天津市地面沉降的特征及其危害

天津是我国北方地面沉降最严重的城市之一,40余年的持续沉降不仅直接造成对安全高程、市政基础设施、房屋等建筑物的破坏,而且还通过安全高程的损失加剧了其他自然灾害的发生,使社会经济遭受严重损失.正确认识天津市地面沉降的特点及其危害,有利于控沉部门制定科学而有效的地面沉降减灾防灾政策和措施.基于对地面沉降所造成的危害分析和阐述,认为不合理开发地下流体资源是导致天津市地面沉降的主要原因,并提出相应预防和治理地面沉降的对策.     

控制地面沉降,保障经济社会和谐发展

地面沉降是指在一定的地表面积内所发生的地面水平面降低的现象。随着人类社会经济的发展、人口的膨胀,地面沉降现象越来越频繁,沉降面积也越来越大。在人口密集的城市,地面沉降现象尤为严重。现在我们研究地面沉降的成因时,不难发现,人为因素已大大超过了自然因素。地面沉降一旦形成,便难以恢复,具有不可逆性特点,一个地区的地面沉降灾害,其影响是持久深远的。城市发生地面沉降,则会导致城市灾害链式效应,造成诸如房屋、道路开裂、城市排水能力降低、风暴潮加剧、河流重力排污失效、水质恶化等一系列次生灾害。在我国东部平原地区地面沉降已成为主要地质灾害,制约了我国社会、经济的可持续发展。特别是在天津地区,加强天津地面沉降战略对策研究,预测发展趋势,探索有效的预防恢复措施,已经成为保障天津经济社会和谐发展、构建和谐社会、落实科学发展观的一项重要的基础性工作。     

稳步推进地面沉降调查与监控

随着我国经济建设对地下水和地下流体资源的大规模开发，我国有严重地面沉降灾害的城市已经超过50座，并形成了长江三角洲、华北平原和汾渭盆地等三大严重的地面沉降灾害区．地面沉降面积约94．000km^2。     

关于城市地面沉降研究的几个前沿问题

地面沉降涉及资源、环境、经济和社会等各个方面,影响城市和地区的可持续发展,已成为21世纪国内外城市主要地质灾害.文章概述了国内外地面沉降状况,对目前城市地面沉降研究存在的问题进行了分析,并提出了城市地面沉降研究值得关注的几个前沿问题.     

我国将实施地面沉降防治四大工程

记者从国土资源部获悉,为应对长江三角洲、华北平原、汾渭盆地等地日趋严重的地面沉降灾害,我国将实施地面沉降调查、地面沉降监测、地下水控采与超采区治理、地面沉降防治技术创新等四大工程。     

城市环境岩土工程的地下水灾害问题

随着城市建设的发展，人类在域市的岩土工程活动越来越频繁，由此产生一系列环境岩土工程问题。其中，由人类的工程活动引发的地下水灾害问题日趋显著，已经引起国内外专家的高度重视。地面沉降范围不断扩展，地下水永喷逐年下降，是当前城市环境岩土工程中日益突出的地下水灾害中最广泛、最严重的两大问题。它们已严重威胁着域市的可持续发展及居民的正常生活。文章概述了地面沉降及地下水水质污染现状，对抽汲地下水引起的地面沉降、建设工程性地面沉降的机理以及城市建设中可能引起的地下水点污染问题等进行了分析，针对地面沉降和地下水污染提出了相应的预防与治理措施，以实现地下水资源的可持续利用，保证城市经济及社会的可持续发展。     

我国将实施地面沉降防治四大工程

记者近日从国土资源部获悉,为应对长江三角洲、华北平原、汾渭盆地等地日趋严重的地面沉降灾害,我国将实施地面沉降调查、地面沉降监测、地下水控采与超采区治理、地面沉降防治技术创新等四大工程。     

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。     

确定大江大河防洪堤高度应考虑地面沉降因素——对1998中国大洪水的反思

世界上抽汲地下水或石油引起地面沉降正越来越普遍。大江大河防洪能力降低是地面沉降灾害现象之一。上海因地面沉降产生严重的洪涝灾害,上海外滩防汛墙高度的主要决定因素是地面沉降。沙市、武汉、哈尔滨和大庆等城市和地区是我国1998年夏特大洪水的重灾地区,这些城市和地区实际上已存在地面沉降问题。几十年来产生的地面沉降很可能已降低了这些地区江河大堤的防洪能力,从而加重了这次洪涝灾害。建议在确定大江大河防洪堤高度应考虑地面沉降因素,并尽快对重点城市和地区进行地面沉降调查与预测研究。     

