城市雨水在地下水回灌中的利用分析

通过分析城市雨水回灌利用的发展和现状,指出了城市雨洪产生速度快和渗透回灌缓慢、降雨间隙性和雨水资源利用持续性之间的矛盾是城市雨水回灌利用中存在的主要问题。从城市整体规划出发,以生态城市建设为导引,提出点线面相结合的雨水回灌方式,并结合石家庄市的实际情况,说明城市雨水回灌利用在城市水资源发展中存在的巨大效益。     

城市地面沉降设防问题

我国地面沉降地质灾害存在长期蔓延之势,主观原因在于对上海地面沉降的治疗认识不足。通过对地面沉降发生的必要条件的探究,对有关城市地面沉降设防的若干问题,作一初步探讨。     

城市雨水地下回灌过程中悬浮物表面堵塞规律

雨洪资源地下回灌是缓解城市供水压力、解决地下水过量开采引起环境负效应的有效途径之一,但堵塞问题却是制约回灌技术推广的关键问题。基于前人理论,研究了入渗介质与悬浮物粒径中值之比(D₅₀/d₅₀)对堵塞层空间分布的影响。以建立表面堵塞预测模型为目的,利用城市雨水回灌细粒石英砂介质开展室内实验,观测雨水回灌的表面堵塞过程并获取渗透性变化的观测数据。根据物理、化学与生物堵塞的产生条件及堵塞特点,判断雨水回灌产生的堵塞性质为物理堵塞。引入过滤模型描述堵塞的发展过程,确定了模型用于模拟细砂表面堵塞的参数值：孔隙堵塞系数（α）为0.15 m²/kg,阻力增长系数（f′R′）为20 000 m/kg。在不改变以上2个参数值的条件下,用该模型模拟不同悬浮物粒径悬浊水回灌细粒石英砂的堵塞过程,取得了较好的拟合效果。此过滤模型可以用于模拟入渗介质与悬浮物粒径D₅₀/d₅₀值小于5的表面堵塞的发展过程,可定量预测堵塞对回灌速率的影响。     

城市屋面雨水收集利用工程设计分析

城市雨水作为第三水源开发利用,在其3种汇流介质(屋面、道路、绿地)中,屋面雨水水质相对较好、便于收集,宜于直接利用.以济南大学西校区第1教学楼为例,进行了屋面雨水回灌裂隙岩溶含水层工程及主要构建物的设计,并预算了工程年平均可利用雨量.     

浅层地下水人工回灌应用于上海市工程性地面沉降防治的试验研究

上海地面沉降主要由过量开采地下水资源和大规模工程建设等因素共同影响,工程性地面沉降引起的地面沉降漏斗严重影响了周边地区生命线工程的建设及运营安全。通过开展试验研究,将深部承压含水层中应用成熟的地下水人工回灌技术引入浅部含水层中,但由于浅部含水层砂层结构及水动力条件与深部含水层差异较大,回灌工艺及方法也存在差异。本次试验工作中,改进了地下水人工回灌工艺流程,并通过同步地面形变监测分析了浅层地下水人工回灌对控制地面沉降的作用效果。结合上海地区实际地层特征以及各种回灌工艺的实际效果,评价了浅层地下水人工回灌技术在防治工程型地面沉降中推广应用的可行性及适用性。     

沧州市地面沉降与开采地下水关系初探

沧州市是资源型缺水地区,随着深层地下水的长期超采,形成了大面积的地下水位降落漏斗,继而产生了地面沉降,并引发了城市内涝积水、城市供水、供气管网屡遭变形破坏,河床下沉行洪能力降低等环境地质问题。通过对沧州市地面沉降与开采地下水关系的初步分析表明,地面沉降量在时空分布上与地下水开采量基本一致,地面沉降速率与地下水位呈明显的相关性。运用相关理论,对地面沉降原理进行了分析,提出了控制地面沉降的措施。     

临清市地下水漏斗区与地面沉降研究

随着经济的发展和人口的不断增加,城区用水量大幅度上升.临清市城区生活及工业用水全部为地下水,由于大量超采地下水,造成了地下水位埋深大幅度下降,形成了以城区为中心的大面积地下水漏斗区.地下水位大幅度下降,势必引起地面沉降等环境地质问题.因此摸清临清城区地下水的下降规律及地质状况、漏斗区的范围、地面沉降的状况并提出阻止地面沉降的措施,对地上建筑物、地下构筑物保护等都具有十分重要的意义.     

保定市城市雨水利用与建议

分析保定市水资源开发利用现状、降雨和雨水利用潜力,阐述城市雨水利用的必要性和可行性,探讨城市雨水利用的途径及雨水利用对环境的多方面影响,提出了城市水资源综合利用的规划措施。     

屋顶雨水回灌裂隙岩溶含水层连通示踪试验

雨水回灌后对岩溶水的影响分析和效果需要对回灌井和下游的观测井监测数据说明。由于岩溶含水层中岩溶发育极不均匀,在测定地下水位并判定出地下水流向的基础上,连通示踪试验是选择与回灌井相对应的观测井的有效办法。用氯化钠作为示踪剂,监测不同测井不同埋深地下水电导率随时间变化的方法确定了岩溶水观测井选址、岩溶含水层的结构及水文地质条件。示踪试验结果表明,3#观测井(西院井)可用来监测雨水回灌效果,并计算出该地区的地下水势流速在9 m/h～20 m/h之间。该成果对北方地区岩溶含水层回灌和环境评价具有重要的参考价值。     

浅谈聊城市城市雨水利用

为了寻求缓解水资源短缺的矛盾,本文根据现代城市发展的特点,分析了城市集蓄雨水利用及拦蓄降雨径流回灌入渗补给地下水、涵养水源的可行性,并提出了开发利用雨水的措施.     

