基于SBAS-InSAR技术的豫北平原地面沉降监测

豫北平原是河南省平原地区地面沉降灾害较严重地区之一,快速全面掌握豫北平原地面沉降信息、有效防控地面沉降的持续快速发展对中原城市群建设至关重要。本文借助中高分辨率RADARSAT-2雷达数据,基于SBAS-InSAR技术获取了豫北平原2014-2016年的地面沉降监测数据。监测结果表明：两年内豫北平原地面整体下沉,区内共圈定8个较明显的沉降区,总面积约3 006 km²,各沉降区沉降速率在25.00~114.85 mm/a之间;其中,除安阳县白壁镇-内黄县沉降区和辉县沉降区最大沉降速率分别达到95.36和114.85 mm/a之外,其余6个沉降区最大沉降速率均小于73.58 mm/a。根据沉降区现场实地调查和综合分析发现,豫北平原地面沉降主要是活动断裂、松软岩土、地下水超采、城市建设活动、石油和地热资源开采等共同作用的结果。建议将豫北平原地面沉降的防控重点放在人类活动引起的地下水超采和城市建设引发的松软岩土层超量堆载等方面。     

线性回归模型在北京平原地面沉降预测中的应用

北京平原的地面沉降日趋严重,地面沉降问题已经成为北京平原区最主要的地质灾害。本文在一系列地下水开采量、地下水水位和地面沉降量实测数据的基础上,运用Excel软件建立了地下水开采量与沉降量、地下水位与沉降量之间的线性回归方程。基于地面沉降量和地下水开采量或地下水位之间的回归方程对地面沉降量进行预测,并对预测值的可靠程度进行了验证。本文利用所建立的线性回归模型对地面沉降量进行预测,可以为地面沉降的控制提供依据。     

平原区地面沉降特微分析及预防对策

自20世纪60年代以来,我国许多平原地区随着地下水的不断开采,导致地面不断的沉降,通过对平原地面沉降特微的分析,分析平原地区开采地下水造成的地面沉降的机理,计算和预测采用地下水引起的地面沉降对以后加强地下环境保护产生的影响,制定合理的方案来预防地面沉降。     

湛江霞山区菉塘地面沉降量计算方法及沉降趋势预测分析

湛江市作为广东省主要由地下水供水城市,其地面沉降现象日益加剧,其为了控制地面沉降的发生和发展,在提出合理的地面沉降计算方法的基础上,对未来地面沉降进行预测分析。菉塘为湛江市地面沉降中心之一,选取菉塘沉降中心计算其最终沉降量,并对其沉降趋势及沉降主导因素进行分析预测与确定。湛江市地层和地下水分布比较复杂,地层几乎涵盖了黏性土、粉土、砂、基岩等几乎所有类型,地下水类型较多,几乎涉及到了所有地下水类型。为了合理预测抽取地下水引起的地面沉降,有必要通过对不同地层进行分析,提出简单、实用、使用便捷的沉降计算方法。     

北京平原地面沉降数值模拟情景分析

地下水严重超采给北京带来了一系列诸如地面沉降等生态环境问题。为研究北京平原地面沉降的发展趋势,在地下水模型基础上设计了5个情景,对北京平原区域及沉降中心的沉降速率进行了模拟。结果表明:(1)在保持现状和考虑地下水回灌的情景下,中远期的区域及沉降中心的沉降速率均无法达标;(2)对沉降中心进行不同程度减采的情景下,中远期的区域沉降速率均达标,除昌平八仙庄外的沉降中心的沉降速率在中远期均达标;(3)通过以上分析,设计出合理的情景:5区(八仙庄)、6区(天竺)和7区(王四营)的工业和城市生活用水每年分别减采0.51亿m3(100%减采)、0.12亿m3(20%减采)和1.76亿m3(50%减采),共减采2.39亿m3,总开采量19.28亿m3,该情景可以使得北京平原的区域及沉降中心的沉降速率均达标,是北京平原未来应采取的地下水开采情景。     

常州市地面沉降灰色模型预测

地面沉降过程可视为有限体系,本文分析了常州市地面沉降动态特征,采用费尔哈斯特(Verhulst)生物繁殖模型,以监测资料为背景予以灰色系统理论处理和进行沉降旋回期或寿命预测。在地下水得到控制开采和回灌补给条件下,常州市地面沉降旋回期为60年,至2030年沉降速率超近于零,为常州市合理开发地下水,控制沉降灾害提供宏观中长期预测信息。     

