临沂市城区岩溶地下水流模拟

地下水动力条件变化是导致临沂市城区岩溶塌陷的诱因和动因,通过分析岩溶区地质及水文地质条件,建立了临沂市城区岩溶地下水流数值模型,预测了2007年6月至2019年6月地下水水位时空变化过程。从流场拟合情况看,所建模型拟合效果良好,客观反映了地下水系统演化规律,可以用于岩溶塌陷预警预报,为岩溶塌陷地质灾害防治提供技术依据。     

地下水数值模拟在岩溶塌陷预警系统中的应用——以山东临沂市城区岩溶塌陷为例

岩溶塌陷是近年来濒发的主要地质灾害。其发生、发展、主要受岩溶水不合理开采所致。地下水位是影响岩溶塌陷的重要因素。论文以临沂市城区岩溶塌陷为例,在完善的监测网络基础上,建立了地下水数值模型,预测了可行的地下水开采方案,并模拟城区岩溶塌陷区水位与基岩顶板的变化关系。研究建立了岩溶塌陷动力预警系统。该系统为减少或避免岩溶塌陷的发生及防治提供科学依据。     

基于地下水模型的岩溶塌陷风险性评价方法在临沂市城区的应用

岩溶塌陷是山东省临沂市区最重要的地质灾害类型,一旦发生,会带来较大的经济和财产损失,因此对岩溶塌陷的风险评价十分必要。风险评价包括现状评价和预测评价,主要分3个步骤来完成：危险性评价,易损性评价和期望损失评价。利用地下水流模型确定调采方案下的相关评价因子,预测了岩溶塌陷的风险性。通过比较发现,经过地下水调采后,原岩溶塌陷高风险区范围大为缩小。地下水流数值模型和风险评价方法结合,可以确定合理的岩溶水规划开采方案,对于指导和防治岩溶塌陷具有重要意义。     

数值模拟在岩溶塌陷预警系统建设中的应用 ——以临沂市城区岩溶塌陷为例

岩溶塌陷是近年来频发的主要地质灾害类型之一,其发生、发展主要受岩溶水不合理开采所致,水位是影响岩溶塌陷的重要因素。文章以临沂市城区岩溶塌陷为例,探讨在建立完善的监测网络基础上,通过水文地质模型模拟城区一带的岩溶塌陷区水位的变化趋势,预测分析可行的地下水开采方案,建立起完整的岩溶塌陷动力预警系统,为减少或避免岩溶塌陷的发生提供了科学依据,也为同类地质灾害的监测、预警、预防提供了借鉴模式。     

覆盖型岩溶区地下水地源热泵工程岩溶塌陷成因及对策研究

地下水地源热泵工程是抽取地下水,以地下水为换热介质,提取能量之后全部回灌于含水层中。因此地下水地源热泵是改变地下水局部水位高程,整体上不影响地下水流场的变化。覆盖型岩溶区地质环境承载力较差,地下水的开发利用过程,可能加强诱发岩溶塌陷的因素,发生岩溶塌陷。在地下水地源热泵的建设和运行中,控制水位降深、尽量避免水位波动和瞬间水位变化过大等措施,达到预防岩溶塌陷的目的。而岩溶塌陷预防措施的研究给覆盖型岩溶区地下水地源热泵的建设和运行提供技术支撑。     

大兴迭隆起隐伏岩溶水资源评价及开采方案预测

大兴迭隆起地区隐伏岩溶地下水是北京市的重要水源,为保障水源地能持续为大兴、通州地区提供优质的城镇生活用水,需对研究区岩溶地下水进行水资源评价和开采规划预测分析。利用数值模拟法,应用GMS模拟软件对研究区岩溶水系统进行地下水流数值模拟及水位变化预测。建立的岩溶水系统模型分为5层,模拟验证期为12年9个月。由模型评价的岩溶水系统补给资源量为14 425.74×10^4m3/a,可开采资源量为14 310.52×10^4m3/a,其中岩溶含水层可开采量为2 309.36×10^4m3/a。在模型识别验证后,分4种开采方案对水源地进行开采预测,通过对典型观测孔水位过程线拟合和研究区水均衡分析可知,按2020年之前维持现状开采,2020年后停采念坛水源地,2025年后全区按可开采量进行开采的开采方案最为合理,可分批逐次实现水源地的采补平衡。     

泰安市城区地下空间开发与环境地质影响关系分析

通过对泰安市城区地质环境条件的深入分析,系统阐述了泰安市城市地下空间开发与地质环境因素之间的相互影响关系,一方面城市地下空间开发受到地表水、地下水水位、水质及岩溶塌陷地质灾害等地质环境因素的制约,而地下空间开发建设又反过来影响和改变着城区地下水环境、土壤环境,并有可能提高城区岩溶塌陷发生的机率,因此建议有关部门在规划建设城市地下空间的同时要加强地质环境保护。     

