北京地区基于不同地面沉降阈值的地下水位控制分析

城市地面沉降是对城市规划建设、经济发展和人民生活构成威胁的地质灾害。为了探究地下水位与地面沉降的关系,本文对北京顺义地区天竺地面沉降监测站多年分层地面沉降及对应含水层组地下水位监测数据进行统计分析,建立了该地区基于累计沉降量与含水层组水位标高、水位变幅及水位波动的多元回归模型,并对所建立的回归方程进行了检验,研究分层地面沉降与地下水位变化的定量关系,并结合《全国地面沉降防治规划(2011—2020)》中北京市的控沉目标,设置该地区不同地面沉降速率控制阈值,计算得到各层位达到控制阈值时所对应的地下水位,为下一步合理调整地下水开采层位,开展地面沉降防控工作提供科学依据。     

我国北方典型岩溶地下水位对降水及气象指数的响应特征——以鲁中地区为例

我国北方岩溶水资源是其经济社会发展的重要资源基础,表征水资源赋存特征的岩溶地下水位动态及其影响因素分析能够为岩溶水资源管理及合理开发利用提供重要支撑。本文选取鲁中地区3个典型水文地质单元,基于2010-2017年月值降水、地下水位及NPI气象指数数据,采用小波分析方法对上述指标的周期性、响应特征及遥相关特征进行了分析。结果表明:（1）各岩溶地下水位动态、降水与NPI的主波动周期均为1 a,其显著周期与分布时段等的异同是受自然条件和人类活动共同作用的结果。（2）各水文地质单元岩溶水位对降水的响应时滞为95.81~146.64 d,其差异主要源于观测站所处的地下水流系统的位置的不同。（3）NPI与降水存在一定的遥相关,与受降水影响的岩溶水位动态也存在遥相关。各岩溶水位对NPI的遥相关时滞为111.75~169.77 d,相比水位对降水时滞有所增加。鲁中岩溶地区地下水位对降水与NPI存在规律性的响应时滞,此种特征可为我国北方岩溶地下水位的预警预报提供帮助。      

干旱区内陆平原地下水持续下降及引起的环境问题——以河西走廊黑河流域中游地区为例

本文以甘肃省河西走廊黑河流域中游地区为例,依据该地区多年地下水动态观测资料,在定量分析区域性地下水位持续下降的基础上,全面阐述了因地下水位下降而产生的一系列环境问题.     

地下水位变化对桂林地区地基基础的影响

不同季节桂林地区的地下水位变化较大。通过分析发现,地下水位的变化对地基的稳定不利。地下水位上升将降低地基土承载力特征值f a 和软弱下卧层地基承载力特征值f az ,并影响到地基换土垫层的处理设计; 而地下水位下降将加大地基沉降。因此,《地基规范》第5. 3. 5条地基变形验算没有考虑地下水位变化的影响是不合适的。为此,建议对于受地下水位影响的地基,宜按分层总和法进行地基变形计算。此外,由于桂林漓江沿岸不少的地基主要由砂砾土组成,地下水位上升还会增加砂、砾石土地基基坑主动土压力,但对于粘性土的基坑土压力则影响不明显。      

苏锡常地区含水层结构和地下水位的虚拟表达

由于三维地质结构模型和地下水面(包括潜水水面和承压水水面)模型开展地面沉降机理研究的重要基础,因此,本次利用Visual C 和OpenGL(Open Graphics Library)将苏州—无锡—常州(简称苏锡常)地区第四系含水层结构和地下水位形态进行三维虚拟表达,创建了酷似于实际情况的地下水赋存环境(三维地质结构模型),并在该环境中添加了各含水层的水位线。研究者可交互操作于该虚拟环境,并能够直观形象地了解研究区内的水文地质情况(各地层间的空间分布及岩性特征、含水层间的补给关系及地下水位的动态过程等),从而获得身临其境的感受,为进行地面沉降机理研究提供一个基础性的辅助方法。     