华北平原鲁北地区地下水超采导致地面沉降区域特征及演化趋势预测

鲁北地区作为华北平原地面沉降的重要组成部分,其地面沉降问题日趋严重。以滨州博兴县为工程背景,基于研究区详细水文地质与工程地质资料以及历年地面沉降监测数据,系统分析该地区地下水动态分布及地面沉降分布演化特征。以Biot多孔介质固结理论为基础,建立博兴县地面沉降三维流 固耦合数值模型,还原地面沉降发展过程并预测分析不同地下水开采方案下的沉降演化规律。研究结果表明：博兴县浅层地下水位降幅呈现南大北小特点,深层地下水形成了以县城区为中心的椭圆形地下水区域降落漏斗;地面逐渐形成了分别以博兴县城区、湖滨镇和店子镇为沉降中心的三个小型沉降区,且有相互关联扩展的趋势;地面沉降三维流固耦合模型较为理想还原了研究区地面沉降发展过程,预测在现状地下水开采方案下未来10年内地面沉降仍以较大速率继续发展,累计沉降量超500mm的区域面积不断扩大,当减小20%现状地下水开采量时是较为合理有效的开采方案。     

吴江市地面沉降与开采地下水关系的研究

通过对吴江市地面沉降与开采地下水关系的研究，证实地面沉降在时空分布上与地下水开采量基本一致，地面沉降速率与地下水位呈明显的相关性，地下水累计开采量与地面累计沉降量有较好的相关性，运用太沙基的有效应力原理及一维团结理论，对地面沉降极限量进行估量，提出控制地面沉降的措施。     

台湾地面沉降现状与防治对策

台湾地面沉降始于20世纪50年代初期的台北地区。随着地下水开发利用的普及与养殖渔业和相关耗水产业的移入，西部沿海平原区地面沉降现象普遍，尤以彰化、云林、嘉义、屏东等地显著，总沉降面积达1165km^2。约占台湾平原区的1／100其中屏东地区1970—2001年的累积沉降量达3．20m，最大沉降速率曾超过40cm／a(1979-1981年)。目前彰化地区的沉降速率最大，2000—2001年达17．6cm/a。其它绝大部分地区沉降速率在5cm/a以下。台湾地面沉降的主要原因系开采地下水引起的。仅屏东地区就有4000余口深井，地下水年均开采量1．65亿m^3，最高达3．2亿m^3以上。该岛第四纪地层厚800—1000m，沉降主要发生在60-300m土层内。目前沉降发展态势可分为暂时稳定、渐趋稳定、显著沉降和潜在沉降4类。台湾目前采用一等水准测量、GPS及一孔多标感应分层监测技术进行地面沉降监测。在主要沉降区均设有多处GPS固定站实行自动化监测，一孔多标土层分层监测共有19组。采用数值模拟对地面沉降进行分析与预测。通过用水规划的制定、督导和实施地面沉降的控制与管理。1995—2000年实施第一期地面沉降防治执行方案，2001-2004年实施第二期，针对不同地区沉降发展的不同态势采取相应对策，已取得良好的社会成效。     

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。     

基于情景分析的天津市滨海新区地面沉降预测

鉴于地面沉降演化的地质系统渐变性特征,从主要致灾因子考虑建立地面沉降数值模型。设计3种地下水开采情景,编译计算机程序预测地下水位动态变化过程中的地面沉降值。至2020年,在最不利、适中和最理想3种情景下天津市滨海新区最大累计沉降量分别达640 mm、520 mm和150mm;全区平均累计沉降量分别达268 mm、177 mm和95 mm。     

Land subsidence in China

Land subsidence in China occurs in different regions. It is primarily caused by excessive groundwater withdrawal. Other reasons for the subsidence include the oil, warm groundwater withdrawal and the neotectonic movement. The common characteristics of land subsidence in China are slow, accumulative, irreversible, and other unique properties. The range of subsidence still keeps extending and the accumulative subsidence increasing though some measures taken. Adjustment of the aquifer exploitation practice is a subsidiary way to control land subsidence, but it cannot solve this problem completely. In a specfic way of groundwater changing, the contribution of a certain soil layer to the total subsidence depends on its compressibility and thickness. Besides the elasticity, both cohesive soil layers (aquitards) and sand layers (aquifers) are observed to be plastic and creep when the groundwater level fluctuates in a specific way, which often leads to subsidence delay.     

温岭市西部平原地面沉降特征及防治对策

温岭市西部平原是经济活动最为活跃的地区．近20年以来，随着地下水开采量的不断增大，引发了严重的地面沉降，本文通过对不同时期的地形高程对比，分析确定了地面沉降量等特征，研究表明温岭市西部平原始地面高程仅2．5～3．3m，近20年来累计最大沉降量已大于1300mm.已成为浙江省地面沉降最为严重的地区之一，地面沉降导致沉降区内部分民房和耕地被水淹，直接影响到当地群众的生活和生产，本文根据温岭市实际，提出了地面沉降的防治措施和对策。     