勘察技术在城市灾害地质研究与治理中的应用

主要综述了勘察技术在地面沉降、地裂缝、滑坡、岩溶塌陷等城市灾害地质勘察研究及治理方面的应用 ,以促进勘察技术在城市灾害地质研究领域的推广应用     

地面沉降研究的新进展与面临的新问题

通过国内外地面沉降研究历史概述 ,介绍了多方面的地面沉降原因。由于地下支撑物的移动导致地面标高损失是目前对地面沉降概念或原理的最新概括和总结。文章从监测技术、信息系统、图件编制、预测计算、损失评估和防治措施等方面概括了中国近年来地面沉降研究取得的新进展。同时提出淤泥质软土沉降问题、深部土层沉降问题、工程性沉降问题、长江三角洲地面沉降的严重性和系统性问题、地面沉降引起的全国性防汛能力降低问题和干涉合成孔径雷达 (InSAR)探测技术是中国当前地面沉降研究面临的新问题。最后指出 ,在中国城市化和工业化高速发展的 2 1世纪上半叶 ,中国东部的地面沉降问题将更大、更多、更复杂 ,需要认真规划和控制。     

华北平原地下水位驱动下的地面沉降现状与研究展望

华北平原年地面沉降量大于50 mm的严重区面积超过全国总量的80%,防治形势严峻,需要开展有针对性的研究,为有效防控地面沉降提供科学依据。华北平原建立了较完善的地面沉降监测网络,基本掌握了地面沉降现状及演化规律,但受华北平原含水层系统影响因素复杂与时空变化大等因素制约,对地下水位变化驱动下的土层变形特征及其机制研究迄今仍比较薄弱,限制了对地面沉降发展趋势的科学研判和预测预警。在总结国内外地面沉降研究进展、基于高时空分辨率监测数据分析华北平原地面沉降现状和发展趋势的基础上,提出了地下水位变化影响下的地面沉降研究方向。目前,华北平原地面沉降出现减缓态势,天津、沧州、衡水等重点城市主城区地面沉降得到有效控制,但华北平原尤其是河北平原地面沉降总体上仍然处于较快发展阶段,主要原因是农业灌区地下水开采得不到有效控制。未来华北平原地面沉降研究应聚焦地面沉降机理和预测预警、地下水位回升驱动下的土层变形规律及其对环境的影响、地面沉降区地下水资源属性及地热开发与地面沉降关系等方面。     

北京东部地区地面沉降发育特征分析

结合区域地质背景条件,利用水准测量、分层标地层变形、地下水位动态等监测数据,对北京东部地区地面沉降的发育特征与发展变化规律进行了分析研究。该区域的地面沉降与地下水开采具有显著相关性,深部地层仍是沉降的主要贡献层位;沉降中心地下水具有明显的分层变化规律,深层承压水明显的水位降落漏斗,直接导致深部地层沉降压缩最为显著;地面沉降的区域分布、沉降速率变化与地下水降落漏斗具有一定的时空相关性;南水北调的稳定供水,有效缓解了北京地面沉降快速发展的趋势。     

兖州市采煤塌陷地治理项目管理存在问题及建议

采煤塌陷地综合治理是对因采煤造成地表塌陷沉降的区域进行综合治理,使塌陷的土地恢复其农业可利用性的复杂过程,需要投入大量的人力、物力和财力。该文结合兖州采煤塌陷地综合治理实际情况,对在采煤塌陷地治理过程中存在的几个主要问题进行分析并针对问题提出了相应建议。     

国际地面沉降研究综述

文章在介绍国际地面沉降会议历史及２０００年第六届国际地面沉隆会议简况的基础上,并根据２０００年第六届国际地面沉降会议论文,对国际地面沉降研究进展情况分成如下六个方面进行了综述。地面沉降地质因素介绍了古代地面沉降、泥炭层沉降、地震砂土液化地面沉降和海平面上升研究状况。地下流体运移地面沉降方面介绍了以地下水开采为主的地面沉降问题及地面塌陷、天然气开采引起的地面沉降、均匀沉降对建筑结构的破坏和欠固结石英     

河北平原地面沉降调查与监测主要进展及成果

介绍了“河北平原地面沉降调查与监测”项目的研究背景、研究思路、完成的主要工作量及研究的意义,并总结了河北平原地下水状况、地裂缝状况及地面沉降监测网特点,分析研究了地面沉降的分布规律、影响因素、成因机制及危害特征,预测了河北平原地面沉降中心沧州市的地面沉降发展趋势,针对地面沉降现状,提出了合理的防治对策。     

