无锡市地面沉降及其防治

本文在论述无锡市地面沉降历史和形态特征的基础上,分析沉降机理和原因,并指出了控制地面沉降的具体途径。     

天津地面沉降防治措施及效果

天津曾是我国地面沉降严重城市之一,７０年代曾出现年平均沉降值１５９ｍｍ和年极端最大沉降值２６０多ｍｍ的纪录。８０年代中期,市政府决定采取控制对策,经过１２年的努力,使地面沉降的恶性发展势头得到控制。目前市区和塘沽基本上呈现微量下沉状态,减灾经济效益显著。防治地面沉降公害,关系到国计民生、造福子孙后代的大事。能否有效地控制地面沉降灾害,要看有无强有力的、符合当地客观实际的组织、行政、经济、技术等四方     

天津地面沉降防治措施及效果

天津曾是我国地面沉降严重城市之一,７０年代曾出现年平均沉降值１５９ｍｍ和年极端最大沉降值２６０多ｍｍ的纪录。８０年代中期,市政府决定采取控制对策,经过１２年的努力,使地面沉降的恶性发展势头得到控制。目前市区和塘沽基本上呈现微量下沉状态,减灾经济效益显著。防治地面沉降公害,关系到国计民生、造福子孙后代的大事。能否有效地控制地面沉降灾害,要看有无强有力的、符合当地客观实际的组织、行政、经济、技术等四方面的具体措施。     

地面沉降的预测与防治措施

在总结国内各主要地面沉降区现状及成因的基础上,探讨了地面沉降的机理,重点利用灰色系统理论研究了地面沉降和地下水之间的相互关系,以沧州地面沉降中心为例建立了带有时间延迟的多项式拟合公式并对其地面沉降进行了预测,最后提出了地面沉降的防治措施.     

基坑降水引起地面沉降的实时预测

由于基坑降水引起周围土体应力的重新调整,造成基坑相邻建筑物地基不均匀沉降,情况严重则造成相邻建筑物破坏,因此对不均匀沉降量的预测具有现实意义。利用地下水动力学的非稳定流原理及土力学基本理论,介绍了基坑降水设计中引起周围地面沉降的实时预测方法,探讨了不同土层在降水过程中孔隙水压力消散对土层固结的影响,通过实例分析了公式中不同参数的取值合理性,编制了相关程序。该方法对分析、预测由于基坑降水所引起的周围地面沉降有一定参考价值。     

浙江省嘉兴市地面沉降及地下水资源开发利用分析

浙江省嘉兴市地面沉降历经缓慢、显著、急剧和扩展等四个发展阶段,截止１９９４年沉降中心累计沉降量达７０９．６ｍｍ,沉降急剧期中心平均沉降速率４１．９ｍｍ／ａ,近年中心沉降速率有所减缓１,平均在２８ｍｍ／ａ左右,但沉降范围加速扩展。嘉兴市老城区基本在４００ｍｍ沉降范围内。与外围城镇沉降区连成一体,形成北东向沉降带,累计沉降量大于５０ｍｍ的面积已超过６００ｋｍ＾２,并在继续快速扩展中。嘉兴市地面沉降已造     

沧州市地面沉降分析及防治措施研究

河北省沧州市多年来由于严重超采深层地下水,形成水位降落漏斗,中心埋深已近100 m,造成地面发生沉降。地面沉降于1970年开始出现,当时沉降量只有9 mm,但到2001年底,沉降中心累计已沉降到2 236mm。地面沉降导致城市内涝积水、危害水利防洪工程、埙坏建筑物、管道变形断裂、发生地裂缝、风暴潮危害进一步加重、浅层地下水位抬高引起环境恶化等问题。对地面沉降应采取积极、行之有效、经济上合理、技术上可行的防治措施,为子孙后代留下一个美好的家园。     

地铁车站抽水试验引起的地面沉降效应分析

通过研究轨道交通九号线宜山路地铁车站开挖(基坑开挖深度达28.0m)前进行的抽水试验引起的沉降效应表明,地面沉降变化明显受分层沉降影响。第七承压层弹性释水-贮水过程反复进行,影响着地层沉降-回弹变化,且总体呈下降趋势。距离待开挖宜山路地铁车站基坑最短距离只有11m的明珠三号轻轨线允许沉降量只有7mm,考虑到开挖后大规模群井抽水叠加效应,提出可以通过合理布置抽水井位、加大连续墙深度为62m、利用高压充填膨胀土加固含水层等方案来有效减小因抽水引起的地面沉降等环境效应。     

利用Modflow预测某基坑降水引起的地面沉降

在掌握场区水文地质条件和抽水试验成果的基础上,通过利用Modflow对某基坑降水工程建立了较合理的渗流计算模型,并针对可能采用的基坑降水方案,模拟预测出基坑降水下的基坑内外地下水位变化,定量评估了基坑降水引起的附加地面沉降问题,为结构设计核算和施工应对措施提供了重要依据.     

