雷明堂

雷明堂 男，1964年出生。中國地質科學院岩溶地質研究所，研究員，博士專業：工程地質學 研究方向：岩溶地質災害防治

1982.9～1986.7，成都地質學院，工程地質，本科

1986.9～1989.7，成都地質學院，工程地質，碩士

1991.9～1995.7，成都理工學院，工程地質，博士

1989年，分配到中國地質科學院岩溶地質研究所，從事岩溶工程地質研究工作。

1992年，晉陞為助理研究員，任岩溶塌陷課題組組長，專門從事岩溶塌陷災害防治研究工作。

1996年，破格晉陞為副研究員。

1999年，破格晉陞為研究員。

中國地質災害研究會會員

中國岩石力學與工程學會地面岩石工程專業委員會委員

中國岩石力學與工程學會軟岩工程專業委員會委員

廣西岩石力學與工程學會理事

《中國地質災害與防治學報》編委

《中國岩溶》編委

《水文地質工程地質》編委

2000年，任廣西師範大學兼職教授。

2001年，首批進入中國地質科學院岩溶地質研究所創新基地，被聘為岩溶地質災害領域研究員。

2002年榮獲第一批國土資源部“創新人才工程”百人計劃資助。

2003年，成立岩溶地質災害研究中心，出任中心負責人。

1、組織籌建了大型岩溶塌陷物理模型試驗室，為岩溶塌陷研究提供了重要手段

1993年，在地質行業基金的資助下，組織開展岩溶塌陷物理模型試驗研究，建成了大型岩溶塌陷模型試驗室，可以模擬不同土層結構、不同岩溶管道開口、不同地下水動力條件下岩溶塌陷發育的全過程。這是目前國內外規模最大、功能最全、唯一向外提供服務的模型試驗裝置。

試驗室的建成后，獲得了同行專家的肯定和支持，先後完成了武漢、唐山、湘潭、玉林、銅陵、桂林等六城市的岩溶塌陷試驗工作。通過模型試驗，得到了一系列重要結論：

① 證明了土體在地下水滲流作用下發生滲透變形是抽水(蓄水)活動中誘發岩溶塌陷的主要原因，抽水導致岩溶管道系統中水(氣)壓力發生變化，加速上覆土層中孔隙水的滲流，當孔隙水滲出點處的水力坡度大於臨界值時，土體將發生滲透破壞，最終導致塌陷。

② 證明了岩溶管道系統中，水(氣)壓力在岩溶塌陷形成過程中具有重要意義，指出可以運用岩溶管道系統水(氣)壓力的變化幅度、速度作為岩溶塌陷觸發判據，對塌陷發育的時間作出預警。

③ 試驗結果還證明，土層對塌陷形成的影響指標主要是土層結構和底部土層的特徵，在土層結構方面，二元結構土層(砂卵石層直接覆蓋在基岩上)最有利於塌陷的發育，其次是三元結構(上部為粘性土、中部為砂卵石層、底部為粘性土)或多元結構、一元結構(均一粘性土)。在第四系底部土層的特性方面，粘土含量的越高，越不利於塌陷的發育。上述成果，既為岩溶塌陷危險性評價提供了基礎，也為岩溶塌陷的時空預報指明了方向。

為了解決岩溶地區城市和工礦企業廢液處理(堆放)場地的塌陷危險性評價和工程處理措施的制定所面臨的新問題，提出了工業廢液誘發岩溶塌陷的試驗研究方案，並於2000在廣西自然科學基金支持下，結合岩溶塌陷發育的特點，運用地球化學分析測試技術，開始組織實施了工業廢液誘發岩溶塌陷的試驗研究工作，這是國內外首次從化學作用的角度，研究廢液與塌陷的關係問題。實驗結果表明，工業廢液對塌陷形成的影響主要是通過對土壤中的碳酸岩鹽、含氧鋁化合物及可溶性硅酸鹽等物質的溶蝕，降低土體的內聚力和發生滲透破壞的臨界水力坡度，使土體在地下水滲流作用下更容易發生破壞。這一成果，對廢液處理場地塌陷的責任判定、潛在塌陷危險性評價以及處理方案的確定，具有重要意義。

2 首次提出了基於GIS技術的岩溶塌陷災害危險性評價和風險評估方法，提高了岩溶塌陷評價結果的可靠性和實用性

岩溶塌陷災害危險性評價和風險評估是岩溶地質災害防治決策的基礎，1993年，首次提出了基於GIS技術的岩溶塌陷危險性評價方法，其基本原理是根據已知塌陷、土洞或土層擾動點信息，運用柵格數據圖像處理技術，對具有不同來源的各影響因素數據(岩溶發育程度、土層結構、底部土層性質、岩溶地下水承壓性、岩溶地下水波動幅度等)進行綜合分析處理，根據數據詳細程度，選擇不同的方法建立研究區塌陷發育的危險性判別模型，進而對整個研究區潛在塌陷危險性進行評價。以此為基礎，先後完成了唐山市(1995)、湘潭市(1997)、玉林市(1998)、六盤水市(2001)等城市的岩溶塌陷評價工作，受到了有關部門的肯定。