长春市地下水开发环境问题研究

本文根据近期地下水动态监测资料，结合地下水赋存的环境水文地质条件，分析论述了长春市由于不合理开发地下水资源而产生地下水水位下降，水量削减、水质污染、地面沉降等环境地质问题，提出了防治对策及建议。     

我国地下水环境背景值研究综述

地下水环境背景值是地下水污染判别和污染程度评价的重要标尺。本文系统回顾了我国地下水环境背景值的研究历史,论述了常用的确定方法,探讨了其影响因素,尤其对应用最广泛的数理统计法的应用原则、数据检验、背景值取值等问题进行了讨论。最后,指出了我国地下水环境背景值研究中存在的若干问题,并提出了相应的意见和建议。     

真空联合堆载预压加固含承压水软基中水位和出水量变化规律研究

对含承压水地层的真空联合堆载预压地下水位和出水量变化进行了分析和研究。现场测试结果表明,（1）撕膜和非撕膜的塑排板施工工艺能有效防止承压水贯通,真空联合堆载预压加固软基效果较为明显;（2）联合预压期间地下水位相对稳定,最大水位下降值为1.8 m,工程后期SW2水位上升约1.0 m,说明加固区局部已贯通承压水层;（3）加固区内外承压水水位变化具有类似的规律,加固区内外水位变化分别受真空度分布和降雨的影响;（4）抽真空初期出水量较大,随着抽真空时间增加出水量迅速减小,在工程后期单泵出水量小于同一地区相同工法加固深厚软基的单泵出水量,说明研究区真空联合堆载预压并未完全贯通承压水地层。     

近年昆明市茨坝—岗头村富水块段地下水位持续下降原因分析

茨坝-岗头村富水块段位于蛇山断裂东侧盘龙江谷地,东以黑龙潭东支断裂、玄武岩为隔水边界,南以陡坡寺组泥质粉砂岩为隔水边界,面积16.07 km2。富水块段岩溶含水层主要以二叠系和石炭系的灰岩、白云岩为主,埋深2.5~173.92 m。块段内岩溶地下水由北向南,由西向东径流,于山前缓坡边缘以泉排泄,部分向深部径流,形成承压区。为弄清近年富水块段岩溶地下水位持续下降的原因,在查明富水块段水文地质条件的基础上,对比分析了该富水块段近3年（2009—2011年）降雨量与多年平均降雨量及其地下水补给、开采减少量和地下水位的变幅。结果表明,降雨量偏少是导致地下水补给量减少,进而造成茨坝-岗头村富水块段在关闭部分开采井及减少开采量后,地下水位仍然持续下降的主要原因。      

潜水面变动的空间四面体单元网格自动生成方法

提出了一种由平面三角网格自动生成三维空间四面体单元网格的方法,其基本思路是将含水层平面分成三角形单元网格,将每个三角形沿垂直方向对应一个三棱柱,作为最初的三棱柱;依次将每个三棱柱按照潜水面位置和分层信息划分成不同数目的四面体,从而生成三维空间四面体单元网格。剖分结果表明,此方法综合考虑了潜水面的位置和各含水层顶底板的起伏情况,能够简洁地生成层面起伏的空间四面体网格,特别适用于刻画潜水面波动、含水层顶底板起伏和存在透镜体或岩性缺失等含水层结构复杂的情况下,自动地剖分并生成单元信息,为三维计算的实现奠定了基础。     

西部严重缺水地区地下水勘查技术方法体系研究

本文主要介绍1999~2005年中国地质调查局组织实施的“西部严重缺水地区人畜饮用地下水勘查示范工程”中建立的西北内陆盆地、青海东部和甘肃中东部中小型碎屑岩盆地、宁夏南部和陕西北部黄土高原区、鄂尔多斯盆地周边岩溶区、内蒙古高原和川渝滇红层等不同复杂水文地质区以遥感、综合物探、钻探等方法为主要内容的地下水勘查技术方法体系研究成果。为继续推进上述地区人畜饮用水困难问题的解决提供技术指导。     

