天津市汉沽区深层地下水演变研究

根据天津市汉沽区地下水历史资料,分析区域地下水开采量、水位埋深、地面沉降变化及它们之间的联系等。发现汉沽区地下水处于长期超采状态,地下水位也呈逐年下降趋势,地面不断下沉,地下水的过量开采是引起地面沉降和水位持续下降的主要原因。通过建立汉沽区地下水流-地面沉降模型,设定三个水平年地下水开采方案,预测未来地下水位埋深及地面沉降变化。预测表明,随着地下水开采量的消减,地下水位逐步上升,地面下沉趋势可得到遏制。     

台湾浊水溪冲积扇地表变形监测雷达干涉技术与资料融合方法

浊水溪冲积扇为台湾目前最严重的地层下陷区,已设置包括DInSAR、GPS、水准测量、磁环分层式监测井与地下水位井等多元监测系统。大范围监测地层下陷方法中的水准测量有取样性不足之缺点,而DInSAR也易受相位不相关与大气误差影响而致精度降低。本研究利用2006~2008年期间共20幅ENVISAT卫星影像,搭配PSI技术,有效降低DInSAR的误差影响,同时获得107.6像素/km2的取样密度,弥补了水准测量取样密度仅0.2个/km2的取样性不足,透过295个监测点交叉验证,PSI与水准测量的成果显示两者的均方根误差为0.6cm。本研究亦发展了资料融合方法,有效结合水准测量与PSI成果,实验结果显示融合后的成果更能精确展现下陷的范围与下陷中心的变化,同时该成果与水准测量之均方根误差降至0.4cm。     

Land subsidence caused by groundwater exploitation in Suzhou City,China

Suzhou City, located at the lower reaches of the Yangtze River in southeastern Jiangsu Province, is one of the few cities in China which suffer from severe ground settlement. A research project was carried out to investigate this problem. Geological and hydrogeological studies show that there is a multi-layered aquifer system with three distinct, soft mud layers of marine and lagoonal origins. An examination of historical records of groundwater extraction, water levels, and ground settlement shows that the ground subsidence is associated with the continuously increasing groundwater extraction in the deep, confined aquifer. It is believed that the consolidation of the soft mud layers, especially the third layer which is thick and close to the main pumped aquifer, contributes to the ground settlement. A three-dimensional finite difference numerical model representing the multi-layered aquifer system was developed to study the ground settlement in response to groundwater extraction. By calibrating the model with both the measured groundwater level and ground settlement, the aquifer parameters were estimated. The model outputs fit reasonably well with the observed results, which indicates that the numerical model can reproduce the dynamic processes of both groundwater flow and soil consolidation. The hydraulic conductivity of the third mud layer near the center of the ground settlement has been reduced by over 30% in the last 14 years. The gradual deterioration in the hydraulic conductivity of the mud may have significant adverse effect on the sustainable groundwater resource of the deep confined aquifer, since the recharge from the shallow aquifers through the mud layer is the only source of water to the deep aquifer. An analysis of the spatial distributions of groundwater drawdown and ground settlement shows that the area with maximum drawdown is not necessarily the area with maximum ground settlement due to the occurrence of the soft mud layer. A simple reallocation in pumping rates on the basis of the spatial distribution of the thick mud layer could significantly reduce the ground settlement. Electronic Publication     

集对分析及其在城市地面沉降研究中的应用

集对分析是处理本确定性问题的理论,认为在一系统中不确定性与确定性互相联系、影响、制约,并在一定条件下互相转化,用联系度及其数学表达式统一描述系统的各种不确定性,由此实现系统调控的辅助决策。本文应用集对分析理论与方法剖析了上海地面沉降问题,探讨了社会需求、资源状况、地质环境三者间的制约关系,并以此提出城市地面沉降系统调控的对策与途径。     

大同市区地下水开采与地裂缝形成的关系

大同市地下水开采的有关资料表明,自1981年以来大同市地下水开始超采,致使大同市地下水各降落漏斗已逐渐靠拢或合并,已经形成了一占据大同大半市区的降落漏斗。通过对大同市各地下水取水点超采量的变化、地面沉降的发生时间与相应位置、地裂缝产生的规律、地质构造的区域背景资料的详细对比与分析,说明了地下水严重超采是导致大同市地面沉降与地裂缝产生的直接诱因。     