天津滨海新区地面沉降趋势预测

地面沉降是我国主要的地质灾害之一,评价和预测地面沉降的发展趋势十分必要。本文引入实测沉降数学模型中的双曲线型沉降模型、指数型沉降模型和成长曲线型沉降模型,结合钻孔全断面分布式精细化监测系统获取地表以下不同层位连续的变形情况,建立了基于分布式光纤监测地层变形数据的地面沉降预测模型,可精细化实现地面沉降潜力评价。以天津市滨海新区G06光纤监测钻孔结果为例,对比了3种沉降模型的预测效果,结果表明：天津滨海地区地面沉降曲线呈现非线性衰减特征,2017年10月至2019年12月,累计沉降量已达52.4 mm,预计极限沉降量约为92.6 mm,仍有约43.4%的沉降潜力,沉降空间较大,并预计将于2050年进入沉降稳定阶段。该地区3.4~18.4 m的黏土质粉砂和粉细砂层当前沉降量较大,是目前地面沉降的主要层位,即“优势层”;18.4~38.4 m的粉质黏土和黏土质粉砂层虽当前沉降量较小但其剩余沉降量较大且沉降持续时间较长,需长期重点关注其沉降变形情况,是后期监测的“优先层”。     

Land subsidence and earth fissures in south-central and southern Arizona,USA

Land subsidence due to groundwater overdraft has been an ongoing problem in south-central and southern Arizona (USA) since the 1940s. The first earth fissure attributed to excessive groundwater withdrawal was discovered in the early 1950s near Picacho. In some areas of the state, groundwater-level declines of more than 150 m have resulted in extensive land subsidence and earth fissuring. Land subsidence in excess of 5.7 m has been documented in both western metropolitan Phoenix and Eloy. The Arizona Department of Water Resources (ADWR) has been monitoring land subsidence since 2002 using interferometric synthetic aperture radar (InSAR) and since 1998 using a global navigation satellite system (GNSS). The ADWR InSAR program has identified more than 25 individual land subsidence features that cover an area of more than 7,300 km². Using InSAR data in conjunction with groundwater-level datasets, ADWR is able to monitor land subsidence areas as well as identify areas that may require additional monitoring. One area of particular concern is the Willcox groundwater basin in southeastern Arizona, which is the focus of this paper. The area is experiencing rapid groundwater declines, as much as 32.1 m during 2005–2014 (the largest land subsidence rate in Arizona State—up to 12 cm/year), and a large number of earth fissures. The declining groundwater levels in Arizona are a challenge for both future groundwater availability and mitigating land subsidence associated with these declines. ADWR’s InSAR program will continue to be a critical tool for monitoring land subsidence due to excessive groundwater withdrawal.     

天津滨海新区地面沉降层位的精准识别与沉降过程重建

塘沽地区地面沉降是新生代松散沉积物多层位沉降叠加的结果,精准识别各层位的沉降贡献是该区地面沉降防控的关键。利用塘沽G2地面沉降分层标组2011—2014年观测数据,对新生代沉积物不同层位的地面沉降进行了精准识别;结合以前的分层标观测资料,重建了1960年以来不同层位的地面沉降过程。结果显示,在1960—1970年地下水开发初期,地面沉降主要层位是浅部粘性土自然固结和第二含水组地下水开采;1970—1980年深层地下水开采高峰期,主沉降层位由二组逐渐加深到三、四组;1985年以后实施了地面沉降控制措施后,第四系地下水开采引起的地面沉降逐渐减小;2000年之后,随着滨海新区的成立和大规模的城市建设,城市建设引起的建筑基础沉降逐渐成为主要的沉降层。通过对不同时期主要地面沉降层位的转换过程分析,提出地面沉降精准防治新思路。     

滨海超大城市多含水层影响地面沉降机制与模型

滨海城市地面高程是宝贵资源,在气候变化、海平面上升的条件下,地面沉降导致滨海城市高程丧失,严重威胁城市地质安全。分析多层含水层对地面沉降的影响规律,研究地面沉降机理,对于保障城市安全高程具有重要意义。本文以上海市采灌深井点位为采样点,采用MAPGIS软件提取各含水层水位和地表沉降值,获取对应点位2011～2019年多层地下水位和地面沉降数据,利用多元回归方法建立了多层分层水位和地面沉降的相关关系。在判定系数R²相对较高区域,地面沉降受深层地下水开采、回灌以及工程降水的影响大;在判定系数R²相对较低区域,地面沉降受工程建设开挖卸荷、高层建筑与密集建筑群长期荷载、地铁振动等影响相对较大。多元回归方程可用于预测未来城市采灌格局下上海市各行政区地面沉降的发展趋势,为上海市地面沉降防控提供参考依据。