滨海地区深基坑减压降水地面沉降研究成果及应用——以上海市为例

针对地下空间开发中深基坑减压降水地面沉降发育特征、沉降机制及防治对策等研究进展,以上海市为例,总结了近年来滨海地区深基坑减压降水地面沉降研究取得的主要成果。建立了深基坑减压降水地面沉降防治综合分区方法,探索了深基坑减压降水地面沉降防治原型试验设计方法,掌握了上海市浅部承压含水层深基坑减压降水地面沉降规律,提出了深基坑减压降水地面沉降-地下水位双控模式及控制指标,提出了深基坑减压降水地面沉降防治措施,构建了深基坑减压降水地面沉降管控体系。这些研究成果在特大型城市安全管理、重大市政工程建设及运营服务中得到应用,对同类地区地面沉降研究和防治工作具有借鉴意义。     

滨海地区深基坑减压降水地面沉降研究成果及应用——以上海市为例

针对地下空间开发中深基坑减压降水地面沉降发育特征、沉降机制及防治对策等研究进展,以上海市为例,总结了近年来滨海地区深基坑减压降水地面沉降研究取得的主要成果。建立了深基坑减压降水地面沉降防治综合分区方法,探索了深基坑减压降水地面沉降防治原型试验设计方法,掌握了上海市浅部承压含水层深基坑减压降水地面沉降规律,提出了深基坑减压降水地面沉降-地下水位双控模式及控制指标,提出了深基坑减压降水地面沉降防治措施,构建了深基坑减压降水地面沉降管控体系。这些研究成果在特大型城市安全管理、重大市政工程建设及运营服务中得到应用,对同类地区地面沉降研究和防治工作具有借鉴意义。     

上海地面沉降管控分区沉降特征及地下水采灌对比研究

上海自1921年发现地面沉降,至今已经100年历史。上海采取压缩地下水开采和进行地下水人工回灌等措施,使地面沉降得到有效控制。尤其21世纪上海市进入微量沉降阶段。地面沉降速度显著减小,地面沉降防治进入分区管控的新阶段。本文从上海市防治分区角度出发,对2001～2017年间上海地面沉降变化特征及其与地下水采灌关系进行分析研究。结果表明上海地面沉降量总体呈减小趋势,地面沉降防治效果显著。地面沉降量变化趋势与深部土体变形量变化趋势大抵相同,2001～2008年间各防治区地面沉降量大幅减小,2009～2017年间减小速率较平缓。2001～2008年间,重点防治区地面沉降量相比次重点及一般防治区年均沉降量差值约10mm,2009～2017年间差值减至约3mm,重点防治区地面沉降防治效果相对更明显。重点防治区在2001～2017年间地面沉降虽然减缓但持续发展,而次重点和一般防治区则在2009年后由地面沉降转变为地面回弹。各防治区深部土体在2009年左右开始回弹,浅部土体年压缩量变化不大且几乎不回弹或微量回弹。2001～2017年间上海各防治区地面沉降量及深部土体变形量变化趋势与净抽水量变化整体响应良好,压缩开采、增大回灌能有效防治地面沉降灾害。2009年后深部含水层开始回弹,之后随着净抽水量继续减小回弹变化缓慢;除一般防治区外其它防治区回弹量在3mm内轻微波动。人工回灌对于增大深部土体回弹的效果不明显。     

天津市地面沉降防治历史的调查研究及启示

自20世纪60年代以来,地面沉降逐渐发展成为天津市最为主要的环境地质问题之一.在市政府和相关部门的高度关注和正确领导下,先后于1986～1997年及2003年以来的两个时间阶段内实施了地面沉降防治计划.防治手段主要是在技术上对沉降区实施水源转换、减采地下水,以及保证技术手段能够顺利实施的管理和经济调控.第一阶段沉降防治效果明显.中心市区和塘沽城区地面沉降速率控制在10～15mm/a;第二阶段天津市大部分区域沉降趋势得到缓和.论文调查、总结了各阶段地面沉降防治工作经验及其对未来控沉工作的启示.并结合天津市预定2010年南水北调工程通水这一水源转换历史契机,提出了对"引江通水"后天津地面沉降防治工作的建议.     

