天津地面沉降区地下水资源超采和涵养恢复阈值的讨论

天津市地面沉降属于典型的水资源短缺型地面沉降,发育范围广,沉降程度高,灾害损失大,有效防治天津市地面沉降的主要手段是严格控制地下水资源超采、涵养恢复地下水含水系统。从地下水流动系统和地面沉降的发育特点出发,综合分析讨论,认为天津沉降区整体上地下水已经超采,仅研究小区域地下水是否超采,存在“以小论大”的误区,宜以水文地质单元为单位来开展超采情况评价,地下水资源实现有效涵养恢复的阈值是要求地下水位恢复至地面沉降临界水位以上。     

地表水与地下水联合数值模拟系统在阜阳市水资源优化管理中的应用

在综合研究阜阳市水资源系统特征、地面沉降等环境地质问题的基础上,对研究区地表水系统与地下水系统进行概化,建立该市城市地表水和地下水联合数值模拟模型和优化管理模型.通过优化管理模型的运行和应用,确定了研究区水资源合理开发利用的规划方案.模型预测结果表明,应用该文所选的规划方案,不仅可使研究区地表水和地下水资源得到合理调度和优化开采,还可控制地面沉降的进一步发展.     

苏锡常地区地面沉降地质结构三维可视化模型虚拟现实系统研究

从苏锡常地区地面沉降研究实际需要出发,介绍了利用虚拟现实技术构建地面沉降地质结构三维可视化模型虚拟现实系统的设计思路、开发模式、实现方法和功能特点。该系统真实表达了研究区三维地层结构特征,逼真再现了地面沉降模型所预测的地下水流场、地面沉降发展变化过程,并虚拟表现出地面沉降可能造成的后果,为苏锡常地区地面沉降机理及预测研究提供了一个全新的三维可视化平台。     

中国沿海地区可持续发展战略与地面沉降系统防治

沿海地区为我国社会经济发展战略的中心，地面沉降和海平面上升已成为其实现可持续发展战略面临的重大环境问题。地面沉降由于区域性和不可逆性，其危害是永久的；并由此将派生一系列相关的地质灾害及环境、社会问题。地势低平、地质环境脆弱的沿海地区，地面沉降系统防治具有重大的战略意义。本文根据可持续发展理论，运用系统工程原理，对地面沉降进行了系统分析，全面提出了水资源管理和地面沉降系统防治的技术性对策和政策性意见。     

北京市地面沉降中心区综合防控体系构建研究

从地面沉降综合防控角度出发,借鉴国内外地面沉降综合防控实践经验,分析了目前北京市地面沉降防控遭遇的困境。在此基础上,阐述了构建北京市地面沉降中心区综合防控体系的重大意义、原则以及思路,并结合北京市地面沉降发育特点,给出了综合防控体系的具体范围。最后,从制定性措施(管长远)、管理性措施(管近期)和技术性措施(管创新)等三个维度进行具体防控工作部署,共同形成了地面沉降中心区综合防控体系。该体系以期为地面沉降差异性防控和水资源管理,提供决策依据和技术支持,有效缓解地面沉降快速发展的态势,为首都北京提供地质环境安全保障。     

苏南地区地面沉降概述

从苏南地区的地层结构特点出发,指出具有中等压缩的粘土和砂土互的地层结构是地面沉降的内因,而抽取地下水及地面荷载的增长是地面沉降的外因,分析几个地面沉降的力学机遇,并从岩土工程角度出发,阐述沉降机理,数学模型等当前地面沉降中亟需研究的问题。     

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。     

天津市地面沉降及地下水位监测自动化系统的设计与应用

地面沉降是天津市当前最为主要的环境地质问题之一,影响着各类城市基础设施的建设 和维护,不利于城市的快速发展.天津地面沉降研究结果业已表明地下水超采是导致沉降的主要原因,大范围、长时间监测地面沉降发展过程及地下水开采状况是进一步开展地面沉降机理分析、预测地面沉降趋势并采取合理防治措施地基础.本文将详细介绍天津市一项地面沉降和地下水位监测自动化系统的设计和应用情况,为我国地面沉降监测与防治工作摸索新方法.     

GIS在地下水研究中的应用进展综述

地理信息系统（GIS）的迅速发展,并在各行各业都有着广泛的应用,GIS在地下水中的应用是水资源管理应用中是一个研究重点。从地下水资源的管理和评价、水质预警和污染物分析、水源地保护中的应用、在水资源分析中嵌入模拟模型、地面沉降及地下水数值模拟的应用等方面,系统的介绍了GIS在地下水行业的应用现状,并对地理信息系统在地下水...     

