中牟县浅层地下水资源评价

在分析中牟县水文地质条件的基础上,采用均衡原理对中牟县浅层地下水资源及可开采资源进行定量评价。评价结果表明中牟县地下水多年平均补给资源量为19927.89×104m3/a、多年平均排泄量21984.70×104m3/a,地下水处于负均衡状态,主要原因为开采量过大和补给不足所致。     

江苏姜堰孔隙承压地下水资源评价三维数值模拟

通过建立符合该地区承压地下水赋存条件和渗流特征的地下水三维数值模型,并在模型识别、验证的基础上,根据各承压含水层的水位控制要求,调整现有地下水的开采布局,以乡镇为单位,确定出各含水层的地下水可开采资源量及最优开采布局,并预测2011—2020年底逐年地下水水位动态变化情况。     

以控制地面沉降为约束的地下水资源评价--以上海地区为例

以上海市区第V承压含水层(埋深约350m)以上的整个第四系松散沉积层为研究体,将上海地下水系统作为一个完整且不可分割的系统来研究.由于开采地下水资源引起地下水系统内部物质能量变化,因而产生一系列的环境地质问题(如地面沉降、地下水位下降、资源开采条件恶化等).根据研究区地下水系统特征和已有的研究程度,在技术方法和途径上,着重研究上海地区第四系含水层结构、水文地质工程地质条件,建立水文地质工程地质概念模型;在此基础上建立以地下水资源开采量最大、水位降幅及地面沉降较小、社会经济效益较好为目标的地下水拟三维渗流一维地面沉降的评价与管理模型,并为我国大中城市(特别是在诸如开采地下水引起的地面沉降问题的地区)的地下水资源评价与管理提供可借鉴的经验和方法.     

地下水资源与江苏地面沉降研究

介绍了当前国内外水资源研究的发展趋势（研究特点、总的趋势）。强调要从整体、系统的观点出发，把资源与环境作为一个整体系统来研究。不仅研究资源、环境的自然属性，还加强其社会属性的研究，关注人类活动对自然生态系统的影响机制。其次，介绍了水资源研究的前沿领域。从江苏地面沉降现状出发，分析当前研究特点、存在问题，提出了相应的长江三角洲地面沉降研究建议。     

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。     

复合含水层系统地下水资源评价三维数值模型

江苏省盐城市地下含水系统为一复合含水层系统,采用真三维模型,将其概化为三度空间上的非均质各向异性.在对模型进行识别、验证的基础上,结合对地面沉降、咸水入侵等地质环境控制的要求,规划、预测了到2020年12月底,第Ⅱ承压含水层、第Ⅲ承压含水层和第Ⅳ承压含水层中的最低地下水位分别恢复到-20 m、-30 m和-40 m时,各含水层中地下水的开采量及地下水的最优开采布局,并预测了未来各含水层地下水位降落漏斗趋于稳定的地下水开采量.     

模型技术在盐城市地下水资源评价规划中的应用

采用数值模拟方法，利用模型的反馈、调节机制，在再现盐城市地下水系统结构和功能的基础上，结合对地质环境控制的要求，规划、预测了到2020年12月底，第Ⅱ、第Ⅲ和第Ⅳ承压含水层中的最低地下水位分别恢复到-20m、-30m和-40m时，各含水层中地下水的开采量及地下水的最优开采布局。     

基于地面沉降控制的区域性松散沉积层地下水可采资源规划评价

为了满足区域性松散沉积层地区地面沉降的防控要求,规划评价地下水的可采资源量,根据渗流理论和土力学理论,建立了地下水三维非稳定渗流与地面沉降耦合数学模型,并考虑了含水层孔隙度、渗透系数、储水率随含水层发生固结沉降的变化特征。采用三维有限元数值分析方法,以江苏省南通市地下水开采为例,基于地面沉降的控制要求,规划评价出了各乡镇各含水层的地下水可采资源量。结果表明：地下水开采布局科学规划后,总的可采资源量为17 870.56×10⁴ m³/a,较现状开采量10 902.32×10⁴ m³/a有较大幅度的增加。地下水三维变参数非稳定流与地面沉降耦合模型可以更加精确地刻画三维水文地质体的特征,更加符合实际情况。     

江苏松散沉积层地区地下水资源评价模型发展趋势

江苏松散沉积层厚度大、结构复杂、容易发生固结压缩,地下水可采资源量评价具有较大的不确定性,容易造成重复或缺失,地下水的过量开采又容易引发地面沉降地质灾害。针对以上问题,提出了地下水资源评价的地下水渗流三维数学模型及其地下水渗流与地面沉降耦合模型。地下水渗流三维数学模型可以将整个松散沉积层作为一个统一的水文地质体进行计算,对不同水力性质的含水层同时进行刻画描述,克服了以往二维或准三维模型将各含水层之间的粘性土层概化为越流层给评价结果带来的重复或缺失。地下水渗流与地面沉降耦合模型可以结合地面沉降环境控制,评价出地下水的可采资源量,尤其是以比奥固结理论为基础,考虑了土体的非线性特征及土的渗透性随应力状态的动态变化的全耦合模型,使评价结果更趋科学、合理。     

