健强，2003；朱兴贤，2006；朱锦旗，2008）。

4、灾害防控管理研究

       为防控研究区地面沉降、地裂缝灾害，上世纪90年代中期采取了限采地下水措施，对沉降中心区的灾情起到了控制作用，但外围仍在继续发展。2000年起，江苏省人大通过决议，采取了以“禁采”为主要手段的防控措施，此次举措为全国首例，堪称一次难得的实践。历时5年，地面沉降及地裂缝活动性明显减弱。苏锡常地区在缓变型地质灾害防治方面走出了具有本地特色的道路，为国内外此类问题的解决积累了宝贵经验。

       在地裂缝区地质灾害治理方面，实验室技术团队也开展了卓有成效的工作。通过对灾害区地质安全进行评估，为常州大学城选址、京沪高速铁路的安全建设与营运、常州中天钢铁集团的宿舍区建设、锡北光明村土地整治利用提供了重要决策依据。