地下水位升高时黏性土无限边坡的水平位移

在平面应变条件下,采用摩尔-库仑强度准则和相关联流动法则,对地下水位升高过程中平移模式下的黏性土无限边坡进行了弹塑性分析,探讨了坡体变形的变化规律,分析了边坡安全系数和坡面水平位移的关系。数值分析表明,土坡的初始应力状态和抗剪强度指标对地下水位升高过程中滑坡前塑性区的厚度、坡体内塑性应变和水平位移的发展都有很大影响。     

西北地区地下水水量-水位双控指标确定研究——以民勤盆地为例

地下水是西北内陆河流域干旱半干旱地区重要的供水水源、生态因子和环境因子。当前缺乏针对西北干旱半干旱地区特点的地下水水量和水位双控管理指标确定方法研究,无法为西北地区开展流域水资源管理生态保护提供技术支撑。本研究基于地下水可持续利用和生态保护的原则,提出了一套确定西北地区地下水水量-水位双控指标的技术方案。采用“以位定量”的思路,依据指标监测井代表的不同地下水功能区的地下水管理水位,确定水位指标区间值;将通过天然植被排泄的地下水量作为不可袭夺的排泄项,以数值模拟方法预报求解满足水位指标约束的地下水开采量,计算水量指标区间值。以民勤盆地为研究区开展示例研究,依据技术方案计算得到水位指标的下限阈值为埋深5.00～49.37 m,上限阈值为埋深0.00～5.00 m,水量指标上限为6 000×104 m3/a,下限为10 000×104 m3/a。采用2012—2016年区内实际开采量和监测水位变化趋势进行验证,当开采量在水量指标区间内运行时,水位也基本在水位指标区间内变化。该技术方法可以为西北地区开展双控管理提供一定的技术支撑。     

地下水水位及水温在查明矿区岩溶水补给条件中的应用——以福建马坑铁矿为例

综合利用马坑矿区积累的水位、水温资料,结合前期对矿区水文地质条件的认识,查明了矿区岩溶水在疏干条件下的补给的变化特征。矿区岩溶含水层以石炭系船山组至二叠系栖霞组灰岩为主,大气降水为其主要补给来源。矿区开采过程中由于矿山采石场开采灰岩造成的溶洞出露地表、采空塌陷裂隙、第四系扰动及沟谷堵塞等使大气降水入渗补给量增大;断层破碎带使分布于灰岩含水层上部的二叠系文笔山组泥质砂岩地层具有了良好的含水性及导水性,致使其上部加福组砂岩裂隙水通过小娘坑断层及F3断层等破碎带补给岩溶水;溪马河河水沿河床与F1断层交汇段渗漏补给岩溶水;深部花岗岩低温热水也沿F1及F10断层破碎带进入矿坑。      

基于贝叶斯网络的地下水环境系统决策管理研究

应用贝叶斯网络解决地下水环境管理中具有不确定性的多目标决策问题,通过对决策变量氮肥施用量以及灌溉模式的调控,减少水中的硝酸盐含量,达到既能有效改善水环境又不至使农民经济利益受到损害的目标。通过分析具体的地下水环境管理系统中变量间的相互关系,构建描述变量间不确定性关系的贝叶斯网络模型,其中包括表示其依赖关系的有向无环图和表示其具体概率依赖程度的条件概率表。并在多个水环境管理目标均达到最优的前提下进行概率推理,得到决策变量氮肥施用量以及灌溉模式取不同值时目标变量的概率分布情况。最终确定出能使所有目标均达到最优的合理的水环境管理决策:(1)使用喷灌,将氮肥施用量控制在0.01~0.03 kg/m2;(2)使用漫灌,将氮肥施用量控制在0.01~0.02 kg/m2。