苏锡常地区地面沉降及其若干问题探讨

地面沉降是苏锡常地区当前面临的最大地质灾害问题。本区的地面沉降具有两个特点:一是在时空上与地下水开采密切相关;二是其形成主要为含水砂层的压密和顶、底板粘性土层的固结。针对地面沉降的研究多从其宏观力学特性、水土耦合和建模等方面着手,而对土体在沉降变形过程中的结构变化研究不多,因而对土体在沉 降变形过程中的可逆和不可逆、非线性变形、弱透水层变形等的机理,还存在许多模糊认识。对此文章提出了相关 建议,主要包括:1)应系统地研究苏锡常地区第四纪土体各土层的细观和微观结构,弄清地面沉降区土体结构的演 化规律及其与抽、灌地下水、土体物性指标等之间的关系,建立土体沉降类型与土体结构演化之间的关系;2)应对 第四纪土体中的弱透水层开展系统研究;3)应从土体结构的角度,深入研究土体在排水和回灌过程中的可逆和不可逆变形。     

苏锡常地区地面沉降监测网络体系建设初探

本文从苏锡常地区地质环境基本特征出发,在分析了该地区地下水开采及地面沉降现状和特点基础上,提出建设苏锡常地区地面沉降监测网络体系的初步构想.该监测网络的建立,将为今后开展地面沉降GPS监测及相应的专题研究工作奠定基础.     

岩性结构与地面沉降关系研究——以苏锡常地区为例

地面沉降是一种区域性的缓变型地质灾害,不同地区地面沉降具有相似性又有独特性。本文结合苏锡常地区的实际地质条件．把第四纪地层按不同的沉积类型划分出三类地层结构区,提出用地面沉降响应系数这一指标来评价地面沉降与地下水关系,探讨了不同岩性结构区地面沉降在时间上和在垂向地层空间上的基本规律。     

苏锡常地区地面沉降防控最新进展评述

苏锡常地区是长江三角洲平原地面沉降最为严重的地区之一,2000年以来,通过监测、勘查研究结合地下水限采禁采管理,有效地控制了灾害的进一步蔓延。以多年的监测研究工作（水准测量、GPS测量、D-InSAR测量）为基础,通过对大量实测数据的分析,总结了这一过程中地面沉降、地裂缝、地下水位的动态变化规律,所有证据都表明了地面沉降的减弱或停止。同时指出浅部沉降、局部区块地下水位漏斗与地面沉降依然严重。     

苏锡常地区地面沉降监测方法体系建设

运用精密水准测量、自动化监测、GPS测量、In SAR监测、光纤监测等多种技术手段开展了苏锡常地区地面沉降监测工作。随着地面沉降时空动态的不断演变,不同监测技术手段的应用效果出现较大差异,需要探讨动态变化的地面沉降条件下不同监测方法的适用性,并以此建立更为高效、可靠的监测方法体系。笔者在总结以往工作基础上,对所使用的方法进行了梳理和总结,分析了不同方法的优缺点及其适用性,提出应根据工作程度实施各种监测技术方法搭配及集成应用的监测方法体系的结论。     

苏锡常地区主要地质灾害及防治措施

自20世纪80年代初以来,苏锡常地区由于超量开采深层地下水,相继出现了地面沉降、地裂缝等地质灾害,已造成了大量的经济损失,成为影响本地区经济社会发展的重要制约因素。本文在分析苏锡常地区地质环境条件的基础上,总结出本地区地质灾害主要类型、分布特征以及形成条件等,并对人类活动可能遭受地质灾害的危险性进行分析,进而提出地质灾害的防治措施。     

基于苏锡常地区地面沉降虚拟现实系统的网络数据库设计

利用数据库、ASP等技术建立该网络数据库，为虚拟现实系统建模所需要的海量数据及通过该系统建立的地质结构、地面沉降等模型数据提供有效的存储、读取及编辑功能；同时，利用该数据库还可提供信息的远程共享和发布，实时地将地面沉降数据及利用该虚拟现实系统模拟的地面沉降发生、发展过程及后果向社会公众公布。考虑到网络数据库的安全问题，在数据库设计中通过设立身份验证机制和在代码中过滤安全漏洞，保证代码的安全性。     

基于GIS的苏锡常地区地质环境现状评价

苏锡常地区位于长江三角洲南部，随着经济发展，以地面沉降，地下水污染为主要特征的地质环境问题日趋严重。在GIS（地理信息系统）技术的支持下，结合多种地质环境因素对该地区进行了地质环境质量现状分析评价，结果表明区内大部分地区环境质量呈恶化趋势，地质环境严重地带沿运河方向展布，以三市为中心，具有明显的空间特征。文中除了论述评价因子的识别，重点讨论了评价模型的确立和基于GIS的分析方法，最后对评价结果作了分析。     

不同岩性结构区的地面沉降特征比较研究

地面沉降是一种区域性的缓变型地质灾害,不同地区地面沉降具有相似性又有独特性。比如,地面沉降与地下水位的相关性就是一项很好的例证,本文结合苏锡常地区的实际地质条件,把第四纪地层按不同的沉积类型划分出三类地层结构区,提出用地面沉降响应系数这一指标来评价地面沉降与地下水关系,通过比较分析大致得出了这三类区地面沉降响应系数的取值范围,文中还试就不同岩性地层所占比例和不同岩性结构对地面沉降一地下水位关系曲线形态的影响作了解释。     

基于"区域分解"思想的苏锡常地区地面沉降相关预测模型研究

本文在系统分析苏锡常地区地下水开采与地面沉降发展动态及相互关系的基础上,从“区域分解”的思想出发,将研究区按第四纪土层结构进行了合理分区,并分别在各亚区建立地面沉降量与地下水水位相关预测模型。实践表明,该模型符合现阶段苏锡常地区地面沉降研究现状,具有一定的实用价值。     