苏锡常地区地面沉降机理及防治措施

地面沉降是一种危害性严重的地质灾害。由于地下水的长期超量开采导致地面沉降不断加剧。然而人们往往总是忽略了地质灾害与地质模式的内在联系,把大多数原因归结为人类活动。事实上地面沉降的发生不仅与地下水水位下降密切相关,而且还与地层岩性结构、水文地质条件、土的类型、厚度、压缩性的大小、固结历史等因素有关。本文以苏锡常地区为例,对地面沉降的机理进行了分析并提出了防治措施。     

Mechanics of land subsidence due to groundwater pumping

This paper presents the formulation of the basic mechanics governing the changes in stress states from groundwater pumping and comparisons among predicted land subsidence from this mechanics with existing analyses and field data. Land subsidence is a growing, global problem caused by petroleum and groundwater withdrawal, mining operations, natural settlement, hydro‐compaction, settlement of collapsible soils, settlement of organic soils and sinkholes. This paper is concerned with the land subsidence due to groundwater level decline by groundwater pumping. It is shown that the stress state consists of asymmetric stresses that are best simulated by a Cosserat rather than a Cauchy continuum. Land subsidence from groundwater level decline consists of vertical compression (consolidation), shear displacement and macro‐rotation. The latter occurs when conditions are favorable (e.g. at a vertical interface) for the micro‐rotation imposed by asymmetric stresses to become macro‐rotation. When the length of the cone of depression is beyond √2 times the thickness of the aquifer, simple shear on vertical planes with rotation is the predominant deformation mode. Otherwise, simple shear on horizontal planes is present. The predicted subsidence using the mechanics developed in this paper compares well with data from satellite‐borne interferometric synthetic aperture radar. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于地下水渗流方程的三维地面沉降模型

针对地下水抽取引起的大面积地面沉降的问题,提出了一种计算方法。该方法基于饱和与不饱和岩土介质中地下水渗流理论,计算出三维状态下的大面积地面沉降。提出的方法被结合到地下水渗流的三维有限元法分析中,计算时考虑了地层的可压缩性,并被用来分析软土的固结,将该法与太沙基理论及固结试验的结果进行比较,结果表明其误差小于2 %。该法还被用来分析单井抽取承压地下水引起的周围地基的沉降及承压水层由于挡水板的阻断作用而引起的下游侧的地基的沉降。     

The state of land subsidence and prediction approaches due to groundwater withdrawal in China

This article gives a general introduction to land subsidence with the prediction approaches due to withdrawal of groundwater in three subsided/subsiding regions in China: the deltaic plain of Yangtse River (YRDP), North China Plain (NCP), and Fenwei Plain (FP). On YRDP, Shanghai is the typical subsided/subsiding city; on NCP Tianjin is the typical subsided/subsiding city, and on FP Taiyuan is the typical subsided/subsiding city. The subsided area with subsidence over 200 mm on YRDP is about 10,000 km² and the maximum subsided value reached 2.9 m at Shanghai; on NCP the subsided area reached 60,000 km² with the maximum subsidence of 3.9 m at Tianjing; on FP the subsided area is relatively smaller than that on the other two plains and is about 1,135 km² with maximum subsidence of 3.7 m at Taiyuan city. In order to protect the civil and industrial facilities, it is necessary to predict the future development of land subsidence based on present state. Many researchers proposed several approaches to predict the land subsidence due to groundwater withdrawal according to different geological conditions and groundwater withdrawal practice. This article classifies these approaches into five categories: (i) statistical methods; (ii) 1D numerical method; (iii) quasi-3D seepage model; (iv) 3D seepage model; (v) fully coupled 3D model. In China, the former four categories are presently employed in the prediction practice and their merits and demerits are discussed. According to the prediction practice, 3D seepage model is the best method presently.     