江阴南部地区建筑荷载和地下水开采与 地面沉降耦合研究

针对江阴南部地面沉降问题,结合地下水开发利用现状和城市建设规划,根据比奥固结理论,引入黏性土流变理论,将土体本构关系拓展至黏弹塑性,并考虑土体的土力学参数和水力学参数随应力场的动态变化,建立江阴南部地区建筑荷载、地下水开采与地面沉降三维全耦合数值模型,分别模拟预测了江阴南部地区2015年12月31日至2030年12月31日建筑荷载、地下水开采单独作用及二者叠加作用三种情况下地面沉降发展趋势。模拟结果显示,建筑荷载为引起江阴南部地区地面沉降的主因,其次是地下水开采,二者的主压缩层分别为第Ⅰ黏性土弱含水层和第Ⅱ黏性土弱含水层,分别占总压缩量的42.94%和62.60%;建筑荷载和地下水开采叠加作用下引发的地面沉降具有耦合效应,二者叠加量小于单独作用引发量的线性叠加。     

锡西—澄南典型地面沉降区地面沉降风险评价

选择长三角苏锡常地面沉降最为典型地段—无锡西部至江阴南部地区,系统分析了地面沉降现状及成因机理,建立了地面沉降风险评价指标体系。结合该区实际对体系中的评价指标进行了优选,依据地面沉降分层标监测数据、各评价指标要素对地面沉降灾害的贡献率分别对地面沉降易发性和易损性指标权重进行了修正。在地面沉降易发性、易损性评价基础上,利用GIS进行了地面沉降风险评价,根据评价结果提出了地面沉降风险控制规划建议。     

Application of grey numerical model to groundwater resource evaluation

Based on interval grey number theory, a grey numerical model was developed to simulate groundwater flow in two-dimensional porous-medium aquifer. The solution method proposed in this paper ensures the integrity and validity of the grey data transportation in the calculation processes. Because most of the parameters characterizing groundwater flow are of grey nature, a grey model can better describe the groundwater flow than the traditional white model. The method was applied to evaluate the sustainable groundwater resource in a groundwater basin of north China. The results from the case study help develop the most appropriate approaches to utilize the water resources in the area.     

土体自重固结压缩对地面沉降影响研究

以南通市为例,建立了土体自重固结压缩、地下水开采与地面沉降三维全耦合模型.在对模型进行识别、验证的基础上,模拟预测了南通市在地下水停止开采,仅在土体自重固结压缩影响下,自2010年12月31日-2025年12月31日各含水层组地下水流场变化和地面沉降的发展趋势.结果表明,在此期间,南通市由土体自重固结压缩引起的最大地面沉降量为2.42 mm,最大地面沉降速率为0.16 mm/a,土体白重固结压缩对南通市地面沉降的影响极为有限.     

Earth fissures triggered by groundwater withdrawal and coupled by geological structures in Jiangsu Province,China

Earth fissures in Jiangsu Province, China have caused serious damages to properties, farmlands, and infrastructures and adversely affected the local or regional economic development. Under the geological and environmental background in Jiangsu Province, this paper presents the earth fissures caused by excessive groundwater withdrawal and coupled by distinctive geological structures such as Ancient Yellow River Fault in Xuzhou karst area, and Ancient Yangtze River Course and bedrock hills in Suzhou, Wuxi, and Changzhou area. Although all the earth fissures are triggered by groundwater exploitation, the characteristics are strongly affected by the specific geological and hydrogeological settings. In particular, in the water-thirsty Xuzhou city, the cone of depression caused by groundwater extraction enlarged nearly 20 times and the piezometric head of groundwater declined 17 m over a decade. As groundwater is extracted from the shallowly buried karst strata in the Ancient Yellow River Fault zone, the development of earth fissures is highly associated with the development of karstic cavities and sinkholes and their distribution is controlled by the Ancient Yellow River Fault with all the 17 sinkholes on the fault. On the other hand, in the rapidly developing Southern Jiangsu Province, groundwater is mainly pumped from the second confined aquifer in the Quaternary, which is distributed neither homogeneously nor isotropically. The second confined aquifer comprises more than 50 m thick sand over the Ancient Yangtze River Course, but this layer may completely miss on the riverbank and bedrock hills. With a typical drawdown rate of 4–6 m per annum, the piezometric head of groundwater in the second confined aquifer has declined 76 m at Maocunyuan since 1970s and 40 m at Changjing since mid-1980s, and a large land subsidence, e.g., 1,100 mm at Maocunyuan, is triggered. Coupled with the dramatic change of the bedrock topography that was revealed through traditional geological drilling and modern seismic reflection methods, the geological-structure-controlled differential settlement and earth fissures are phenomenal in this area.     

基于GIS的地下水资源潜力评价

地下水资源潜力是进行地下水资源开发利用规划的重要依据。本文以地下水资源空间数据库为基础,采用地下水资源模数指标,利用GIS空间分析方法,设计并开发了地下水资源潜力评价模型软件。该软件可根据评价指标域值,生成地下水资源潜力分区图。通过黄河下游浅层地下水资源潜力评价的应用表明,本软件可辅助专业人员进行地下水资源潜力分析评价。      

苏锡常地区地面沉降风险评价管理模型研究初探

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制约因素,如何从收益、成本、风险三个方面为决策者提供制定地面沉降相关防治措施的综合支持,实现灾害防治从被动应对向主动防御转变,是地面沉降防治研究领域的新课题。在综合考虑苏锡常地区技术、经济、人类活动等因素基础上,从地面沉降总体风险和地区差异水平出发,提出构建地面沉降风险评价模型及决策支持系统的初步研究思路和方法,为实现地面沉降防治的科学化决策管理进行了探索。