国际地面沉降研究进展的启示

地面沉降不仅影响社会经济的可持续发展,还威胁人类的生命安全。为推动世界地面沉降防治工作的进一步发展,根据近几年的地面沉降研究成果,对国际地面沉降最新研究进展进行了综述,旨在分析国际先进的地面沉降研究思路、方法、技术和管理政策,为中国今后的地面沉降工作方向提供指导。从地面沉降监测手段、监测网布设、监测精度,以及沉降机理研究和管理措施几个方面对比了国内外地面沉降工作,分析了中国在地面沉降工作中的长处与不足。中国地面沉降防治工作在沉降监测、机理研究、完善相关法律法规等方面依然任重道远。     

山东省德州市地面沉降控沉分析及建议

山东省德州市地面沉降具有发展历史久、沉降量大、分布范围广、持续发展等特征,地面沉降防治工作形势紧迫。为分析《山东省德州市地面沉降防治规划(2018—2025年)》控沉目标如期实现的可能性,以德州市地面沉降现状及现有防治手段为基础,通过区域地面沉降速率公式量化计算及中心沉降速率预测进行控沉目标可行性分析。结果表明,在最严格的水资源管理制度条件下,控沉目标可以实现。针对地面沉降防治存在的问题,如地面沉降监测手段及监测频率有待提高、防治经费缺乏保障、地面沉降成因机理研究不深入、治理欠缺等,从管理和技术两方面出发,提出了包括健全监测网络、控采地下水、加大地面沉降知识宣传等控沉建议。该研究可为德州市切实有效进行地面沉降防治工作提供参考。     

天津地面沉降严重区分布特征及变化规律

天津市地面沉降历史悠久,自1923年至今共经历了6个不同的阶段。截至2020年,天津市大面积的地面沉降已基本得到控制,但局部还存在年沉降量大于50 mm的沉降严重区,从大面积治理到小区域精准防控,天津市地面沉降分布特征已体现出新形势,地面沉降防治工作也面临着新的要求。为准确掌握新形势下地面沉降发展规律,精准施策,针对性治理,文中收集并分析2010—2020年天津市地面沉降水准测量、地下水位、地下水开采量等数据,对2010—2020年天津市地面沉降严重区分布特征及演化规律进行归纳总结。研究结果表明：2010—2020年,天津市地面沉降经历了沉降波动期（2010—2012年）、稳中向好期（2013—2016年）和快速减缓期（2017—2020年）三个时期,地面沉降平均沉降量下降了37%,沉降严重区面积减小了67%。各阶段沉降变化均与地下水开采量密切相关,截至2020年,天津市现存集中分布于西南部的5个沉降严重区,分布范围与深部含水组地下水漏斗分布范围基本一致。     

江苏盐城地面沉降风险评价

地面沉降灾害已经成为制约地区社会经济可持续发展的重要因素,风险评估和管理是实现灾害防治从被动防御向主动防治转变的标志。根据地面沉降现状以及区域地质情况、水文地质条件等,分析了盐城地区的地面沉降机理及其主要影响因素。结合盐城实际,选取累计地面沉降量、地面沉降速率、软土层厚度、主要开采层厚度、地下水开发利用程度作为危险性指标以及单位面积GDP比重、人口密度比重、地面高程作为易损性指标,绘制了危险性分区图和易损性分区图,建立地面沉降风险评价体系。利用层次分析-综合指数法和MapGIS空间分析功能,开展地面沉降风险综合评价。根据评价结果并结合地面沉降现状和已有的防治措施,提出切实可行的改进措施和建议。     

宁波市地面沉降现状分析及风险评价

针对宁波市地面沉降发展现状及风险评价需求，结合2017—2020年的InSAR遥感监测数据与沉降点监测数据，对近年地面沉降特征进行了分析。在此基础上建立了包括地面高程、沉降易发程度、地面累计沉降量、沉降速率、城市人口密度、建设用地占比重等6个评价因子为主的地面沉降风险评价体系。其中沉降易发程度为综合考虑地质条件、水文地质条件、人为活动影响后的综合性评价因子。地面沉降风险评价结果表明：宁波市地面沉降无高易发区，中、低易发区主要与区内全新世软土层厚大、历史上大量开采地下水、局部高强度城市建设以及沿海围垦工程等因素有关。最后，划分了地面沉降中风险区、低风险区、风险防控带，并提出了相应的地面沉降风险区管控建议。     

