嘉兴市深层地下水开采与地面沉降的分析

嘉兴市城乡用水量逐年增加,废、污水排放量不断增大,地面水体污染严重,供水水源矛盾日益突出.由于缺乏严格管理,对深层地下水进行掠夺性开采,使深层地下水位大幅度下降,导致地面严重沉降,这种人为的地质灾害已使嘉兴市和一些临近地区生态平衡遭到破坏,也必将会影响嘉兴市经济建设和市民正常生活.从深层地下水开采的角度分析嘉兴市日益严重的地面沉降问题,并提出治理对策.     

苏州市过量开采地下水导致的地面沉降问题

地面沉降是一种缓变型地质灾害，为沿海平原城市常见的地质灾害。我国3大地面沉降区之一的苏锡常地区当前面临的最大地质灾害问题便是地面沉降问题，该地区地面沉降主要是由于抽取地下水造成的。选取苏州地区，简要概括该区的地面沉降地质背景、发展历史及其地面沉降机理和特点，提出了地面沉降的防治对策。     

黑龙港平原区地面沉降机理分析及预防对策

在邢台市黑龙港平原区,由于大量超采地下水,引起地面沉降、含水层疏干等一系列地质环境问题.通过对该区水文地质特征分析,根据质量守恒原理,用观测的水位资料和区域地质参数,分析地面沉降发展,并计算沉降量等.最后分析地面沉降的危害及预防措施,为该区地下水管理和研究、制定合理的地下水开发利用规划提供了科学依据.     

暴雨作用下基岩软化对边坡稳定影响的研究

本文针对暴雨情况下的边坡稳定问题,采用有限元强度折减法,结合边坡工程实例,考虑边坡岩体的非均质、不连续介质特征,以及岩体应力应变变化过程特性,对边坡敏感薄弱部位分正常工况与暴雨工况两种情况分别进行安全失稳分析.结果表明,边坡安全稳定问题主要是在暴雨作用下,滑块的结构层面基岩出现饱和水软化现象,其物理力学性能和强度有可能大幅度降低,进而导致边坡失稳.     

天津市地面沉降及其对行洪河道的影响

地面沉降已经成为目前天津市主要地质灾害,严重的地面沉降使堤防等防洪工程设施也同步下沉,区域性的不均匀沉降形成的倒坡及其加剧的淤积等问题也大幅度降低了工程的防洪、防潮标准,从而形成了某些防洪、防潮的险工险段,削弱了防灾整体功能.在分析地面沉降对堤防及闸门标高产生相应影响的基础上,进一步研究了地面沉降对河道行洪能力所造成的一系列后果.     

地面沉降对水利设施影响的典型调查与分析

苏锡常地区经济高速发展和城镇化规模的扩大,普遍开采取用地下水。80年代开始,全区出现地下水超采。1990年以后,问题更加突出,并形成了以苏锡常3市为中心的大型水位降落漏斗,面积达5483平方公里。地下水超采不仅使地下水资源日趋枯竭,产生地面沉降,导致地裂缝、地面塌陷等地质灾害发生,也使苏锡常地区的防洪标准降低,甚至破坏水利设施。为掌握地面沉降的程度和对水利设施的影响,水利系统组织了一些典型调查,现对部分典型调查进行综合与分析。     

沧州市地下水开采与地面沉降地裂缝模拟预测

为进一步提高地下水开采诱发地面变形模拟的准确性,以比奥固结理论为基础,结合土体非线性流变理论,将比奥固结理论中的本构关系推广到黏弹塑性,并考虑孔隙度、渗透系数、土体的变形参数随有效应力的动态变化关系,建立了地下水开采与地面沉降三维全耦合数学模型,并应用伽辽金有限单元法对模型进行求解,模拟了河北省沧州市地下水开采引起的地下水渗流场、地面沉降、地裂缝发生发展趋势。结果表明:抽水引起地下水位降落漏斗和地面沉降的同时,将导致土体发生总体指向地下水位降落漏斗中心的水平位移,水平位移较大的地区集中分布在地面沉降漏斗的边缘,是地裂缝的高发区。     

