西安市地热水开采的现状分析

通过对西安地区承压井和地热井水位及开采量和分层沉降量等资料分析后得出：西安市区地面沉降和地裂缝活动是由于过量开采承压水所引起的。目前西安市深层地热水开采还没有加剧西安市区地沉降和地裂缝活动。控制并减少承压水的开采量，是减弱西安市区地面沉降和地裂缝活动的最在效的方法之一。     

太原市地面沉降的计算与预测

为分析太原市地面沉降,对太原市区进行了地质模型概化,建立了太原市区大规模开采地下水引起地面沉降的数值计算模型,同时对研究区内的地面沉降进行了预测。分析结果表明,太原市地面沉降主要是由于集中开采深层承压含水层引起的。      

德州地区地面沉降模型参数随机分析研究

开采地下水对于地面沉降影响较大,过量开采地下水会导致地面沉降漏斗,对人民的生活构成了潜在的威胁。本文以德州市德城区为计算背景,基于蒙特卡罗随机性分析方法以及固结理论,采用数值模拟的方式建立三维地面沉降模型,对参数孔隙率进行随机性分析并且对地面沉降量进行分析研究,研究深层地下水开采引发的地面沉降问题,为研究区域沉降现象的治理提出理论依据。     

地热水开采利用产生的环境问题分析

地热水的利用正日益受到人们的重视,随着对地热水利用范围和规模的日益扩大,开采量急剧增加,从而在利用过程中和利用后产生了诸如地面沉降、地震、热污染、土壤污染、水体污染等一系列环境问题。分析了地热水开采、利用、排放所产生的环境问题、地质问题,并提出了防治这些问题的基本对策。     

京津冀德平原区深层水开采与地面沉降关系空间分析

京津冀德地区是我国重要城市集中区和农业生产基地,由于深层地下水的过量开发利用,产生了严重地面沉降问题。部分学者认为,深层地下水累计开采量基本上相当于地面沉降累计量,认为京津冀德平原区深层水属于储存资源,基本得不到补给和更新。本文利用GIS空间分析方法,对开发利用深层地下水的京津冀德平原区大约八万平方千米范围,进行了累计地面沉降体积分布、深层水水位变差分布的空间分析,结合对深层地下水开采量的研究,初步探讨了深层水开采利用与地面沉降宏观关系的定量特征,结论是多年平均深层水开采量为25×108~27×108m3,多年平均地面沉降体积量为11.2×108m3,年均地面沉降体积大约相当于41%~44%的年均深层水开采量体积,还有56%~59%的深层水开采未导致直接的地面沉降响应,说明在高强度开采激励条件下深层水的动力场可能已经发生巨大变化,对深层水开采引起地面沉降的关系、深层水的组成与循环更新机制应进一步研究。     

德州市德城区砂岩热储地热资源开采对地面沉降的影响

德城区是鲁西北砂岩热储地热资源开采的主要地区,地热水开采是否对地面沉降造成影响尚未开展研究,这将直接影响地方政府对地热资源开发的决策及规范管理。根据土体固结理论,在相同固结条件下,同等水位降幅,热储层有效应力增量占该层自重应力的比值远低于深层地下水开采层有效应力增量占该层自重应力的比值。结合钻孔资料,认为该区热储层为泥质胶结,属半成岩状态,其可压缩性远低于深层地下水开采层。结合该区地热资源开采政策,通过分析已有的分层标监测数据,发现在现状开采条件下,该区砂岩热储地热水开采对地面沉降的影响不显著。     

徐州大屯中心区地面沉降机理分析与危险性评价

地面沉降已经成为世界主要的环境地质灾害,过量抽取地下水是地面沉降主要的诱发因素.徐州大屯中心区从1976年开始观测地面沉降,1988年建立了地面沉降观测系统,观测数据显示2006年累积沉降量达到873mm.本文以该地区20多年的地下水位观测、地面沉降观测资料为基础,在地理信息系统软件ArcGIS支持下,分析了该地区地面沉降发展演化及沉降机理,并根据累积沉降量进行了危险性评价.     

