秦皇岛市海水入侵灾害评价及防治对策

自20世纪80年代初秦皇岛市沿海出现海水入侵以来,入侵面积逐年增加,已发展成为海岸带主要地质灾害之一。论文在海水入侵灾害勘查、监测成果的基础上,详细阐述了该区海水入侵现状、分布特征、演化过程和入侵方式。探讨了海水入侵的机理,指出人类活动是海水入侵的诱发因素,超采地下水是海水入侵的根本原因。应用基于GIS的层次分析法进行了危险性评价,从地学角度,提出了综合防治对策。     

浅层采空区塌陷危险性评价方法研究

鉴于浅层采空区的复杂性、不确定性,目前缺乏针对浅层采空区塌陷危险性的有效评价方法。在对浅层采空区详尽客观调查探测基础上,提出了基于层次分析法的模糊综合评判定量评价方法评价采空塌陷危险性。首先,在研究区工程地质条件、采空区塌陷机理和塌陷影响因素分析基础上建立采空塌陷评价因子体系及标准;其次,针对离散型和连续型变量因子的不同,分别采用专家评定法和适宜的隶属度函数模型构建隶属度评价矩阵,同时采用层次分析法中的特征向量法确定因子权重;最后,通过权重矩阵和隶属度矩阵的合成运算得到评价结果向量,按贴近度原则确定危险性等级。研究结果表明,模糊综合评判方法在评价浅层采空区塌陷危险性方面是可行并有效的。     

丘陵型水库地质灾害危险性模糊综合评判——以辽宁省西丰县诚信水库为例

运用模糊综合评判法对丘陵型水库地质灾害危险性进行分单元评价,以辽宁省西丰县诚信水库为例,建立了丘陵型水库地质灾害危险性评价指标体系,利用层次分析法确定评价因子的权值,运用两级模糊综合评判法对地质灾害分区进行定量评价。根据最大隶属度原则得出每一单元的评价结果。     

基于多方法的煤层底板突水危险性评价

选择平顶山煤田二矿、十矿和十二矿51个钻孔的隔水层厚度、断层复杂程度、含水层水压、含水层单位涌水量、采高5个因素为评价因子,以层次分析法和灰色关联分析法计算的常权权重为基础,应用变权理论确定各指标因子的变权权重;分别利用物元可拓法、模糊可变集理论、突变理论、模糊综合评价法,对煤层底板突水危险性进行评价并确定突水危险性等级。与实际开采情况的对比分析证明,模糊可变集理论是最适宜研究区的底板突水危险性评价方法,评价结果与开采实际较为吻合。模糊可变集理论的评价表明,二矿、十矿、十二矿带压区内安全区占比分别为4.08%、14.30%、0,低威胁区占比分别为76.91%、83.14%、85.78%,高威胁区占比分别为19.01%、2.56%、14.22%,研究区内暂无危险区。      

大牛地气田区地下水水质模糊综合评价

自20世纪20年代以来,出现了30多种水质评价的研究方法。但由于水质等级与评价因子间复杂的非线性关系,以及水体污染的模糊性和随机性,地下水水质评价至今没有一个被广泛接受的评价模型。现阶段,地理信息系统（GIS）技术被广泛应用到水质评价中,在此基础上提出了一系列新的水质评价模式和理论。文章以大牛地气田区浅层地下水为研究对象,利用ArcGIS技术,将GIS与改进的模糊综合评价模型结合,建立基于GIS的地下水水质模糊综合评价模型,并应用于研究区地下水水质评价。同时将基于GIS的模糊综合评价结果和传统的内梅罗指数法进行对比,验证新方法在地下水水质评价工作中的合理性与可靠性。结果表明:（1）大牛地气田浅层地下水水质状况总体良好,以Ⅰ类和Ⅲ类水为主,局部地区浅层地下水中氨氮超标,水质较差;（2）模糊综合评价法与GIS的有效结合,实现了地下水水质模糊综合评价的系统化和可视化;（3）相对于内梅罗指数法,基于GIS的地下水水质模糊综合评价模型综合考虑了各评价因子对水质的影响,能够更加客观、合理地评价研究区地下水水质。     

