常州市滆湖典型地块浅层地下水数值模拟

苏锡常地区是我国经济最发达的地区之一。多年来，该地区由于超量开采深层地下水已经引起了严重的地质灾害。在当前严禁开采深层地下水的形势下，对该地区的浅层地下水资源进行科学评价，查明该地区浅层地下水的开发潜力具有十分重要的意义。本文采用GMS软件对常州市滆湖典型地块浅层地下水进行了精细的数值模拟，经模型识别和校正之后，对典型地块的浅层地下水可开采量做出评价。本次对浅层地下水的数值模拟在苏锡常地区内尚属首次，模拟结果可为今后全区合理开发利用浅层微承压地下水提供依据。     

苏锡常地区浅层地下水开采技术研究及环境效应分析

通过在苏锡常地区选择典型地段进行浅层地下水开采试验工作,从浅层地下水水文地质条件(含水层展布、岩性、厚度、水质)综合分析其开发利用前景,提出了合理的浅层地下水开采方式及地下水的利用方向,对于保护深层水资源,防止地面沉降及土壤盐渍化有十分重要的意义。     

天津平原地面沉降条件下的深层地下水资源组成

根据天津平原地面沉降监测结果，采用水量均衡法，计算出深层地下水开采量中，浅层地下水越流补给量占38.2％，粘土性压密释水量占41．3％，弹性释水量占5．6％，侧向流入量占14．9％。在控制地面沉降的条件下，深层地下水持续利用的对策是调整开采三维布局，适度开发利用浅层地下水对深层地下水的越流补给。     

苏锡常地区浅层地下水开发利用前景分析

针对以往苏锡常地区浅层地下水开发利用所面临的一系列问题,本文通过选择典型地段进行浅层地下水开采试验工作,从浅层地下水的水质、水量以及所采取的开采工艺等几个方面论证了浅层地下水开采的可行性,分析了苏锡常地区浅层地下水的开发利用前景。     

太和县地下水资源开发利用存在问题及对策探析

太和县不合理过量开采深层地下水,诱发地下水位持续下降、水质恶化等环境水文地质问题。尤其是大面积的降落漏斗,并开始出现地面沉降迹象。本文在地下水开发利用现状调查的基础上,对上述问题进行了详细分析后认为,其原因主要是由于地下水开采布局不合理,地下水超量开采,水资源管理方法及手段比较落后。针对地下水开发利用过程中主要问题,应采取综合规划、综合调控、综合利用的原则。合理利用浅层地下水,适当分散开采深层地下水,逐步调整深层地下水开采布局,综合利用地表水和地下水。加强水资源科学管理力度,制订科学合理的用水定额,调整产业结构来解决城镇的用水问题。     

苏锡常地区深层地下水合理利用和保护对策

苏锡常地区经济发达，城市化程度高，由于地表水普遍受到严重污染，所以地下水开发利用程度很高。分析，介绍了苏锡常地区地下水资源情况，开发利用现状和存在的主要问题以及长期超采的原因，概述了政府有关部门采取的主要措施，在此基础上，有针对性地探讨并提出了该区深层地下水合理开采，保护的对策和建议。     

苏锡常地区地下水禁采后的地质环境效应研究

1995年以来,针对严重的区域性地面沉降和地裂缝灾害,苏锡常地区地下水资源保护和管理工作逐渐加强,特别是从2000年开始,江苏省政府分阶段实施限期禁止开采工作,首先在超采区实行地下水禁采,到2005年底,在苏锡常地区全面禁止开采地下水,全区地下水环境、地面沉降状况出现明显好转,地下水水位普遍回升,地面沉降速率逐渐减缓。根据近年来苏锡常地区地面沉降基岩标、分层标的系统监测资料,对地下水禁采后地质环境的效应特别是地面沉降的变化特征进行了初步分析、研究,并对该区今后地质环境保护工作提出了对策和建议。     