北京平原区现阶段主要沉降层位与土层变形特征

超量开采地下水引发的地面沉降已成为北京平原区最主要的地质灾害之一.精准识别现阶段地面沉降主要贡献层位,查明不同水位变化模式下土层变形特征,对实现地面沉降精准防控,建立合适的地下水-地面沉降模型具有重要意义.本文根据北京市7个地面沉降监测站内分层标和水位近十几年观测资料,对不同深度土层沉降变化特征和主要沉降层位进行了精准...     

江苏省锡山市西部地区地下水资源计算模型研究

从地下水运动均衡原理的角度分析江苏省锡山市西部地区第Ⅱ承压含水层天然和现状开采条件下的地下水均衡要素.揭示了该区地下水开采与地面沉降的关系,其中现状开采条件下的75%～80%的开采量来自于粘性土层的压密水量.根据地面沉降的发生机理剖析地面沉降严重发育地区忽略地面沉降影响因子建立的地下水资源计算模型中存在的问题针对存在的问题,提出了地下水可开采资源合理的计算方法,并对融有地面沉降影响因子的地下水资源计算模型的可实现性进行了分析.     

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。     

渗透性水平向各向异性导致椭圆形地面沉降漏斗的一个性质

水平向渗透系数各向异性会导致抽水产生的水位降深等值线呈现椭圆形,进而产生椭圆形地面沉降漏斗,这种椭圆形地面沉降漏斗的现象在现实中广泛存在。渗透系数均质各向同性的圆形地面沉降漏斗中,地面某点沉降值s与该点至漏斗中心的距离r之间符合s- 线性关系,渗透性水平向各向异性导致的椭圆形地面沉降漏斗也具有s- 线性关系规律。应用地下水动力学相关理论,经过理论推导,得出了椭圆形地面沉降漏斗各径向线上半对数线性关系式 中常数项 、 与径向线方位角θ之间的函数关系式,即 、 与 或 的平方呈正比,该函数关系式得到中国、美国和印度共6个区域性地面沉降漏斗实例的有力验证。对公式验证回归所得的12个相关系数中,1个为87.19%,其余11个都在90%以上。以上渗透性水平向各向异性导致的区域性椭圆形地面沉降漏斗的性质,公式简单实用,可方便应用于椭圆形地面沉降漏斗中非监测点的沉降值推测,利于全面了解椭圆形沉降漏斗信息,具有广泛应用价值。     

潘集矿区地面沉降的防治途径

针对淮南潘集矿区地面沉降现状及形成机理，提出了防治该地区地面沉降的几种途径──加强监测、合理选择取水层次等，为类似条件下的其他矿区地面沉降的研究提供参考。     

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。     

昆明市地下热水资源开发利用的对策研究

近十多年来，昆明市地下热水开采强度逐年增加，水位大幅下降，降落漏斗不断扩大，城区中心区范围内已开始出现越流污染，热废水污染，岩溶塌陷及地面沉降等环境地质问题，热水温度也在明显降低。结合区内地下热水的水文地质条件和开发利用中的环境效应问题，提出了防治对策和措施。     

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.      

基于DFOS的苏州第四纪沉积层变形及地面沉降监测分析

苏州地区广泛分布松散第四纪沉积物,大量抽取地下水导致了苏州大范围的地面沉降,严重影响了该区经济发展。本文在苏州盛泽200m钻孔内安装了分布式感测光纤,采用BOTDR及FBG等分布式光纤感测技术(DFOS),对第四纪沉积层压缩及地面沉降进行了长期的监测分析。分析结果表明:苏州盛泽地区第四纪土层可分为3个含水层(Af)及4个弱透水层(Ad),现阶段含水层压缩已不明显,主要压缩层为与抽水含水层相邻的两个隔水层,且与抽水含水层距离越近的部位压缩越明显; 第四纪沉积层的变形与抽水含水层孔隙水压变化基本一致,呈现出夏季压缩,冬季略回弹的趋势,并且存在滞后现象; 定义压缩度为各层累计压缩量与其自身厚度的比值,即每米压缩量。各土层沉降趋势可用压缩度判断,对于黏土隔水层沉降程度Ad2 Ad3 Ad4 Ad1,对于含水砂层,Af2为主要变形层,Af1及Af3变形基本稳定。DFOS技术为研究地面沉降机理,评价土层压缩变形潜力提供了十分先进的监测手段。     