上海城区建筑密度与地面沉降关系分析

工程建设逐渐成为上海近年来新的地面沉降制约因素.本文选择4个典型的高层建筑及多层建筑密集区段,分析了建筑密度与地面沉降的关系,探讨了其时空变化特征.建筑规模及其增长速度直接导致工程性地面沉降同步增长,集中建设较分散建设、新区建设较旧城改造、高层建筑较多层建筑地面沉降效应明显.建筑密度越大,建筑容积率越高,地面沉降越显著.城市规划宜选择低密度、低容积率的建设模式,降低建筑高度、扩大建筑间距.提出了沉降控制条件下适宜的建筑容积率应在0.9～1.2之间,从而为城市规划提供了决策性技术指标.     

昆明南市区地面沉降研究

根据水准测量资料绘制了昆明南市区地面沉降等值线图,说明了区内地面沉降特征.然后对断陷盆地沉降模式进行探讨,阐明了岩溶水抽汲致使第四系土层固结压缩而产生沉降的原因.进而就地面沉降制约因素进行分析,得出了各制约因素的权重,明确指出地下水抽汲是地面沉降的主要诱发因素.最后,着重分析了小板桥沉降漏斗中心的形成机制,完成了极限沉降量估算,并预测了该沉降中心的发展趋势.     

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.     

屋面雨水回灌裂隙岩溶水工程风险评价

济南城市雨洪水回灌岩溶含水层是维护自然水循环,增加地下水补给量,维持济南泉群喷涌以及城市防洪的有效途径。但由于裂隙岩溶含水层具有渗透系数大、水流速度快,地下水一旦污染很难短时间恢复等特点,需要对回灌工程开展风险评价。本文以济南大学西校区的屋面雨水深井回灌裂隙岩溶水工程为例,利用澳大利亚MAR指南对工程进行风险评价。主要由初级风险评估、试运行调查、试运行风险评价及风险控制与管理4部分组成。初级风险评估结果显示屋面雨水回灌裂隙岩溶含水层工程的总体难度水平较低,项目可行。试运行调查期间监测的屋面雨水和回灌前后地下水水质可知屋面雨水经初期弃流、沉淀和过滤后,除浊度外基本达到地下水Ⅲ类标准,且处理后达标的雨水可迅速补充地下水。试运行风险评价结果显示屋面雨水中浊度经预处理后仍较高,使其成为该系统的最大风险项和关键控制点,故本项目的风险控制措施为改进预处理设施,降低雨水中的浊度。为保证工程能够高效持续运行,加强后期管理也尤为重要。      

基于能值理论的采煤沉陷区土地复垦行为分析

利用能值分析方法揭示采煤沉陷区土地复垦行为特征,为采煤沉陷区土地复垦决策和土地利用导向提供科学依据。以徐州城北矿区复垦区为例,采用野外试验与能值理论分析相结合的方法,对采煤沉陷区土地复垦前后能值变化进行分析。结果表明：土地复垦是以人的价值行为为导向、自然资源为依托、生态系统流为骨架,来实现和提升采煤沉陷区生态经济系统功能;以恢复和提高区域生产力为价值导向的土地复垦行为可有效提高区域和产品服务功能,年净增加能值361.61×10¹⁶ sej;复垦后土地用途增加一定面积的鱼塘和储水区,在满足生产需求的同时,可提高区域水分涵养功能,年净增加能值4.6×10¹⁶ sej;土地复垦行为是通过调整采煤沉陷区土地利用结构、土地利用布局和土地利用行为,以实现生态经济系统能量流动与转换来增加区域生态经济系统能值。     

A century of land subsidence in Ravenna, Italy

Over the last century the Ravenna area has been affected by a widespread land subsidence process of both natural and anthropogenic origin which has become a matter of increasingly great concern. Land settlement, initially of the order of a few mm/year, dramatically increased up to 110 mm/year after World War II primarily due to groundwater pumping and, subordinately, gas production from a number of deep on-shore and off-shore reservoirs. Spirit leveling was carried out in the area of the Ravenna Municipality by various authorities and agencies ever since the end of the nineteenth century using an increasingly refined network of benchmarks. The available information, spanning the time interval from 1897 to 2002, has been implemented and homogenized into a Geographic Information System (GIS). Measurements processed by kriging provide the pattern of the subsidence rates over the municipal territory during eight sub-periods. The reliability of data processing is discussed for both magnitude and areal distribution of the occurrence, showing a pronounced nonlinear behavior in time, as related to the major responsible factors. Cumulative land subsidence approaches almost 1 m over more than one third of the municipality area including the city and a significant fraction of the coastland, with peaks larger than 1.5 m over a 10 km² zone located between the historical center and the coastline. Most recent records show that at present the mainland appears to be substantially stable, whereas some coastal areas are still subsiding at a rate of about 10 mm/year with a significant threat to the environment and the infrastructures as well, although to a lesser extent than in the past decades.     

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。     

福州温泉区地面沉降特点及影响因素分析

在掌握福州市地面沉降状况及其分布规律的基础上,分析得出引起地面沉降的主要原因是过量开采地下温泉;影响某点地面沉降年变化情况的主要因素有城市降雨量、温泉开采量等。     

Biot固结理论在地面沉降计算中的应用

在回顾地面沉降研究现状的基础上,提出采用Biot固结理论进行由降水形成的渗流场与应力场的耦合分析,并运用二维Biot固结平面有限元程序计算因开采地下水而引起的地面沉降问题,最后通过工程实例验证了该方法的可行性。     

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。