苏州城市规划区Ⅱ承压水开采与地面沉降预防控制研究

在孔隙承压水开采与地面沉降的关系上存在2种观点。水、土应力平衡理论认为：只要开采承压水，就会引发应力失衡并导致地面沉降；而水、土动态平衡理论则认为：除非开采水压力至水、土应力平衡面以下，否则不会引发地面沉降。苏州城市规划区第Ⅱ承压水开采水位与地面沉降动态观测表明，在-33m处存在一个天然动态水、土应力平衡面。第Ⅱ承压含水层形成后，经上覆堆积物自重压力长期压缩作用，其水压力具较高的压强．这种天然状态下产生的弹性释放储存量可开采利用多少，取决于开采状态下水、土应力平衡时可消耗压力水柱高度中的水头值。因而地面沉降的根本原因是开采水位超过了-33m，突破了天然状态水、土应力平衡面水位。Ⅱ承压含水层在天然状态受上覆堆积物重力产生的高压强弹性释放储存量现象，可以帮助我们确立该地区孔隙Ⅱ承压水开采不产生地面沉降的临界水位(水、土应力平衡面)。这一点对承压水开采条件、可开采资源性质具有重大实际意义。同样可以应用于饱受地面沉降困扰的无锡、常州及周边地区，为地下水开发利用政策由单一的封井停采转为目标水位控制开采提供了科学依据。同时也为此政策在承压水动力学机制上找到了内在原因。     

板块运动对中国近海新生代盆地沉降及充填的控制作用

太平洋板块、印度板块和欧亚板块的演化对中国近海沉积盆地的沉降及充填具有控制作用。根据地幔对流及地壳拉伸特征可将中国近海沉积盆地沉降类型划分为被动、主动和组合热沉降型3种。不同沉降类型分别具有不同的盆地结构,其中被动热沉降型以断陷为主,主动热沉降型以坳陷为主,组合热沉降型则是两种盆地结构的叠加或侧加。中国近海北部板内沉积盆地沉降类型以被动热沉降为主,远离海洋,受海侵影响较小,以陆相沉积体系为主;中部板缘沉积盆地沉降类型为被动侧加主动热沉降,水体整体较浅,坡折及三角洲发育规模小;南部板缘沉积盆地沉降类型也为被动侧加主动热沉降,水体整体较深,坡折及三角洲发育规模大。     

蒙脱石脱水作用与地面沉降关系的研究展望

粘土矿物在地面沉降中的作用、粘土矿物的脱水作用对地面沉降的影响等日益成为评价和防治地质、工程、水文、环境等问题的关键,也一直是相关领域的研究难题而逐渐引起高度重视。本文回顾了蒙脱石层间水性质、层间水化膨胀和脱水收缩的影响因素,提出蒙脱石层间的固溶体特征,在总结蒙脱石脱水作用与地面沉降关系研究成果的基础上,提出了用蒙脱石脱水作用研究地面沉降的思路。最后讨论了用蒙脱石的脱水作用研究地面滞后沉降及沉降趋势预测的可能性。     

地基土沉降对复合地基影响的三维数值模拟

通过对复合地基在正常使用条件下和地基土沉降后的三维数值模拟,研究了复合地基由地下水位下降引起的地基土沉陷后的沉降、桩体摩阻力分布和桩身轴力分布的变化。分析表明：随着地基土沉降的增加,加固桩体和基础的沉降加大,中性点位置逐渐下降,桩身轴力有所增大;在加强桩中,中心桩的中性点最低,边桩次之,角桩最高;随着地基土沉降的增加,各桩中性点位置差异逐渐减小,桩体上部负摩阻力作用的桩身长度更长,负摩阻力值逐渐增大。     

深层地热水开采与地面沉降的关系研究

本文根据天津塘沽区深层地沉观测标观测到的地面沉降数据,分析了深层地下热水开采对地面沉降的影响比例.在分析地热水开采引起地面沉降机理的基础上,通过统计回归方法建立了深层孔隙型地热水开采量与地面沉降量的相关模型;提出了进行地热尾水回灌和建立深层沉降监测网以加强综合研究的防治对策.