济南岩溶泉域地下水可持续开采方案分析

济南岩溶泉域是济南市重要饮用水源地,泉水又是济南市市民消闲和吸引游客的亮丽景观。但是多年来开采地下水已引起泉水出现间歇性断流。本文在对水资源规划分析基础上,设计了4个地下水资源开采方案:现状方案、增加补给量方案、减少开采量方案和增补减开联合方案。运用地下水流数值模型模拟了4个方案对泉群地下水水位及泉水流量动态变化的影响,最终确定了泉域地下水可持续开采方案,为泉水持续喷涌和地下水开发利用提供了科学依据。     

苏北沿海三市三维地下水流数值模拟

20世纪80年代以来,苏北沿海三市（连云港、盐城和南通）地下水过量开采导致部分地区水位持续大幅下降,引发地面沉降、水质咸化等问题。本文基于研究区大量地质、水文地质资料,以及2005—2013年地下水开采和水位观测数据,经过模型识别、验证,建立了能刻画苏北沿海三市地下水流场演化的三维非均质各向异性地下水流数值模型,模拟了研究区2005—2013年开采量由约2.03亿m³逐渐减少到1.56亿m³条件下深部地下水系统流场（包括第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ承压含水层）的动态演化过程。结果表明,各观测孔的水位实测值与模拟值吻合良好,水位及水均衡模拟结果显示各含水层水位下降得到有效控制,但是该区域地下水仍处于超采状态。为进一步控制水位下降,防治咸水扩散、地面沉降等地质环境灾害,模型预测并比较了现状开采和限制开采2种不同开采方案下2014—2020年苏北沿海三市深层地下水流场的变化趋势。预报结果显示,2种开采方案下,各含水层水位下降速率均减小,尤其是限制开采方案下,第Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ承压含水层的区域水位平均下降速率依次为0.15、0.16和0.15 m/a,分别比模拟期减小了46.43%、65.21%和48.28%,在开采强度降至最低的条件下储存量变化速率仍为负值,说明需要进一步加强地下水限制开采的力度。     

山东泰安岩溶水系统地下水化学环境演化

随着地表环境质量的降低以及岩溶地下水的过量开采 ,泰安市岩溶水化学环境在总体上呈现出显著退化的演化规律。自 6 0年代初以来 ,泰安市城区及旧县岩溶水的常规组分、NO-3 浓度、硬度及TDS的浓度呈现不断升高的变化趋势 ,并检出有Cr6+ 、CN-、酚等人为环境物质。水位降落漏斗区与非漏斗区、岩溶塌陷区与非岩溶塌陷区的岩溶水化学组分浓度的对比结果表明 :由于岩溶水的超量开采引起地下水动力场的改变和岩溶塌陷是控制和影响岩溶水化学环境演化的主要因素。人类活动在时间及空间尺度上与岩溶水化学环境的快速退化亦有密切的关系。     

岩溶塌陷灾害的岩溶地下水气压力监测技术及应用

文章系统、全面地介绍了岩溶地下水气压力监测技术及其应用成果。该技术在监测成孔、孔口的密封及监测频率等方面创新性地提出了相关的工艺方法,能真实、及时且充分地反映出岩溶管道裂隙系统中的地下水气压力变化特点,可为岩溶塌陷的机理研究、监测和预警提供科学依据。岩溶地下水气压力监测技术工艺简单、操作方便、成本低廉,经过20多年的改进,已成功应用于全国11个典型岩溶塌陷区,服务于高铁、水源地、油气管线、市政建设等潜在岩溶塌陷风险性评价、安全降深、监测预警等方面,取得了很好的效果。      

广州市白云区夏茅村岩溶地面塌陷特征及致灾因素和风险分析

广州市白云区夏茅村岩溶塌陷地质灾害严重,塌陷区内地质环境条件极其复杂,隐伏灰岩岩溶土洞发育强烈,溶洞、土洞规模较大,且发育多层溶洞,溶洞间相互连通,岩溶塌陷区基岩面起伏较大,高程变化剧烈,第四系覆盖层厚度较大,底部粉质黏土层土洞发育,土体中规模巨大的土洞是产生岩溶地面塌陷的基础条件。基岩断裂构造带及其影响带范围内,岩石破碎,形成导水断层,存在地下水迳流通道,沿断裂带地下水循环活跃,溶蚀强烈,形成岩溶强发育带,为岩溶塌陷的发生提供了良好的动力条件。区内楼房基础施工扰动了地下水和土洞间的平衡状态从而成为了地面塌陷发生的诱发因素。运用7项地质环境条件指标和5项经济人口指标分别定性评估岩溶地面塌陷的易发度和易损度,并将二者叠加进行地质灾害风险评估。研究结果表明,夏茅村潜在地质灾害风险大,只有严格控制地下水动力条件,才能避免再次发生岩溶地面塌陷。     

