太原市地面沉降初探

本文通过分析太原市地质、水文地质条件，地下水开采状况及地面沉降特点，对太原市地面沉降的原因，现象进行了初步探讨。指出太原市地面沉降主要由于过量开采地下水引起，并就此提出了控制太原市地面沉降的措施。     

太原市地面沉降的现状及发展变化趋势

地面沉降作为一种广泛的地质灾害,不仅对地面设施造成很大的破坏,而且也会使地下环境发生变化。从太原市地下水开采历史与地面沉降演变历史总体上相符可以看出,太原市地面沉降是由于过量开采中深层孔隙地下水引起地下水位急剧下降造成的。随着2003年太原市采取关井压采及引黄入并等一系列举措以来,地下水位呈现回升的趋势,地面沉降速率随之减缓。     

深层地热水开采与地面沉降的关系研究

本文根据天津塘沽区深层地沉观测标观测到的地面沉降数据,分析了深层地下热水开采对地面沉降的影响比例.在分析地热水开采引起地面沉降机理的基础上,通过统计回归方法建立了深层孔隙型地热水开采量与地面沉降量的相关模型;提出了进行地热尾水回灌和建立深层沉降监测网以加强综合研究的防治对策.     

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。     

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。     

济宁市地下水与地面沉降三维有限元模拟

在分析济宁市水文地质条件的基础上 ,对引起地面沉降诸因素进行了分析 ,并建立了地面沉降量与地下水位变幅之间的相关关系。集中过量开采地下水是引起济宁市地面沉降的主要原因。在此基础上 ,建立了准三维地下水流模型和一维地面沉降模型。通过水力联系建立地下水与地面沉降耦合数值模型 ,运用有限元法对地下水渗流场和地面沉降量进行模拟 ,并对 2 0 0 0年和 2 0 10年地面沉降进行了预测     

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。     

基于地下水调控的沧州市地面沉降防治模拟研究

地下水的不合理开采是引发地面沉降的关键因素。文章根据研究区水文地质及工程地质条件,对含水层和弱透水层进行概化,运用Modflow软件建立了研究区的地下水流模型和地面沉降土水耦合模型。针对可采用的地下水调控模拟方案对沧州市的地面沉降发展趋势做出预测,为今后合理开采地下水,控制地面沉降发展提供技术依据。     

基于无人机航测技术分析采煤沉陷区地面沉降的研究

中国是世界上煤炭资源较丰富的国家之一。煤炭资源的开发促进了中国经济的快速发展。然而,大量地下开采引起的煤矿地表塌陷对开采环境造成了严重的影响和危害。安徽省淮南地区煤炭资源十分丰富,随着地下采矿活动的进行,发生着不同程度的地面沉降。为掌握沉陷区地面沉降现状,通过无人机航测技术对淮南采煤沉陷区进行摄影测量,并通过后期软件对两期数据的处理,生成点云,DEM对比分析,建立三维影像模型,得出沉陷区监测时间段的地面沉降情况。监测成果可以为灾害防治与预警提供基础数据,为沉陷区生态修复的方向及方式等提供依据。     

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。     

The effect of stratigraphic heterogeneity on areal distribution of land subsidence at Taiyuan, northern China

Taiyuan city has experienced serious land subsidence since the 1950s, with the maximum accumulated subsidence of 2,960 mm and a total affected area of 585 km² by 2003. Tectonic settlement was found to contribute about 1% and the major cause is over-exploitation of groundwater. The spatial–temporal relationship between the areal distribution of land subsidence and that of groundwater drawdown from 1956 to 2000 indicates that although land subsidence centers overall match groundwater depression cones, there are local deviations, and that although the time series curves are similar, land subsidence always lags behind groundwater level decline, with different lag time at different sites. The major findings of this work on the control of stratigraphic heterogeneity on the spatial pattern of land subsidence at Taiyuan include: (1) land subsidence centers shift from the corresponding groundwater depression cones to the sides with thicker accumulated clay layers; (2) under the same pumping rate, land subsidence at places with more clay interlayers and thinner individual interlayers is greater and the lag time shorter; and (3) land subsidence is closely related to the physical properties of clay soils. The Interbed Storage Package-1, a modular subroutine of MODFLOW was employed to simulate the areal distribution of individual layer compression. The modeling results show that compression of different clay layers has different contribution to land subsidence. Pumping groundwater from water-bearing zones close to the most compressible clay layers should therefore be carefully controlled.     

