浙江省杭嘉湖平原地面沉降及监测网络研究

浙江省杭嘉湖平原地面沉降自20世纪60年代发生以来,随着地下水的开采不断发展,并造成洪涝灾害加剧,城市排水排污能力、内河通航能力下降等危害．影响社会经济的可持续发展。本文在对该地区地面沉降现状及监测工作总结的基础上,提出了地面沉降监测网络系统规划设想。     

河南省平原地区地面沉降基本特征及防治建议

按地面沉降的成因类型，河南省平原地区地面沉降可划分为地下水超量开采型、断裂活动型、松软岩土型。     

浙江省滨海平原地下水开采与地面沉降

浙江省滨海平原地面沉降自20世纪60年代发生以来，随着地下水的不断开采，造成洪涝灾害加剧、海潮上岸、城市排水排污能力削弱，内河通航能力下降、农田长年受淹等危害，影响社会经济的可持续发展。根据多年来的地面沉降与地下水动态监测、调查成果，对浙江省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，提出地面沉降防治对策建议     

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。     

江都地区第四纪含水层水文地质结构对比及地下水开采现状分析

江都地区位于长江三角洲平原和里下河平原的交汇处,第四纪松散层厚度大,含水层发育,受长江和淮河两大流域沉积影响,不同地区含水层厚度、颗粒、结构和富水性差异较大。通过对比分析江都地区第四纪含水层水文地质结构可以看出,第四纪含水层具厚度大、砂层层次少、颗粒粗、水量丰富等特点,含水层岩性较细,以中细砂、粉细砂为主,砂层厚度薄且呈多层状,含水层之间发育厚度较大的稳定隔水层,水量一般。同时通过对江都地区地下水开采现状分析发现,由于江都区开采井及开采量逐年增加,水位逐年下降,并引发了江都地区的地面沉降,应采取严格地下水开采管理、科学合理开采地下水合理控制水位、加强浅层地下水资源合理利用和地下水应急水源地建设等措施,量化研究开采地下水与地面沉降的关系,合理确定开采井的分布、开采量和控制水位,为江都区水资源合理开采提供基础支撑,为地面沉降机理研究和防治提供了基础。     

浙江温州市永强平原地面沉降分析与趋势预测

温州市永强平原经济发达,工业化的发展和地下水无计划的开采,使永强平原地面沉降较为严重,永中累计沉降量超过300mm。为了更好地对永强平原地面沉降做出分析预测,本文通过研究区域地质环境、地下水开采量、地下水位的动态变化特征及2005～2010年的地面沉降监测资料,分析地面沉降速率、范围、沉降量,从而进一步探讨地面沉降与地层结构、地下水动态的关系,同时采用年开采量和年平均沉降速率预测2015年的地面沉降量。分析结果对深化永强平原地面沉降研究具有一定意义。     

海河平原地下水资源可持续利用前景评价

本文通过综合分析海河平原地下水资源盈余量以及建立典型三级区平原开采系数与地下水水位下降速率、地面沉降速率的关系,分析了各三级区平原依靠环境容量可扩大开采量,根据疏干时限性评价指标对海河平原地下水的开采潜力进行了评价,客观展现了维持现状开采条件下研究区地下水资源可持续利用的暗淡前景。     

黄河下游平原地质环境退化及与地下水开采关系研究

自20世纪50年代末以来,黄河下游平原地质环境不断退化,产生了地面沉降、地裂缝、海咸水入侵、咸水界面下移等环境地质问题。这些问题的产生是由近60年来该区地下水过量开采所致。至21世纪,黄河下游平原地下水总开采量由不足20×10~8 m~3/a增至近52×10~8 m~3/a,超出地下水可利用资源量42×10~8m~3/a。通过大量数据分析,笔者认为黄河下游平原地质环境退化与地下水长期超量开采和不合理的开采布局有关。地下水长期超量开采和不合理的开采布局,使地下水位持续下降,地下水位降落漏斗持续扩展,环境地质问题频发,地质环境不断恶化。有效遏止地质环境的进一步退化,需从合理开发利用地下水入手,修复和涵养平原地区地下水系统。     

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了锡山市西部地区第Ⅱ承压含水层天然和现状开采条件下的地下水均衡要素,揭示了该地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释水量;同时,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,提出了地下水可开采资源合理的计算方法,并对考虑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。     

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，揭示了该地区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释水量；同时，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式中存在的问题；针对存在问题，提出了地下水可开采资源合理的计算方法，并对考虑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。     

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.     

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。     

基于SBAS-InSAR技术的豫北平原地面沉降监测

豫北平原是河南省平原地区地面沉降灾害较严重地区之一,快速全面掌握豫北平原地面沉降信息、有效防控地面沉降的持续快速发展对中原城市群建设至关重要。本文借助中高分辨率RADARSAT-2雷达数据,基于SBAS-InSAR技术获取了豫北平原2014-2016年的地面沉降监测数据。监测结果表明：两年内豫北平原地面整体下沉,区内共圈定8个较明显的沉降区,总面积约3 006 km²,各沉降区沉降速率在25.00~114.85 mm/a之间;其中,除安阳县白壁镇-内黄县沉降区和辉县沉降区最大沉降速率分别达到95.36和114.85 mm/a之外,其余6个沉降区最大沉降速率均小于73.58 mm/a。根据沉降区现场实地调查和综合分析发现,豫北平原地面沉降主要是活动断裂、松软岩土、地下水超采、城市建设活动、石油和地热资源开采等共同作用的结果。建议将豫北平原地面沉降的防控重点放在人类活动引起的地下水超采和城市建设引发的松软岩土层超量堆载等方面。     