杭嘉湖平原地面沉降防治效应分析

杭嘉湖平原为浙江省地面沉降范围最大、地面沉降灾害较为严重的地区,近年来,当地政府部门大力加强地面沉降防治工作,推进地面沉降防治工程,落实地面沉降防治保障措施,建立了一套较为完善的地面沉降防治体系。通过近几年的努力,杭嘉湖平原地下水位逐渐回升、地面沉降速率逐步减缓,地质生态环境日渐恢复和改善,取得了显著社会效应和经济效应。     

河北省廊坊市地面沉降调查

文章首次系统调查了河北省廊坊市区地面沉降灾害。结果显示，廊坊市区存在较为严重的地面沉降灾害，灾害程度大体可以分为重度、中度和轻度，主要表现为井台相对抬升、拉裂，井房地面鼓起，抽水管变形弯曲。沉降灾害点集中分布在市区西北和东北两个区域，与地下水位降落漏斗相吻合，证明地面沉降是由于开采地下水所致。根据大地水准测量资料分析，自1966年以来廊坊市区地面累积沉降量近800mm，沉降发展分为4个阶段，1966～1978年地壳自然垂直波动阶段、1979～1983年地壳波动下降阶段、1984～1992年地壳持续下降阶段以及1992年以后的地壳加速下降阶段。根据沉降灾害形迹推算，1990～2004年期同累积沉降量120mm，并在近年有加速发展趋势。廊坊地面沉降还处于灾害发展的初期发展阶段。建议制定包括地下水源取代、井位优化分布、采水方案优化、节约用水等措施的综合防治对策，为廊坊城市社会经济的可持续发展提供一个良好的基础环境。     

宁波市工程性地面沉降成因分析及防治对策研究

随着城市化建设进程的加快,工程性地面沉降已逐渐成为滨海软土地区地面沉降的主导因素,并进而影响港口城市工程建设和发展。2000年以来,宁波相继开展了工程性地面沉降调查,建立工程性地面沉降监测网,并开展了工程性地面沉降特性和机理研究。本文基于宁波市地面沉降现状,从地层结构、软土的工程特性、主要压缩沉降层、地面沉降与建筑容积率的相关性及工程性沉降机理分析等方面,对工程性地面沉降的成因进行详细分析,工程建设活动及第一软土组压缩变形是产生工程性沉降的主要原因。针对宁波市地面沉降的新特征,从专项监测、机理分析及预测预警、浅层地下水人工回灌、防控管理及长效机制方面,探讨工程性地面沉降防治对策,综合防控工程性地面沉降发生发展,促进国际港口城市建设与地质环境协调发展。     

浙江温黄平原地下水控采后地面沉降效应分析

通过收集整理相关检测数据,分析浙江温黄平原地下水控采后的地面沉降特征及发展趋势。结果表明,随地下水大幅减采,地下水位回升明显,地面沉降同步快速减缓,由区域性沉降转变为局部工程性沉降,认为工程性沉降监测防治是今后温黄平原地面沉降防治工作的重点。     

江苏常州地面沉降监测与发展趋势分析

地面沉降是常州市区主要地质灾害之一,也是制约常州城市经济发展的重要环境地质问题。为了厘清常州市区地面沉降态势,提升灾害防治能力,文章优化形成了集一等水准测量、GPS-InSAR监测、基岩标和分层标、光纤监测孔等多种监测技术方法,点-线-面相结合的常州市地面沉降立体监测网络,有效提升了常州市区地面沉降监测的精度及可靠性。基于常州城市地质调查成果,系统归纳了近几十年常州市区地面沉降发展历程。利用建成的多方法地面沉降监测网络获取的沉降变形数据,得出常州市区地面沉降总体现状及发展趋势、重点沉降区分布、主要沉降层位及成因机理等,最终提出常州市区地面沉降防治建议,为以后城市地质调查工作中地面沉降监测与防控工作提供参考。     

太原市地质灾害研究与防治

本文详细论述了太原市地质灾害形成的条件,尤其是新构造运动特点及其影响。系统论述了太原市地质灾害的类型及其特征。将地质灾害分为两大类：自然地质灾害和人类活动引起的地质灾害,重点放在后者。主要是地面沉降与矿区地面塌陷、地裂缝。地面沉降较为严重,吴家堡沉降中心90年代以来,年均沉降量已达225mm,且处于发展阶段。文中最后提出了地质灾害的防治建议。     