基于GIS的涪江上游南坝-水晶流域滑坡危险性评价

本文以涪江上游南坝-水晶流域滑坡为研究对象, 选取坡度、高程、坡向、岩性、岸坡结构等9个影响因子, 基于GIS平台, 采用滑坡确定性系数模型与层次分析模型相结合的 (CF-AHP) 模型对研究区进行滑坡危险性评价。根据评价结果, 将研究区划分为极高危险区 (18. 57%) 、高危险区 (38. 71%) 、中危险区 (23. 92%) 、低危险区 (18. 8%) 四个等级。利用危险性评价结果对比法和受试者工作特征曲线 (ROC) 对评价结果进行验证, 得到ROC曲线下面积AUC值为88. 36%, 表明CF-AHP模型能够较客观准确地对研究区滑坡危险性评价。     

基于AHP-EWM的莱州市海岸带海水入侵灾害风险评价与区划

莱州市是我国海水入侵的典型地区,为探明莱州市海水入侵灾害风险程度及灾害影响要素,本研究基于海水入侵灾害发生的链式传递过程,根据致灾因子危险性、承灾体易损性、灾害损失及防灾减灾能力构建了莱州市海岸带海水入侵灾害风险评价指标体系,基于最小信息熵将层次分析法(AHP)和熵权法(EWM)进行结合确定各指标权重,通过综合加权评价法得到海岸带各镇街风险总值并进行风险排名,并通过指标大小数值对比及皮尔逊相关性检验揭示各指标风险影响程度。结果表明：根据风险总值可将城港路街道、永安路街道及金城镇划分为海水入侵灾害高风险区,沙河镇、三山岛街道及虎头崖镇为较高风险区,土山镇及金仓街道为较低风险区,其中城港路街道风险最高,风险指数值为5.76,金仓街道风险最低,风险指数值为4.03;在各指标中,地下水开采强度与风险总值的相关系数达0.917,表明地下水开采强度是区域海水入侵风险评定的控制指标,该指标为防止海水入侵灾害的关键要素。     

重庆万州区地质灾害危险性分区及评价

地质灾害危险性评价是地质灾害灾情评估的重要内容和基础,其影响因素具有复杂性、相互关系及模糊性特点.文章以重庆市万州区为例,进行地质灾害危险性分区及评价研究,实施过程分为3步首先遴选出灾害体、地表坡度、森林植被、水文地质、岩性、地表高程和库水位7个滑坡、危岩地质灾害的影响因子;其次采用综合评价法获取危险性指数.其评价模型为Ii=7∑i=1Ki·Xi,式中Ki为各选取因子作用权重系数,通过层次分析法(APH法)及灰色聚类法求出其平均值.Xi为各选取因子的次级分级赋值,采用Dephel法赋值,每一权重系数作用下取相应值,将示范区用等面积网格法通过GIS系统空间因子叠加获得危险性指数等值线图;最后根据危险性指数进行地质灾害危险性分区,分为5级,据此进行地质灾害危险性评价.用多因子叠加模型分析地质灾害危险性,其结果符合实际情况.     

京西矿区地面塌陷危险性模糊综合评判

京西矿区地貌上属中低山,发育石炭系和侏罗系2套煤系地层,采用平硐和斜井开采方式回采煤层,经过多年开采地表塌陷普遍、现象独特。通过野外调查和实测,研究了京西矿区地面塌陷灾害的类型与分布特征,依据两级模糊综合评判的理论与方法,建立了矿区地面塌陷危险性评判模型及评判指标,运用GIS空间分析功能进行京西矿区地面塌陷危险性区划,将矿区地面塌陷划分为危险区、较危险区和稳定区。综合评判结果表明,区内地面塌陷危险程度有明显的分区性,地面塌陷危险区与矿区采空区的分布基本一致。     

层次分析法在山地地质灾害危险性评价中的应用——以辽宁凌源地区为例

凌源市是辽西地区山地地质灾害危害较为严重的区域。在GIS技术支持下,选取地形、岩性、构造、降雨、道路、土地利用等6个因素作为评价指标,根据已发生的68个山地地质灾害点计算了各指标因子的敏感性,分别采用层次分析法、信息量法和统计量法确定了各指标的权重,利用因子叠置法对危险性进行了综合评价。结果表明层次分析法在该区山地地质灾害危险性评价中效果良好。该研究对相似地区山地地质灾害危险性区划具有一定的借鉴意义。     

海水入侵对地铁地下结构侵蚀性的统计分析

地下水的腐蚀性严重影响地铁的安全运营,正确评价地下水的腐蚀性是解决问题的关键。以深圳地铁11号线为例,对全线30个工点627个地下水水质分析样本进行统计,得到整条线路地下水腐蚀强弱分布状态。结合线路通过区的填海和海水侵入背景进行分析,得出如下结论:具有典型的海水侵入背景下的地下水侵蚀性与海水侵入(包括填海区)范围密切相关,地铁地下结构宜按干湿交替环境进行钢筋腐蚀等级判别。该研究为滨海城市海水入侵区地铁线路地下水腐蚀性评价提供指导。     