天津地面沉降区地下水资源超采和涵养恢复阈值的讨论

天津市地面沉降属于典型的水资源短缺型地面沉降,发育范围广,沉降程度高,灾害损失大,有效防治天津市地面沉降的主要手段是严格控制地下水资源超采、涵养恢复地下水含水系统。从地下水流动系统和地面沉降的发育特点出发,综合分析讨论,认为天津沉降区整体上地下水已经超采,仅研究小区域地下水是否超采,存在“以小论大”的误区,宜以水文地质单元为单位来开展超采情况评价,地下水资源实现有效涵养恢复的阈值是要求地下水位恢复至地面沉降临界水位以上。     

复杂因素影响下的福州市地面沉降时空演化分析

地面沉降是福州市的主要地质灾害之一,自20世纪中期以来就有监测资料显示福州市存在地面沉降问题。本文基于永久散射体雷达干涉测量技术（IPTA）,处理了福州市2008~2014年间多时相、高分辨率TerraSAR-X数据,对福州市6年时间的地面沉降进行监测分析,根据研究区地面沉降历史、建设发展现状及沉降异常区分布,着重分析了复杂因素影响下福州市地面沉降的时空变化规律。结果表明:福州市总体年均沉降率-15 mm ·a-1左右,存在多个明显的快速沉降区;与1960~1990年的监测资料对比发现,沉降中心由地热温泉区向工程密集建设区转移;较大沉降区以快速线性沉降为主;地面沉降特征的变化受到多种复杂因素叠加影响,导致地面沉降空间扩张、速率加剧。该研究成果可为福州市或其他沿海城市地面沉降风险评估、地面沉降防控等提供一定的科学依据和参考。     

基于弱光栅技术的地面沉降自动化监测系统

光纤监测技术具有分布式、精度高等特点,在地面沉降监测中具有独特优势。但受限于监测成本较高与监测环境复杂,目前地面沉降光纤监测多通过人工采集数据,限制了在特殊环境变化情况下地面沉降的实时信息获取。文章在地面沉降钻孔全断面光纤监测技术的基础上,设计并建立了基于弱光栅技术的地面沉降自动化监测系统。该监测系统利用弱反射光栅、时分复用、物联网和数据库等技术,通过4G无线通信手段实现了地面沉降在线自动化监测和远程数据实时采集,并通过客户端系统软件实现数据的存储、查询和分析。将其应用到衡水地区地面沉降监测中,结果表明:钻孔内土层压缩变形主要发生在以黏性土为主的隔水层（Ad2、Ad3、Ad4）;受季节性地下水开采的影响,钻孔100～400 m深度范围内砂土含水层存在波动变化,在监测期内,冬季略回弹,随后春季地下水开采量增大,地下水位下降,土层呈现压缩趋势。监测结果验证了该系统的可行性与准确性,使得整个地面沉降监测流程趋于自动化、规范化和低成本化,具有广泛的应用前景。     

The impact of groundwater recharge on land subsidence: a case study from the Cangzhou test area,Hebei Province,China

Groundwater recharge has become a method to prevent the expansion of land subsidence. A groundwater pumping–recharge test in Cangzhou city, Hebei Province (China), is taken as a representative example in order to monitor the changes in borehole water levels and land subsidence. The aquifer system consists of three main confined aquifers interspersed with silt and clays. Based on the lithology, the test and the Biot consolidation theory, a three-dimensional fully coupled numerical model is established to analyse the influence of groundwater recharge on the seepage field and displacement field. The results show that, due to recharge of the deeper confined aquifers (III1 and III2), the water levels rise rapidly and remain stable for a long time. By 163 days, the water-level rise is approximately 0.5 m, and the land also shows an obvious rebound. Therefore, groundwater recharge takes a long time to control land subsidence. Groundwater recharge controls the occurrence of land subsidence by increasing pore-water pressure and changing the characteristics of the aquifer system. However, the limitation is that the scope of impact of single-well recharge is limited, which is still a challenge to the governance of large areas.