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。     

苏锡常地区地下水禁采后的地质环境效应研究

1995年以来,针对严重的区域性地面沉降和地裂缝灾害,苏锡常地区地下水资源保护和管理工作逐渐加强,特别是从2000年开始,江苏省政府分阶段实施限期禁止开采工作,首先在超采区实行地下水禁采,到2005年底,在苏锡常地区全面禁止开采地下水,全区地下水环境、地面沉降状况出现明显好转,地下水水位普遍回升,地面沉降速率逐渐减缓。根据近年来苏锡常地区地面沉降基岩标、分层标的系统监测资料,对地下水禁采后地质环境的效应特别是地面沉降的变化特征进行了初步分析、研究,并对该区今后地质环境保护工作提出了对策和建议。     

地面沉降与地裂缝改变亚利桑那州地貌

通常对大多数人来说，地下水过量开采和地下水位下降对地面的影响是难以想象的。亚利桑那州地下水过量开采最有效的控制方法是实施地下水管理条例。随着亚利桑那州某些地区不断发生地面沉降和地裂缝，地下水位下降的影响变得越来越明显。地面沉降和地裂缝发生率的高与低，体现了地质技术和国家政策实施对地下水过置开采的控制程度。     

北方平原地区多层松散孔隙含水层地下水开发与地面沉降研究

该文分析了中国北方平原地区第四纪河流冲积形成的多元地层结构的特点,概述了地下水资源开发利用现状及地面沉降危害.依据阜阳市地下水水位和地面沉降历史,采用-维固结模型计算了土力学参数,预测了不同地下水水位的地面沉降量,提出了调整深层地下水开采量、控制水位、控制地面沉降的方案.在此基础上,探讨了中国北方地区地下水合理开发利用的对策.     

黄河三角洲典型地段地面沉降机理研究及预测预警

随着社会经济的快速发展,黄河三角洲地区普遍发生了地面沉降,已经成为了影响区域社会经济可持续发展的重要因素之一。本文以黄河三角洲地面沉降典型地段—滨州地区为研究对象,以该区2005~2019年年间共计6期地面沉降监测数据为基础,对区内多年来地面沉降发展演变规律进行分析,对地面沉降成因机理进行研究,并根据滨州地下水系统的水文地质条件以及地面沉降机理,概化出滨州地下水系统水位地质概念模型及地面沉降模型。在此模型基础上推演建立滨州地下水开采与地面沉降三维数值模型。利用该模型对地面沉降与地下水位监测数据进行内插外推计算,综合计算结果分析和研究,对地面沉降和地下水动态进行预测预警,从而为黄河三角洲地区地面沉降防治提供依据。     

华北平原典型地段地面沉降演化特征与机理研究

华北平原是世界上最大的地下水系统之一,地面沉降问题突出。由于沉积环境变化多样、地质条件差异性显著和人类开采活动强烈,使得该地区地面沉降成因机理复杂。本文采用卫星对地观测技术与传统手段相结合,监测地面沉降灾变过程,分析华北平原地面沉降发展历史和现状。结合应力-应变图解法及土工实验研究地面沉降差异性特征及滞后变形成因机理。取得了以下关键认识:(1)华北平原地面沉降空间分布差异性明显,沉降主要分布在平原区第四纪沉积凹陷,呈现东西分带、南北分段特点。地面沉降空间发展部分受到北东向和北西向构造控制。在沧县隆起区,地面沉降也比较发育,主要原因是沧县隆起在第四纪时期构造运动相对不活跃,沉积了较厚的第四系;存在与构造走向一致的3期古河道,该地区赋存丰富的地下水资源并被大量开采。(2)地面沉降发生发展与地下水开采历史密切相关,沉降主要压缩贡献层随地下水开采层位变化而变化。北京平原100 m以深地层对地面沉降贡献呈增加趋势。天津平原目前地面沉降的主要贡献层来自300 m以下地层。(3)气候干旱导致地下水补给量减少,同时增加了地下水的开采,因而是引起地面沉降的重要间接驱动因素。高层建筑荷载、基坑降排水、地热开采对地面沉降的影响应引起足够重视。(4)地面沉降具有很强的滞后性,最大滞后时间可达25年。除了渗透固结成因以外,土体蠕变是另外一个重要原因。更新世地层在不同荷载下,蠕变特征明显。沧县隆起晚更新世地层次固结可达到总变形28.3%。(5)土的物理性质、地下水位变化模式对土层变形特征具有重要影响。不同埋深地层在地下水位变化条件下的变形特征存在较大的差异(弹性、黏弹性、黏弹塑性)。浅部含水组呈现以弹性为主的变形特征。     

天津市地下水开采对地面沉降影响的多元回归分析

地下水的过量开采是天津市引起地面沉降的主要原因。因此天津市提出了“压缩地下水开采量”、“地下水人工回灌”、“调整地下水开采层次”等控制地面沉降的3大技术措施。经过多年的努力,控制地面沉降效果明显。如何解决地下水开发与控制地面沉降的关系,更好的贯彻这3大技术措施,是该文编写的初衷。即在开采同样地下水量的情况下,如何使地面沉降量最小;或在地面沉降量容许的情况下,如何开采最大量的地下水。压缩地下水开采量是治理地面沉降的根本措施,亦即如何压缩采水量或调整开采层次会达到最好效果。论文对天津市某区各个地下水开采层的多年累计开采量、累计沉降量进行数据统计分析,建立了该地区累计沉降量及各个地下水开采层的多元相关方程。在此基础上,分析了各个地下水开采层对地面沉降影响的相关程度。以此为该区控制地面沉降的提供依据。