天津市地下水流-地面沉降耦合模型

天津市平原区地面沉降主要由地下水大量开采引起,影响范围广、危害大,已成为天津市主要的环境地质问题。分析了研究区的水文地质条件,结合地下水开发利用状况,将研究区概化为6个含水层组,地下水流考虑三维非稳定流,地面沉降选用一维固结压缩模型,运用地下水流模型Modflow 2005和地面沉降模拟模块 Sub,建立了天津市平原区地下水流-地面沉降数值耦合模型,模型面积为1.1×10⁴ km²,利用1998-2008年地下水位等值线、过程线、地面沉降过程线等资料对模型进行了识别。模拟期的地下水均衡分析表明,在多年开采条件下,越流补给、压缩释水、侧向边界流入分别占深层含水层补给量的41.84％、32.15％和24.17％。将调试后的模型应用于南水北调实施后地下水控采条件下的地面沉降趋势预测,显示出停采或减少地下水的开采,有利于减缓地面沉降下降速度,且表现出开采层位越往下,地面沉降恢复难度越大的变化趋势。     

应对海平面上升与地面沉降迭加引发的地质灾害与生态环境问题

海平面上升已引起各国政府和科技界的高度关注。预计未来30年,浙江沿海海平面将比2009年升高88~140 mm。海平面上升与浙江沿海平原地面沉降迭加将进一步恶化地质与生态系统,引发许多灾害问题,制约沿海区域经济社会的可持续发展。本文主要就如何应对海平面上升与地面沉降迭加引发的地质灾害链与生态环境问题进行了探讨,认为要从地球系统科学角度,重视对陆-海相互作用机制与生态环境效应的研究,着手考虑建立陆海(包括入海河流)统筹的海岸带地质与生态环境监测评价系统。     

Land subsidence due to groundwater withdrawal in Arak plain,Markazi province,Iran

With current trends of groundwater exploitation, the plains of Iran have been facing numerous problems, where subsidence is considered as the foremost obstacle. In the present study, the principle aim was to analyze the level of groundwater and induced subsidence effects in different regions of Arak plain from 2002 to 2008. Arak plain located in Meyghan Lake basin is subjected to subsidence process as a result of the declining groundwater levels. Monthly variations of groundwater levels were plotted using ArcGIS software. The results indicated declining water levels especially in Meyghan Lake than the Arak plains, resulting up to 36 m of drop in the groundwater levels of marginal areas in the plains during these years.     

水准测量网监测在德州市地面沉降中的应用

山东地面沉降灾害以鲁北平原最为严重,在德州地区的地面沉降已对当地人民的正常生产和生活构成了威胁,并制约了当地经济的可持续发展。通过建立水准测量网络及监测运行,查明了德州市地面沉降的规模和范围,研究成果表明工作区均存在地面沉降现象,截至2010年,德城区由于地下水开采强度大,地面沉降幅度最大,目前地面累计沉降量为-1186．9～-636．9mm,多年平均沉降速率为59．35mm／a,形成了以市区西北部为中心的地面沉降盆地。超量开采深层地下水是造成大规模地面沉降的重要因素。     

天津平原地下水可开采量与确定依据

根据深层地下水开采对地面沉降的影响比较,天津中部平原和滨海平原第二、三含水层组深层地下水开采对地面沉降影响较小,为适宜开采层位。地面沉降控制在10 mm/a,第二、三含水层组深层地下水可开采量为2.68亿m3/a。中部平原浅层地下淡水、微咸水,在技术经济上鼓励开采,可开采量为1.64亿m3/a;山前平原地下水现状开采强度未引起明显的环境地质问题,开采强度适当,可开采量为2.79亿m3/a。天津平原生态环境保持良好,地下水总的可开采量为7.11亿m3/a。     

海河平原地下水资源可持续利用前景评价

本文通过综合分析海河平原地下水资源盈余量以及建立典型三级区平原开采系数与地下水水位下降速率、地面沉降速率的关系,分析了各三级区平原依靠环境容量可扩大开采量,根据疏干时限性评价指标对海河平原地下水的开采潜力进行了评价,客观展现了维持现状开采条件下研究区地下水资源可持续利用的暗淡前景。     

Land subsidence caused by groundwater exploitation in the Hangzhou-Jiaxing-Huzhou Plain, China

Hangzhou-Jiaxing-Huzhou Plain in northern Zhejiang Province, located between the Yangtze and Qiantang Rivers, is one of the regions where economic development is most rapid in China. Geological and hydrogeological surveys reveal a multi-layered aquifer system beneath the plain, which includes Holocene phreatic water layers and Pleistocene confined aquifers. Based on the historical records of groundwater extraction, groundwater levels, and ground settlement from 1964 to 2000, it is shown that ground subsidence has resulted from the continuously increasing extraction of groundwater from deep confined aquifers, and that the evolution of land subsidence can be characterized by a multifractal model. Based on this model, a set of empirical power-law relations have been established between: the land subsidence velocity and the annual groundwater extraction; groundwater drawdown and the annual land subsidence velocity; and the amount of land subsidence and the associated area of land. A set of indices are proposed for evaluating dynamic evolution of groundwater exploitation and land subsidence for the Hang-Jia-Hu Plain, from which the critical degree of evolution of land subsidence in the near future can be estimated using data on groundwater exploitation and water level changes.