海岛环境下地下水封油库海水入侵数值模拟研究

海水入侵是影响海岛地下水封油库施工及运营安全的重要因素。海岛环境下建设地下水封油库,大规模的地下开挖将显著改变海岛天然地下水渗流场,海水入侵地下洞室一方面引发突水风险,另一方面海水中的氯离子将会对地下洞库结构设施造成侵蚀,影响地下油库的使用寿命。因此在海岛环境下建造地下水封油库,除了需要考虑水封可靠性与岩体稳定性外,还需要关注海水入侵等现象。科学设置水幕系统可以有效地减弱海水入侵风险,论文基于污染质运移相关理论,采用有限元数值模拟方法,以拟建浙江省舟山市某海岛大型地下水封油库为例,模拟了地下油库建造及运营期的海水入侵现象,研究表明:若不设置淡水水幕系统,开挖地下洞室会直接导致海水入侵;设置水平水幕后在确保水封可靠性的前提下,能在一定程度上减弱海水入侵;而设置垂直水幕系统则能较为明显地抑制海水入侵的发生。该成果为海岛环境下建造地下水封油库可能遇到的海水入侵问题研究提供了理论依据。     

烟台市夹河段海水入侵与时空演化研究

烟台市夹河下游河谷地区是海水入侵的最严重区域。传统上采用的单一指标(Cl—浓度分级)对海水入侵程度进行评价具有一定的局限性。论文运用模糊数学的基本思想方法,根据烟台市夹河近河口地区地下水水质受海水侵染的特点,并基于咸、淡水中的重要特征成分的显著差异,选取了Cl-、M、SO42-r、HCO3/rCl及SAR五项化学特征指标作为模糊综合评判海水入侵程度的评价指标。将模糊数学最大隶属度原则应用到海水入侵地下水水质评价中。建立了模糊数学模型。对海侵区中具典型意义的11个监测井点分3个年份(1994,1999及2004年)的海水入侵程度分别进行了评价。评价结果认为烟台市海水入侵主体规模在1994年就已基本形成,由套子湾沿岸向内延伸,在套子湾沿岸呈带状分布,向内宽度逐渐减小。严重浸染区集中在该区滨海平原沿海一带,沿海岸呈带状分布。评价结果较客观地反映了夹河近河口地区海水入侵的时空演化特点。     

Intervention scenarios to manage seawater intrusion in a coastal agricultural area in Oman

The Batinah coastal plain in northern Oman has experienced a severe deterioration of groundwater quality due to seawater intrusion as a result of excessive groundwater abstraction for agricultural irrigation. Upgrading all farms to fully automated irrigation technology based on soil moisture sensors may significantly reduce the water demand and lead to recovering groundwater levels. This study compares the effects of smart irrigation technology, recharge dams, and a combination of both on seawater intrusion in the coastal aquifer of the Batinah. A groundwater flow and transport model is used to simulate the effect of reduced pumping rates on seawater intrusion for various intervention scenarios over a simulation period of 30 years, and an economic analysis based on cost-benefit analysis is conducted to estimate the potential benefits. Results indicate that a combination of smart irrigation and recharge dams may prevent further deterioration of groundwater quality over the next 30 years. In conjunction with increased efficiency, this combination also generates the highest gross profit. This outcome shows that the problem of seawater intrusion needs to be tackled by a comprehensive, integrated intervention strategy.     

Monitoring and methods to analyse the groundwater quality degradation risk in coastal karstic aquifers (Apulia,Southern Italy)

A multi-methodological approach based on monitoring and spatio-temporal analysis of groundwater quality changes is proposed. The presented tools are simple, quick and cost-effective to give service to all sorts of users. The chief purpose of the monitoring network is the detection of the piezometric or potenziometric level in the aquifer. The spatial and multi-temporal analysis of usual chemical and physical data provides both an assessment of the spatial vulnerability of the aquifer to seawater intrusion, defining a salinity threshold between fresh groundwater and brackish groundwater and of the water quality trend in terms of salinity. The evaluation of the salinity trend or of salinity-correlated parameters highlights the effects of groundwater mismanagement. The multiparameter logging provides a rapid groundwater quality classification for each well. The whole approach allows evaluating the effects of current management criteria and designing more appropriate management targets. The Apulian karstic coastal aquifers have been selected as a case study (Southern Italy). Three types of aquifer zones can be distinguished: (1) areas with low vulnerability to seawater intrusion, (2) areas with high vulnerability and (3) areas with variable vulnerability in which the salt degradation largely depends on the ability to manage the well discharge. The water quality degradation caused by seawater intrusion appears to be a combined effect of an anomalous succession of drought periods observed from about 1980 onwards and increased groundwater pumping, particularly during drought periods. A management criterion based on aquifer zones is proposed.     