湛江市区滨海平原地面沉降现状与防治对策

湛江市区地面沉降自20世纪80年代发生以来,随着地下水开采深度的增加,地面已出现了不同程度的沉降,影响了社会的稳定和经济的可持续发展。文章根据多年来的地面沉降与地下水动态监测、调查成果,对湛江市区滨海平原地面沉降历史与现状、地面沉降基本规律进行总结,提出了地面沉降防治措施建议,为地方制定水资源规划和地下水资源的管理决策提供科学依据。     

昆明市区地面沉降的机理分析

昆明市区坐落在昆明晚新生代断陷盆地内,广泛发育第四纪松散沉积层,以湖沼相粉砂和粘土为主,夹多层淤泥、泥炭及褐煤层。近年来市区发生了大规模的地面沉降现象,沉降范围日益扩大,沉降速率逐年加剧,新的沉降中心不断产生,小板桥、渔户村、大塘子和严家山等4个漏斗形沉降区已逐渐连成一体,构成最严重的沉降区域,其中前两个沉降区形成了总面积约300km^2的沉降带。截至1998年小板桥沉降中心的累计沉降量达236．2mm以上,平均沉降速率约20．0mm／a,近期高达31．1mm／a;河尾村沉降中心近几年下沉速率也达25．1mm／a。文章依据1987～1998年期间市区地面沉降的4期水准测量数据,结合区内地质及水文工程地质条件,系统分析地面沉降的空间分布和时程演化特征及其与各制约因素的关系。认为除起因于第四纪松散及半固结土层的自重压密尤其是粘性土、泥炭及褐煤层的压密固结和活动构造的差异性断块升降外,集中超采浅层孔隙水、深层基岩地下(热)水导致的水位持续降低和水位降落漏斗不断扩大及其复合叠加作用,使第四系释水固结,是地面沉降的主要诱发因素。因而,应从地下(热)水开采的合理布局及市政规划入手,采取有针对性的综合防治措施,建立完善的监测网络体系和灾害预警系统,及时开展和加强地面沉降各致害因素的定量评价和系统研究。     

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。     

控制地面沉降条件下天津深层地下水资源持续利用

天津平原大强度开采深层地下水引发严重的地面沉降.根据地下水位和地面沉降监测结果分析,第四系中更新统和下更新统是深层地下水持续利用的最佳层位.当水位埋深控制在35～40m,引发的地面沉降量小于10mrrda,深层地下水开采资源为26 755×104m3/a,平均资源模数为2.90×104m3/(a·km2).与1991-2000年平均开采量相比,资源量减少了43.1%,而地面沉降量可以减少68.3%.长期大强度开采深层地下水提高了粘性土的固结程度.保持历史开采层位,稳定开采量,使水位稳定在地面沉降临界水位附近,是深层地下水资源持续利用,控制地面沉降的有效措施.     

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.     

对"用调整地下水开采层次方法控制地面沉降"的质疑

据不完全统计,至今我国已有90余个城市和地区相继发生不同程度的地面沉降,长江、黄河、珠江三角洲、华北平原、松辽平原及沿海许多地区,地面沉降正在发生和发展之中,尤其以上海为中心的长江三角洲及以天津为中心的华北平原,成为我国两片最大的沉降地区。地面沉降对这些地区社会和经济的可持续发展带来严重影响。几十年来,这些地区一直将“调整地下水开采层次”作为控制地面沉降措施之一。该文章认为“调整地下水开采层次”并非一种理想的控沉措施,不仅值得商榷,甚至为应该被否定的控沉措施。依据：①一般情况下,随深度增加,地层的压缩性会渐下;但是开采同量的地下水,其水位下降的速率及幅度深部含水组比浅部含水组要大的多,两者引起的沉降量不会有明显的差别;②从地下水开采资源组成与地面沉降关系分析,含水层深度越深,其中的压密释水量所占的比例也越大,造成的地面沉降也越严重;③地层的物理力学性质及固结状态,随深度的增加,也不完全是越来越好。     

上海市城市化进程引起的地面沉降因素分析

20世纪90年代上海中心城区的地面沉降在地下水开采量没有增加的情况下出现了新一轮的增长。与此同时,上海进行了大规模的城市化建设。通过对中心城区地面沉降量与工程建设进行相关性分析发现,近年来中心城区的地面沉降量与工程建设具有相关性。目前城市化建设引起地面沉降的现象已受到关注,但尚缺乏对城市化进程引起地面沉降机制的系统研究。针对上海市城市化进程引起地面沉降的因素进行分析探讨,城市化进程引起的沉降包括建筑物荷载及交通荷载等外荷载引起的沉降,基坑开挖、降水及隧道施工等工程施工引起的土体压缩,以及隧道渗漏,周边地区对地下水补给量的减小,地下构筑物挡水效应等引起的地下水位持续下降而诱发的沉降