开采浅层地下水对地面沉降影响的探讨

苏锡常地区由于长期过量开采深层地下水，已诱发了严重的地面沉降灾害。为此，江苏省政府下达了在2005年全面禁采深层地下水的文件。为解决用水问题，许多专家、学者建议开采利用浅层地下水。在苏锡常地区开采浅层地下水是否会同样诱发严重的地面沉降问题，是目前争议的焦点。文章详述了苏锡常地区水文地质条件及地面沉降现状，确定了地面沉降的各种影响因素，分析对比了浅层地下水与深层地下水在开采条件下所能引起的地面沉降量，说明采用合理的开采工艺开发利用浅层地下水不会诱发严重的地面沉降。     

地面沉降风险评价初探

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因素,风险管理是实现灾害防治从被动应对向主动防御转变的标志。根据地面沉降地质灾害自身特点,从其易发性、易损性和抗风险能力三方面进行分析评价,初步构建了地面沉降风险评价指标体系,介绍了常用的数学模型方法和空间分析技术,最后以苏锡常地区为例进行了实例研究。结果表明,决定当前地面沉降区风险分布的首要因素是地区经济发展水平,就相同级别的地面沉降而言,其对经济发达地区所造成的侵害要高于经济欠发达地区;其次才是地面沉降灾害发生程度。由此建议加大抗灾投入,增强区域风险抵御能力。     

常州地区地面沉降及地层压缩性研究

系统分析了常州地区地下水开采动态和地面沉降发生发展历史,概述了研究区地面沉降的框架,在此基础上,系统研究了常州市分层标从1984年至2002年的分层沉降资料。根据常州地区地下水含水层系统及土层特性,将研究区松散土层垂向划分为四个不同层次,分别研究了它们的压缩变形历时特性及其与累计地下水开采量的关系,研究了各自的应变特性。由于土层结构及物理力学性质的不同、地下水开采层次及强度的差异、土层不同应力历史的影响等诸多因素的综合效应,导致了地面沉降及分层压缩特性的显著差别。常州地区的主要压缩层为第II承压含水层的顶板弱透水层,与含水层距离近的土层变形量及应变量均较大,其次是第II承压含水层本身及其与第III承压含水层之间的弱透水层。地面沉降及地层压缩与地下水开采之间的滞后效应在常州地区表现得并不明显,这一点至少在月或年的时间尺度上是正确的。     

苏锡常地区非线性地面沉降耦合模型研究

长期过量开采地下水所引发的地面沉降是一个复杂的非线性变化过程,对其进行数值模拟时,如不考虑沉降发展过程中模型参数的非线性变化,会给预测带来很大误差。本文依据苏锡常地区实际资料,通过典型钻孔土力学试验,确定出土体在不同荷载条件下的弹塑性和蠕变特征方程以及土体渗透系数随孔隙度变化的关系式。在此基础上建立了研究区三维变系数地下水流模型及考虑土体垂向不同变化特征(弹塑变或蠕变)的一维区域沉降模型,并采用多尺度有限单元法对模型进行了真正意义上的耦合求解。     

苏锡常地区GIS与地下水开采及地面沉降模型系统集成分析

本文以ＧＩＳ为主控模块,选择美国国防部开发的地下水运动模拟模型系统和美国Ｄ．Ｃ．ＨＨｅｌｍ、Ｓ．Ａ、Ｌｅａｋ等入开发的地面沉降模拟模型系统,进行苏锡常地区ＧＩＳ与地下水运动必地面沉降模拟模型系统集成分析和设计。     

苏锡常地区地面沉降地质结构三维可视化模型虚拟现实系统研究

从苏锡常地区地面沉降研究实际需要出发,介绍了利用虚拟现实技术构建地面沉降地质结构三维可视化模型虚拟现实系统的设计思路、开发模式、实现方法和功能特点。该系统真实表达了研究区三维地层结构特征,逼真再现了地面沉降模型所预测的地下水流场、地面沉降发展变化过程,并虚拟表现出地面沉降可能造成的后果,为苏锡常地区地面沉降机理及预测研究提供了一个全新的三维可视化平台。     

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。     

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。     

城市地面沉降研究进展及其发展趋势

地面沉降是城市主要地质灾害之一。随着中国城市化进程的加快，地面沉降规模扩大，危害加剧，本文简述了国内外地面沉降概况，对地面沉降的成因、危害、机制、数学模拟、监测、防治等方面的研究进展进行了综合论述，并指出，建设工程性地面沉降，孔隙水运移机制、地下水和地面沉降模型耦合、地面沉降生态-经济-社会影响评估、地下水采灌优化设计、地面沉降系统防治、地面变形高精度监测、城市化建设与地面沉降的相互关系等，是今后城市地面沉降研究的主要方向。     

北京地下水系统演化与地面沉降过程

采用地下水动态监测网、GPS监测网数据、气象监测数据与SAR数据、GIS等技术相结合,建立地下水系统演化与地面沉降过程模型,系统分析了北京地区地下水降落漏斗区地面沉降的形成过程。研究表明:降雨量呈逐年下降趋势,地下水开采量随之增大;平原区地下水位呈下降趋势,间接导致了地下水降落漏斗和地面沉降的形成演化。地面沉降对地下水降落漏斗的响应模式存在着季节与年际差异性,时空分布上存在不均匀性,最大地面沉降速率约为41.43 mm/a;揭示了地下水降落漏斗与地面沉降漏斗空间展布特性存在一致性,但并非完全吻合。