大藤峡水库岩溶塌陷预防的安全调度研究

水库运行容易在库区诱发滑坡、岩溶塌陷等地质灾害。通过水库运行的安全调度,可有效减少库区地质灾害的发生。本文以在建的大藤峡水库武宣防护区为例,分析计算了岩溶塌陷预防的安全调度水位、排蓄水速度;并根据现场调查,查明了研究区岩溶塌陷发育的地质背景和发育现状,建立了岩溶塌陷发育机理模式。为了分析水库运行改变地下水动力条件对岩溶塌陷发育的影响,运用Modflow软件,建立研究区数值模拟模型,通过数值模拟运算,预测了大藤峡水库不同蓄水水位引起的地下水位变化,以及不同排蓄水速度引起的地下水流速变化;探讨了包气带、潜水层和承压水层区域岩溶塌陷发育的可能性。结果表明:研究区岩溶塌陷预防的水库安全水位高程为51～62 m,蓄水水位安全上升速度为0～1.0 m·d-1和排水水位安全下降速度为0~3.0 m·d-1。      

广州市白云区岩溶塌陷风险初探

识别出广州白云区岩溶塌陷风险因素,构建岩溶塌陷层次递阶结构模型,运用层次分析法的相关原理计算出基本风险因素对岩溶塌陷风险事件的影响权重。定义极易塌陷区Ⅰ、易塌陷区Ⅱ、次易塌陷区Ⅲ、不易塌陷区Ⅳ和稳定区Ⅴ共5个岩溶塌陷等级分区,建立各基本风险因素5个等级与岩溶塌陷等级分区的对应关系。为实现岩溶塌陷风险的定量评价,定义单因素致塌概率pi,引入伯努利试验建立岩溶塌陷概率计算模型,选取覆盖层厚度、岩溶发育程度、地下水位埋深、基岩岩性、覆盖层结构与底板岩性、地下水开采强度、地下活动强度和地表施工加载与振动等8个基本风险因素参与评价单元塌陷概率计算,并据此确定岩溶塌陷风险等级狭义标准,为区域岩溶塌陷等级分区的划分提供参考依据。岩溶塌陷风险等级分区表明：极易塌陷区集中在分析区内的江村、古楼岗、泉溪、西湖、社岗一带;易塌陷区和次易塌陷区主要分布在江高镇和原石井镇等地带。风险等级分区与白云区已有岩溶塌陷历史统计资料及塌陷危害程度评价结果较为吻合,从而验证了评价方法的有效性。     

广州金沙洲岩溶区地下水位变化与地面塌陷及地面沉降关系探讨

金沙洲可溶性灰岩分布面积广,岩溶洞隙发育,洞隙及地下水的连通性强,上覆第四系松散土体中软土广泛分布,客观存在岩溶地面塌陷及地面沉降的地质环境条件。2007年4月起,受某高铁隧道施工抽排地下水的影响,金沙洲地下水出现异常波动,引发了地面塌陷及地面沉降。文章根据监测数据,经对比分析结果表明,区内岩溶地面塌陷及地面沉降受控于地下水位的变化,地下水位波动至基岩面附近时,是地面塌陷较活跃的时期,地面沉降与地下水位变化呈正向相关。文章进一步对地面沉降与地下水位变化关系的机理进行了探讨,认为目前地下水位尚未恢复正常的区域仍存在地面塌陷及地面沉降的隐患。     

疏降地下水引起地面塌陷浅析--以淮南煤矿区为例

以淮南西部矿区为例，介绍了该地区自20世纪60年代开采煤矿以来，由于疏降地下水，引起的地面塌陷。为了研究灰岩水动力场规律，先后在该区进行多时段、多水平放水试验。研究表明，覆盖粘土层、岩溶及人工疏降地下水，是该地区岩溶塌陷形成的基本条件。通过对粘土盖层性质、疏降地下水岩溶塌陷演化过程及塌陷机理与对应阶段过程综合分析，结合区域地质条件，掌握了塌陷点的分布规律。对目前西部地区塌陷“复活”、整治及未来城市规划，提出了建设性建议。     

岩溶塌陷危险性评价——以独山县交摆村为例

岩溶塌陷是多因素相互影响,成因机制较为复杂的地质灾害类型,在空间上具有隐蔽性,时间上具有突发性的特征。为有效预测、评价岩溶塌陷危险性,本文采用GRA -FAHP,从岩溶条件、覆盖层条件、地下水条件、工程活动条件等因素出发,选取14个主要影响指标构建定性与定量相结合的岩溶塌陷危险性评价模型,以贵州省独山县交摆村岩溶塌陷区为例对模型进行验证。结果表明,该模型对岩溶塌陷危险性评价与实际情况相符。可为今后岩溶塌陷危险性的预测、评价提供一些借鉴。