為了更好地為地質災害防治主管部門和城市規劃部門的決策提供科學依據，1999年，首次提出了城市岩溶塌陷災害風險評估的基本理論和方法，即在評價潛在岩溶塌陷危險性的同時，對塌陷可能給社會經濟造成的損失進行評估。評估過程採用了基於柵格數據的GIS技術，對影響因素的動態變化可以作出快速反應，直接生成工作區岩溶塌陷危險性分區圖和風險圖，決策部門可根據風險分佈情況，確定優先防治區域。目前，已完成六盤水市岩溶塌陷風險評估(1:1萬)、桂林岩溶塌陷風險評估、玉林岩溶塌陷風險評估等項目，2002年，首次完成全國地面塌陷災害風險區劃工作(1:400萬)

2001年，在國土資源部自由探索項目的資助下，負責開展“工程建設用地岩溶塌陷危險性評價方法研究”工作，初步建立了岩溶區工程建設用地岩溶塌陷災害危險性評估的方法。提出了不同類型建設項目岩溶塌陷災害勘察、試驗測試分析和危險性評價的基本內容和方法，直接為生產服務。

3、組織開發了我國第一個岩溶塌陷地理信息系統，使岩溶塌陷災害數據管理上升到可視化水平

1996年，組織開發了我國第一個岩溶塌陷地理信息系統—桂林市岩溶塌陷地理信息系統，提出基於GIS技術的城市岩溶塌陷災害信息管理系統的基本框架，對岩溶塌陷及其影響因素的基礎資料和城市信息資料進行自動化、可視化的管理。市級塌陷管理系統均收錄了所在城市所有塌陷點記錄、基礎地質圖件、鑽探物探資料、地下水監測數據、地下水開採井和城市市政信息(如街道分佈、房屋建築等)，具有快速查詢、動態數據管理及製圖等功能，可以直接為搶險救災、城市規劃、岩土工程勘察設計、災害風險評估、地質災害防治以及災害規律研究提供快速有效的服務。在塌陷發生時，通過簡單的操作，即可快速獲得塌陷點附近的基礎地質條件，如：土層厚度、地基狀況、地下水位變化幅度等；得到最近距離的歷史塌陷、地下水開採情況；對塌陷點的穩定性作出評價，有關部門就可據此制定處理方案、作出搶險決策。因此，系統一推出，就獲得了當地有關部門的高度評價。目前，已組織開發了廣西玉林市岩溶塌陷地理信息系統(1998)、貴州六盤水市岩溶塌陷地理信息系統(2001)等市級塌陷管理系統。

1998年，組織開發的中國岩溶塌陷地理信息系統，收錄了全國1400多個塌陷點的詳細記錄(包括塌陷點行政區劃位置、經緯度坐標、塌陷時間、塌陷坑個數、塌陷原因、經濟損失、處理情況等)，系統同時收錄了1:400萬中國可溶岩分布圖、中國土地利用現狀圖和中國行政區劃圖等系列圖件，這是我國目前收錄資料最完整的塌陷信息系統，在開展全國岩溶塌陷風險區劃中發揮了重要作用。

4 首次提出通過岩溶管道系統中水(氣)壓力動態監測進行塌陷預報的成套技術，建立了我國第一個岩溶塌陷監測站，為全面開展岩溶塌陷預測預報研究工作提供了試驗場地

由於岩溶塌陷的發生在時間上具有突發性，在空間上具有隱蔽性的特點，如何進行岩溶塌陷災害的時空預測預報已成為岩溶塌陷防治研究中具有國際性的最突出的前沿課題，這一問題的突破，將具有巨大的經濟和社會效益，而且具有普遍的推廣價值。

已完成的多個城市岩溶塌陷模型試驗結果顯示，岩溶水壓力的變化，尤其是突發性變化與岩溶塌陷的發育有密切的關係。1999年，率先提出了通過對岩溶系統的水(氣)壓力實施連續監測，開展岩溶塌陷預測預報的基本思路和方法，在廣西桂林柘木建立了我國第一個岩溶塌陷自動監測預報試驗站，並於2002年2月22日投入運行，為全面開展岩溶塌陷災害的預報研究提供了試驗研究基地。監測結果表明在壓力變化幅度、頻率最大的地區(I監測區)，塌陷最發育；而在壓力變化最平穩的地區(II區)，基本上沒有塌陷發生。這證明了岩溶管道系統水壓力變化與塌陷發育有明顯關係這一由實驗室獲得的規律在現場同樣有效，通過岩溶管道系統水壓力變化的動態監測，完全可以達到對塌陷發生的時間進行預報的目的。

1. 雷明堂，蔣小珍，李瑜, 1993, 武漢市岩溶塌陷模型試驗研究, 《地質災害與環境保護》, 1993, 2

2. 雷明堂，蔣小珍，李瑜, 1994, 地理信息系統(GIS)在岩溶塌陷評價中的應用, 《中國岩溶》, 1994, 4

3. Mingtang Lei, Xiao Zhen Jiang & Li Yu, 1994, Model experiment of karst collapses., Proceedings 7th International Congress of IAEG, 1994,