江苏沿海地区深层地下水开发利用现状及环境地质问题

江苏沿海地区深层地下水在开发利用过程中，由于开采布局不合理和存在“三集中”(开采层次集中、开采地段集中、开采时间集中)以及水文环境地质条件脆弱等因素，出现水位逐年下降，并形成区域性降落漏斗，致使部分地段地下水资源枯竭、水质成化和诱发地面沉降等诸多环境地质问题。本文着重分析沿海地区深层地下水开发利用的6个阶段(初级、城市开采、城市超采、区域超采、区域控制开采和区域压缩开采阶段)、区域降落漏斗的3个发展过程(1986年、1995年和2002年)和因深层水超量开采诱发的水资源枯竭、水质成化和地面沉降等环境地质问题的发育特征及演化趋势，从地下水资源管理和可持续发展的角度，提出深层水的保护规划、浅层咸水、海水资源的开发利用、实行强制节水、污水资源化和发展海洋性产业的对策建议。     

山东省广饶县地下水位多年动态及其地质环境效应分析

山东省广饶县地下淡水资源丰富,是本区工农业生产和生活用水的重要水源,长期大量开采地下水引发了地下水降落漏斗、咸水入侵、地面沉降等地质环境问题。通过对广饶县地下水多年监测资料的整理和分析,揭示了本区地下水水位的变化规律,预测了地下水水位的变化趋势。分析表明: 在现状开采条件下,浅层地下水降落漏斗已基本稳定,无加重趋势。考虑地面沉降和咸水入侵的发展趋势,提出深层地下水的约束埋深不应大于80 m,甄庙地区咸水入侵临界水位为10 m,这为当地地下水的合理开采与环境地质问题的防治提供了依据。     

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。     

黄河三角洲地下水动态变化及其与地面沉降的关系

为了分析黄河三角洲地下水动态及其与地面沉降的关系, 利用多年地下水和地面沉降监测数据, 发现黄河三角洲广饶县和东营区的地下水动态变化剧烈且地面沉降严重, 含水层多处于超采状态, 浅、深层地下水降落漏斗先后出现.深层地下水降落漏斗中心水位下降速度达2~3m/a.近年来, 东营和广饶地面沉降漏斗中心沉降量和速率分别为155.1mm、28.2mm/a和356.0mm、64.7mm/a.借助GIS技术及数理统计法, 发现深层地下水降落漏斗与沉降漏斗空间耦合良好, 深层地下水位与地面高程呈线性正相关, 相关系数为0.92, 深层地下水过度开采已成为影响沉降的最根本因素.井灌区第三粘性压缩层成为地面沉降主要贡献层, 且深层地下水降落漏斗中心的地下水位已低于第三承压含水层临界水位, 沉降趋于严重.      

冲洪积平原地面沉降特征及主控因素——以北京平原为例

北京由于长期过量开采地下水,相继引发了一系列地质环境问题,其中地面沉降问题尤为突出。回顾了北京地面沉降发展历史,从平面和垂向上分析了地面沉降特征,在此基础上对北京冲洪积平原区沉降的主控因素进行了研究。结果表明:(1)平面上,沉降分为南、北2个大区,7个沉降中心。北区已由多个单独沉降中心区扩展成一个大区域,南区北扩明显;(2)垂向上,南区第一压缩层为沉降主贡献层,沉降占比42%,浅部地层沉降速率减小,深部地层沉降速率增加。土体变形特征为塑性变形,包含蠕变变形;北区第二压缩层为沉降主贡献层,沉降占比65%,浅部沉降量值很小且波动平缓,深部沉降量相对较大。土体变形特征为浅部以弹性变形为主,深部以塑性变形为主,包含蠕变变形;(3)沉降受构造作用及基底格架控制,北东方向受冲洪积扇上部单一砂卵砾石的地层条件控制扩展范围有限,沉降整体向北西、南东方向扩张;(4)地层结构决定沉降平面和垂向分布特征,尤其北部冲洪积与南部湖相沉积的差异,是产生深浅部地层沉降贡献率不同的重要因素;(5)地下水开采仍是沉降产生的主因,地下水漏斗的扩展和沉降中心的分布高度吻合,主要沉降层地下水位下降速率与沉降速率成正比。     