区域地下水资源承载能力评价理论与方法研究

开展地下水资源承载能力评价,对于认识区域地下水资源禀赋和开发利用的空间分布状况、建立国家-省级资源环境承载能力监测预警机制、支撑面向国土空间规划的“双评价”研究等具有重要意义。目前,地下水资源承载能力的评价理论与方法仍处于探索之中,在实际工作中缺乏统一的依据。本文基于自然-社会经济系统的承载协调理论,定义了地下水资源承载能力的内涵。从地下水资源的数量、质量、生态属性出发,分别建立了承载本底、承载状态两个层次的区域地下水资源承载能力评价指标体系,确定了评价指标的分级标准和评价流程。以地下水可开采资源模数、地下水开采程度作为基础指标,来初步判断承载本底、承载状态等级,而后利用地下水背景质量等级对承载本底初步结果进行修正,根据区域实际情况选取地下水污染程度、地面沉降程度、海水入侵程度、土壤盐渍化程度等一项或多项指标作为承载状态的修正指标,对承载状态初步结果进行修正;综合承载本底、承载状态评价结果,确定区域地下水资源承载能力。应用此方法研究了京津冀地区的地下水资源承载能力,结果发现京津冀地区地下水资源承载能力水平整体偏弱,202个县级行政区中承载能力强的有18个,较强的有72个,中等的有19个,较弱的有36个,弱的有57个。承载能力强、较强的县级行政区几乎全部位于冀南丘陵山区、冀中山前冲积平原;承载能力弱、较弱的县级行政区主要分布在冀北山地丘陵区、冀东滨海冲积海积平原。京津冀地区地下水资源承载能力研究实例表明该方法具备可操作性,评价结果合理。     

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。     

开采条件下山东德州深层水资源组成及其与地面沉降的关系

针对德州长期过量开采深层水导致地下水位不断下降、地面沉降等环境地质问题,以深层地下水动态、地面沉降监测及其对应的粘性地层为主要研究对象,应用水文地球化学、地下水动力学和同位素技术方法,初步查明深层水主要形成于末次冰期盛期的大气降水补给;考虑地面沉降条件下,开采资源中20.6%的侧向径流补给和越流补给来自区域径流系统,反映深层地下水具有一定的更新能力;含水层弹性释水占17.5%,其中61.9%来自粘性土的压密释水,这是产生地面沉降的直接原因。     

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。     

古潜山热储开发对地面沉降的影响机制研究

古潜山是中国水热型地热的主要富集区,具有分布广、潜力大、开发利用条件好等特点,同时也是中国地面沉降相对严重的地区.廓清古潜山区地面沉降的影响机制是区域地下水资源以及地热资源的合理规划与开发利用的基础.本文从地面沉降的机理出发,以雄安新区为例,从第四系厚度、黏性土含量、水位变化、土体固结性、地下水的越流补给以及地下水开采...     

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。     

苏锡常地区深层地下水禁采后土层变形特征分析

为了控制苏锡常地区的地面沉降,2000年开始该区实行了深层地下水的禁采。基于近10年来监测数据,对比分析了禁采前后地质环境要素的变化规律,重点剖析禁采后地下水回升条件下的土层变形特征。数据分析结果显示,禁采以来,以主采层第Ⅱ承压含水层为代表的地下水位逐步回升,自2000年至2009年,40m埋深水位降落漏斗面积由近4000km2缩小至1200km2。地面沉降的发展速率也出现不同程度的减缓,至2008年,大于5mm/a 的沉降区面积已缩减到1200km2。研究区土层的变形特征表现出明显的差异性。苏州北部沿江地区和中部地区地面沉降出现了明显回弹,土层表现为弹性变形特征。而位于地下水位漏斗和沉降漏斗中心附近的土层表现出沉降的迟滞性,即使在禁采后水位回升的情况下土层仍表现为持续沉降或微沉。研究结果为后续区域地面沉降模型中土层沉降模型的合理选择提供依据。     

地下水资源科学管理与地面沉降系统控制——中国科学院院士薛禹群接受本刊专访

2010年12月23日,本刊编委、上海市地质调查研究院副总工程师李勤奋教授,本刊编委、上海市地质调查研究院副总工程师王寒梅高级工程师,本刊编辑部主任、上海市地质调查研究院总工程师办公室副主任龚士良教授,专程赴南京拜访了中国科学院院士、南京大学薛禹群教授,并围绕地下水资源管理与地面沉降控制作了专题访谈。     

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。     

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。