A review of seawater intrusion and its management in Australia

Extended periods of below-average rainfall combined with a rising population density in the Australian coastal margin have led to higher stresses on coastal water resources, and the risk of seawater intrusion has increased. Despite reports of seawater intrusion in the majority of states and evidence that some Australian coastal aquifers are seriously depleted, comprehensive seawater intrusion investigations have only been completed for coastal systems in Queensland and to a lesser degree in Western Australia and South Australia. The degree of assessment appears to be linked to the perceived economic value of the groundwater resource. The most detailed studies include those of the Pioneer Valley and Burnett basins in Queensland, for which conceptual and mathematical models have been developed at the regional scale, and have been used to underpin trigger-level management approaches to protect against further seawater intrusion. Historical responses to seawater intrusion include the establishment of artificial recharge schemes; the most prominent being that of the Lower Burdekin aquifers in Queensland. Recommendations for future solutions include enhanced fit-for-purpose seawater intrusion monitoring, continuing research into investigation methods, and improved knowledge-sharing through education programs and the development of national guidelines for seawater intrusion assessment and management.     

烟台市海水入侵程度及影响因素探讨

介绍了烟台市开发区夹河地区20年来海水入侵的现状及过程。基于区内4个监测井点的长期观测资料,讨论了影响海水入侵程度的主要因素,认为烟台市海水入侵程度与区内地下水动态关联密切。在海侵区内,地下水被海水浸染的程度主要受地下水位降深控制,地下水降落漏斗范围内海水对地下水浸染程度随水位下降逐年加剧,而漏斗区外地下水质则多年保持相对稳定。     

模糊数学在地下水水质评价中的应用——以盘锦曙光地区为例

采用模糊数学的方法对盘锦市曙光地区2011年的地下水环境进行综合评价,建立包括总硬度,总矿化度,铁离子,锰离子等多个污染因子的因子集,评价集,隶属函数和权重集等模糊集合。结果表明,曙光地区地下水污染在近几年表现出一定程度降低,主要污染物来源于石油污染、海水入侵和农业灌溉,所得结果基本符合当地实际情况,说明了模糊综合评价的合理性和可靠性,对于曙光地区地下水环境综合评价具有实际意义。     

Overexploitation status of groundwater and induced geological hazards in China

During the process of urbanization and industrialization, groundwater has been extensively overexploited, with the direct result of continuously decreasing groundwater level, followed by the appearance of large scale of depression cones, which is furthermore followed by land subsidence, seawater intrusion, and increasing difficulties in subsequent groundwater exploitation. This paper makes an analysis on the geological disasters caused by overexploitation of groundwater. The consumption and overexploitation status of groundwater in representative regions in China is discussed first, with the distribution and development of depression cones elaborated the next. And the problems of land subsidence, seawater intrusion, and increasing difficulties caused by overexploitation of groundwater are analyzed at last. Results show that overexploitation of groundwater is positively related to economic development. Moreover, geological disasters such as land subsidence and seawater intrusion caused by long term of overexploitation also aggregate, posing threats, and losses to people’s lives and production. According to the analysis, the fundamental resolution for overexploitation of groundwater as well as consequential geological damages is to properly control city size and to utilize groundwater rationally and efficiently.     

大区域地下水流数值模拟研究现状及存在问题

在分析大区域地下水流数值模型构建缘起的前提下,系统论述了近年来地下水流数值模拟在大区域地下水资源评价、水文地质参数确定、地面沉降、溶质运移、海水入侵、盐渍化、风险评估、地下水管理及地表水与地下水的联合开发利用等方面的国内外研究应用现状;归纳、总结了目前大区域地下水流数值模型在灵敏度分析、裂隙和岩溶介质中模型建立、基于地下水流数值模拟的溶质运移模型建立、地下水流数值模型构建所需工作量等理论和方法研究及实际建模过程中存在的一些问题;展望了今后大区域地下水流数值拟在研究范围、模拟技术与方法以及与其它模型耦合等方面的发展趋势。