天津滨海新区地面沉降层位的精准识别与沉降过程重建

塘沽地区地面沉降是新生代松散沉积物多层位沉降叠加的结果,精准识别各层位的沉降贡献是该区地面沉降防控的关键。利用塘沽G2地面沉降分层标组2011—2014年观测数据,对新生代沉积物不同层位的地面沉降进行了精准识别;结合以前的分层标观测资料,重建了1960年以来不同层位的地面沉降过程。结果显示,在1960—1970年地下水开发初期,地面沉降主要层位是浅部粘性土自然固结和第二含水组地下水开采;1970—1980年深层地下水开采高峰期,主沉降层位由二组逐渐加深到三、四组;1985年以后实施了地面沉降控制措施后,第四系地下水开采引起的地面沉降逐渐减小;2000年之后,随着滨海新区的成立和大规模的城市建设,城市建设引起的建筑基础沉降逐渐成为主要的沉降层。通过对不同时期主要地面沉降层位的转换过程分析,提出地面沉降精准防治新思路。     

海河流域地下水资源保护

地下水资源在海河流域至关重要的资源。海河平原的浅层和深层含水层大面积处于严重超采状态。地下水资源的的过量开采造成了严重环境问题。为了保护地下水资源，评价了可行的技术。利用洪水和废水进行人工回灌已进行了试验。在很多地区可以应用地表回灌系统，城市地区实施深层含水层的回灌。更好地策略是减少地下水的抽取量，特别是为了减缓地面沉降和海水入侵。应该联合运用减少地下水抽水量和人工回灌，以解决地下水位持续下降和含水层恢复的问题。     

地层形变与地下水位分层监测数据的交叉小波分析

地面沉降通常由于地下水的超采而引发,其发生发展相对于地下水位的变化具有一定滞后性。如何获取准确的地面沉降滞后时间一直是地面沉降研究的重要课题。基于北京平各庄地面沉降监测站2008—2018年地面沉降和地下水位长时间序列的分层监测数据,采用Mann-Kendall趋势检验、连续小波变换、交叉小波变换等方法,分析了不同层位地层形变对地下水位动态的滞后特征。结果表明:中–深层承压水具有1 a左右的主震荡周期,潜水和浅部承压水在大部分时域无显著周期;深部严重沉降层的形变量具有1 a左右的主震荡周期,地下水位与形变量共振周期显著,地层由浅到深形变时滞分别为(16.58±8.91)、(7.16±7.09)和(9.66±6.62) d;浅部弱沉降层中,埋深在32~63 m地层形变量具有1 a左右的主震荡周期,与中层承压水存在显著共振周期,形变时滞为(32.02±9.67) d,其他地层形变量与地下水位无显著周期及相关性。研究成果为构建地面沉降精细化模型、提高地面沉降预测精度以及研究更有效的地面沉降防控措施提供了新的技术思路。      

江苏如东北部水产养殖区地面沉降现状分析与防控建议

江苏如东北部水产养殖区自规模化运营以来,长期对区内浅部地下水进行集中式开采,区内地下水水位持续下降形成水位漏斗,继而导致地面沉降的发生,是苏北地区典型水产养殖引起的地面沉降区,为全省地面沉降研究新的拓展区和实践区。根据2017—2020年度高精度InSAR监测数据,圈定研究区地面沉降重点沉降区及影响范围,通过39个开采井水位统测数据对比研究,证实区内地下水水位漏斗与地面沉降展布形态和特征具有较好的一致性,科学佐证了地下水开采是研究区地面沉降形成的主要诱因。     

Groundwater resources protection and aquifer recovery in China

The groundwater resources in China and especially the northern part represent a vital water resource. Both the shallow and deep aquifers are highly overexploited in a large area of north China. The heavy overexploitation of groundwater resources is causing major environmental damage. To protect groundwater resources, several technical feasibility studies were performed. Artificial recharge using floodwater and wastewater was tried. Surface spreading systems are applicable in many areas of the Yellow River basin and Hai River basin. Deep aquifer injections were undertaken in the urban area. A far better strategy is to reduce the extraction of groundwater, especially to stop or slow down land subsidence and seawater intrusion. To address the problem of falling groundwater levels and aquifer recovery, there is a need reduce groundwater extraction and artificial recharge.     

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。