广花盆地位于粤港澳大湾区的北部核心位置,是我国典型的浅覆盖型岩溶区,近年来,随着人类工程活动加剧和极端气候变化,岩溶塌陷已成为该地区最为突出的地质环境问题之一,是地方国土空间规划布局、重大工程建设和生态环境保护迫切需要解决的地质灾害问题。纵观国内外的岩溶塌陷研究,“成因机制、识别评价、监测预警、应急处置和风险管理”五位一体的技术理论框架体系已基本形成,但到目前为止,“在哪塌,何时塌,如何塌”的问题依然没有很好解决,岩溶塌陷的防治依然是当前地球科学领域的一项世界级技术难题,主要表现在成因机制量化程度不够、隐患识别评价方法精度不足,监测预警技术方法单一、阈值难于获取等方面。论文在对广花盆地岩溶塌陷形成地质背景、岩溶塌陷时空分布现状和发育规律总结分析的基础上,按照作用方式、力学机制和形成过程组合的思路建立了潜蚀-断裂-坍塌、潜蚀-吸压-陷落、贯穿-抽吸-流漏和振动-液化-垮塌四种岩溶塌陷发育模式。从岩溶塌陷关键触发因素出发,运用地下水水位变幅、地下水流速、地下水水化学特征和地下水浑浊度四个指标组合进行了岩溶塌陷多参数监测预警研究,发现并证明了地下水水化学特征与土洞发育的关系,运用“异常数据分析法”实现了岩溶塌陷发生时间的预测预报,通过地下水浑浊度土壤流失累积曲线反映了土洞形成发育的过程与阶段,采取能量物质转化守恒思路将四种方法进行组合的方式进行了岩溶塌陷多参数监测预警综合分析,结果可大幅度提高广花盆地岩溶塌陷预警精度和水平,利于实际推广应用。在岩溶塌陷风险评价区划中,考虑了防控措施对岩溶塌陷危险性的影响,选用了土地利用类型和地块GDP分布指标对岩溶塌陷易损性进行了评价,提出了基于地下水水位降深安全开采控制的岩溶塌陷防控思路,具备实用性和可操作性。论文取得如下主要认识:一是广花盆地的地质条件非常利于岩溶塌陷发育,是开展岩溶塌陷综合研究的理想场所。广花盆地为浅覆盖型岩溶区,标高负35米-负80米岩溶发育最强,以大中型溶洞为主,岩溶发育最深可达地下427米,岩溶地下水丰富,受人类工程活动影响后波动幅度巨大,极易导致岩溶塌陷。岩溶塌陷的形成演化对应着城市发展的三个阶段,85%以上与地下工程开挖、石灰石矿山开采、水源地抽水和基础工程施等人类工程活动密切相关。按照作用方式、力学机制和形成过程组合思路建立的潜蚀-断裂-坍塌、潜蚀-吸压-陷落、贯穿-抽吸-流漏和振动-液化-垮塌四种发育模式利于全面认识广花盆地岩溶塌陷的触发因素和形成机制,便于监测预警和风险防控。二是通过多参数监测可以大幅度提高广花盆地的岩溶塌陷预警精度和水平。从岩溶塌陷关键触发因素出发,运用地下水水位变幅、地下水流速、地下水水化学特征和地下水浑浊度四个指标组合进行了岩溶塌陷多参数监测预警研究,结果表明地下水水化学特征监测预警能够反映土洞区域发育情况,地下水水位变幅和地下水流速监测预警能够预判岩溶塌陷发生的时间,地下水浑浊度监测预警能够动态反映岩溶塌陷的形成演化过程,可以用于岩溶塌陷发生区域和形成时间的预警,通过能量物质转化守恒思路将四种方法组合可以大幅度提高岩溶塌陷监测预警精度和水平,且利于实际推广应用。三是广花盆地岩溶塌陷高风险区比重大,需加强防控工作。从易发性、危险性和易损性三个层次对广花盆地岩溶塌陷进行了风险区划研究,在指标运用上综合考虑了岩土水相互作用、触发因素、防控措施、土地利用类型和地块GDP等参数,结果表明广花盆地岩溶塌陷高风险区面积为416.18 km~2,占可溶岩总面积的58.15%,主要分布在广州市的花都区、白云区和佛山市的南海区。针对触发因素因子中,水源开采水位降深因子权重最大的评估结果,通过野外和室内试验结合的方法,得出了广花盆地预防岩溶塌陷发生的地下水安全开采降深为9米,地下水禁采区范围划分半径为700米的结论,该结果可以宏观上指导广花盆地岩溶塌陷防控。同时提出了控制水位降深、改变抽水方式、划定禁采区范围等有针对性的岩溶塌陷防控措施和建议。