第七届国际地面沉降学术研讨会(中国上海2005))征文启事

自然地质因素引起的沉降地下流体开采引起的沉降地下固体矿产资源开采引起的沉降化学过程引起的地面沉降地面沉降与地裂缝落水洞沉降实验室试验以及原位测试地面沉降的监测地面沉降模拟和预测的机理与模型地面沉降防治措施及其环境影响人工回灌引起的地面变形地面沉降的经济效应自20世纪50年代以来,人类经济工程活动引发的地面沉降日益突出,在世界各地也日渐普遍,成为影响可持续发展的重要问题。国际学术界对地面沉降问题极为重视,联合国教科文组织也深刻认识到地面沉降危害的严重性,并组织召开了一系列国际地面沉降学术研讨会,自1969年至今…     

京沪高速铁路沿线地面沉降与地下水位变化关系探讨

文章选择京沪高速铁路沿线的北京、廊坊、天津、沧州、德州等几个沉降中心的监测数据及研究资料,对比分析发现地面沉降发展与地下水位变化密切相关,依此建立了地面沉降与地下水位变化的经验关系,进一步分析预测了华北平原各主要沉降区地面沉降发展趋势。结果表明:北京地区地面沉降变化与水位变化线性相关明显,地面沉降对地下水位变化反应较灵敏,无明显临界水位;廊坊、天津及沧州地区显示指数相关,有较明显的临界水位,沉降过程存在初期缓慢沉降和快速沉降两个阶段;德州市在监测时段内显示二次函数相关,可能存在临界水位,但不如天津至沧州地区明显。各主要沉降区除天津市区地面沉降已经得到有效控制外,随着地下水资源的不断超采,过量消耗深层地下水储量,其它沉降区的地面沉降将持续发展,地面沉降灾害问题也必将日趋严重。     

城市地面沉降研究现状与展望

第四届地面沉降国际讨论会及我国“八五”科技攻关成果表明，我国地面沉降研究及防治工作，由于引进系统思维方式、非线性科学的新理论与方法及计算机技术，融地球科学、环境科学和社会科学为一体进行综合研究，成果显著，目前已进入以数学模型预测为主的动态微量控沉阶段。这要求我们加深沉降机理研究。抽汲地下水形成的地面沉降研究的核心与难点是粘性土中孔隙水运移问题，它也是土体环境地质和外动力地质灾害研究的前缘热点，应引起人们的高度重视。     

基于SBAS-InSAR技术的盘锦地区地面沉降监测

近几年,盘锦地区的地面沉降问题开始受到人们的关注。为了掌握盘锦地区地面沉降现状,包括沉降中心位置、沉降区面积、沉降量、沉降速率等,选取2013-2016年覆盖研究区的19景C波段Radarsat-2 SAR数据,采用SBAS-InSAR技术提取了盘锦地区地面沉降速率和累积沉降量。结果表明,研究区内存在两个沉降区:曙四联沉降区,面积约为43.6 km2,最大沉降速率为-151.49 mm·a-1;龙王村沉降区,面积约为33.28 km2,最大沉降速率为-119.55 mm·a-1。通过地表形变量时序分析,发现两个沉降区的范围随着时间不断扩大,累积沉降量不断增大。与水准监测数据进行对比后发现,两种监测方法得到的沉降区范围和沉降量大体一致,但两者间仍有差别。对研究区内油田井场分布和地下水水位降落漏斗特征与沉降区分布进行了对比分析,研究表明地面沉降与地下水开采、油气资源开采、新构造运动等多种因素具有密切关系。研究结果将为地质环境的管理、地面沉降灾害的防治及资源开发利用规划提供基础依据。     

浙江省沿海平原地下水控采后的地质环境效应

通过长期监测,研究该区域地下水控采后的地面沉降特点和趋势.数据分析发现随着开采大幅减少,水位回升明显,地面沉降呈同步快速减缓;地面沉降由区域性沉降向城市和重点工程建设区等局部点状或小范围沉降发展的趋势;工程性地面沉降的监测与防治应成为今后地面沉降防治工作的重点;同时在控制地面沉降的前提下,尚可开采一定的地下水作为生活和应急供水水源.