基于BP神经网络的太原市地面沉降预测及分析

通过对太原市地面沉降资料、气象水文和地质条件以及地下水等大量资料的分析与整理,考虑到太原市各个沉降中心的沉降趋势不尽相同,对太原市吴家堡、西张、万柏林和下元4个沉降中心分别建立BP神经网络模型,并基于训练好的BP神经网络模型,在太原市地下水开采量的规划方案下,预测了在不同降水保证率下2009-2015年地面沉降的趋势,...     

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.     

太原市地层空间异质性对地面沉降分布的影响

对比1956～2000年太原市地下水位与地面沉降资料发现,该区地面沉降漏斗与地下水位降落漏斗的空间分布基本相近,但不完全吻合,局部地区存在偏移。通过对黏性土层累计厚度分布、黏性土层与粗颗粒土层的组合特征、不同分区各深度处土的力学特征值与上述偏移的对比分析,认为太原市地层的空间异质性对地面沉降分布有如下影响：（1）与地下水位降落漏斗相比,地面沉降漏斗偏向于黏性土层较厚的一侧;（2）地层组合（黏性土的夹层数、单层厚度等）对地面沉降的空间分布影响较大,沉降多发生在黏性土夹层多、单层厚度较小的地区;（3）土的力学性质的差异是影响沉降分布的重要因素。     

基坑施工引发的工程性地面沉降研究

通过对基坑施工引发的工程性地面沉降进行影响因素分析,结合地质结构条件,划分了上海地区典型基坑模型,采用数值方法分析了不同基坑模型在不同围护结构变形模式和降水条件下引发地面沉降的基本规律,提出了不同类型基坑工程引发的地面沉降影响范围,并在基坑工程实例中得到了有效验证.     

我国城市地面沉降概况

本文通过对上海,天津、宁波、北京、苏锡常地区、西安、太原、阜阳等城市地面沉降的形成、发展及其治理过程的介绍和初步归纳,并根据我国经济、技术条件,提出:加强规划和指导、以“法”治沉,以及加强地下水资源合理开发利用等治理对策,从而达到减缓我国主要城市地面沉降速度和减轻其危害的社会,经济效果。     

太原市主要地质灾害及防灾减灾措施研究

以太原市地质灾害详细调查资料为依据,总结了太原市地质灾害的主要类型,包括滑坡、崩塌、采矿地面塌陷、地面沉降、泥石流以及具潜在危险的不稳定斜坡等;归纳分析了太原市地质灾害的规模特征、成因特征,统计了地质灾害的危害和潜在威胁。通过近年来省内外尤其是太原市地质灾害防灾减灾措施的调查研究,结合太原市地质灾害隐患的具体特点,提出了加强地质灾害防治的有关制度建设、宣传培训工作、科学部署地质灾害防治、监测工程、强化建设项目的地质灾害危险性评估及监督检查、强化地质灾害隐患点的定期调查和隐患区外复杂地质环境条件区的地质灾害防治以及关闭矿山区的采空区勘查治理等地质灾害减灾防灾措施。     

苏锡常地区地面沉降风险评价管理模型研究初探

平原区超采地下水引发的地面沉降地质灾害已成为影响这些地区经济可持续发展的重要制约因素,如何从收益、成本、风险三个方面为决策者提供制定地面沉降相关防治措施的综合支持,实现灾害防治从被动应对向主动防御转变,是地面沉降防治研究领域的新课题。在综合考虑苏锡常地区技术、经济、人类活动等因素基础上,从地面沉降总体风险和地区差异水平出发,提出构建地面沉降风险评价模型及决策支持系统的初步研究思路和方法,为实现地面沉降防治的科学化决策管理进行了探索。     

Application of geo-environmental capacity of ground buildings in urban planning

The restrictions of the geo-environment are often ignored in urban planning, thereby directly causing a variety of geological hazards, including large areas of land subsidence in soft soil area. Based on the control objective of land subsidence, the geo-environmental capacity of ground buildings (GECGB) is defined. The relationship between floor area ratio (FAR) and land subsidence in Shanghai, China is analyzed. The results illustrate that land subsidence increases as FAR increases, and that the engineering environmental effect of the high-rise building group is the main factor affecting land subsidence in Shanghai, China. Hayashi’s Quantification Theory type I is selected to evaluate the GECGB of four typical areas in Shanghai. The prediction model is established based on existing background materials and the GECGB expressed by allowable FAR of the four typical areas are calculated. The evaluation approach promoted in this paper can be applied in urban planning to control the land subsidence induced by dense high-rise buildings.