地面沉降对永定河中下游防洪安全影响分析

地面沉降是我国平原地区的重要地质灾害之一,严重的地面沉降使堤防、闸等防洪工程设施同步下沉。永定河流域地面沉降主要分布在中下游地区,该地区的地面沉降降低了永定河流域防洪工程的防洪、防潮标准,削弱了防灾功能,直接影响天津市和河北省广大地区的防洪安全。为分析地面沉降对永定河系行洪安全影响,本文通过对不同时期测量基准点资料及地形图资料进行比对,分析永定河中下游地区沉降趋势,并采用一、二维嵌套的非恒定流洪水演进数学模型,对永定河泛区行洪能力进行复核。     

沧州市地下水开采-地面沉降数值模拟

以沧州市地下水开采引起的地面沉降为例,在分析研究区地质和水文地质条件的基础上,得到研究区地下水开采与地面沉降地质概化模型,建立地下水三维渗流和土体垂向一维变形耦合数值模型,在完成模型识别验证的基础上,预测了现状开采条件下从2010年末到2025年末地下水流场的变化特征和地面沉降的变化趋势。结果表明,到2025年底,整个沧州市范围内累计地面沉降量最大值为475 mm,最小值为270 mm。     

北京地面沉降与地下水开采时空演变对比

区域地面沉降是世界上很多城市都要面对的一种"城市病"。地下水过量开采是这一问题最普遍的原因,北京也因此出现了严重的地面沉降问题。为了全面认识地下水开采格局变化下的地面沉降发育分布的新特点,推动实现《北京地面沉降防治规划(2013-2020年)》中的"控沉目标",对北京市从解放初期至今60多年间的地下水开采和地面沉降演变进行了时间和空间上的定性定量对比分析。结果表明:地面沉降的形成发展阶段与地下水开发利用阶段高度吻合;地面沉降中心区与地下水位降落漏斗区的时空变化高度相关;随着地下水开采深度整体上向地表以下更深层发展,主沉降层逐渐向深部(100m以下)地层转移,为地面沉降防控决策制定提供了依据。     

地面沉降与地下水开采相关关系及沉降预测

对天津市中心城区、塘沽区、汉沽区和大港区1980年-2013年的地下水开采量、地面沉降量进行数据统计分析,建立了各区域的累计地面沉降量和累计地下水开采量的线性相关关系模型,验证结果表明,此相关性模型模拟累计地面沉降量时误差较小。根据实际情况,设计三种地下水开采方案,利用该模型对2014年-2020年各区域的地面沉降量进行了预测,发现方案3为最优地下水开采方案,较方案1年沉降量和累计沉降量降低比率分别为68.29%和5.47%,较方案2年沉降量和累计沉降量降低比率分别为65.65%和4.97%。在南水北调天津输水工程通水后,采用方案3将会大幅减缓天津市地面沉降速率,有效遏制地面沉降的发展。     

加强地下水管理控制地面沉降

地下水的不合理开采是我国地面沉降的主要诱因。按照科学规划、综合治理，突出重点、全面推进，合理配置、加强调控，总量控制、计划开采的地下水管理总体思路，从加强地下水开发利用与保护的政策法规建设，加大超采区治理力度、全面推进地下水保护行动计划，完善地下水凿井工程建设监理管理，建立和完善地下水动态监测网络和管理信息系统四个方面做好加强地下水管理，控制地面沉降。     

地下水人工回灌和停采对地面沉降控制的影响分析

地面沉降是全世界主要的工程地质灾害之一,而地下水超采是造成地面沉降的主要原因之一。为研究地下水人工回灌和停采对北京平原地面沉降的影响,采用三维地下水模型和情景设计法,设计3个情景(保持现状、人工回灌和地下水停采)对北京平原区域及沉降中心的沉降速率进行模拟。结果表明:保持现状、人工回灌和地下水停采等情景下北京平原在2015、2020和2030年的区域地面沉降分别为24 mm/a左右、12. 7～23. 2 mm/a及12. 4～23. 7mm/a,沉降中心地面沉降分别为39. 30～158. 62 mm/a、21. 09～165. 83 mm/a及16. 5～162. 95 mm/a;人工回灌和地下水停采对研究区地下水水位和含水层储存量的恢复以及地面沉降的控制有显著的促进作用,但地下水停采的效果要优于人工回灌的效果;只有综合考虑社会经济发展和地面沉降控制,才能既控制地面沉降的恶化,又保证北京平原社会的可持续发展。     

太原市利用污水回用防治地面沉降的探索

介绍了地面沉降的危害,提出了污水经过处理后用于防治地面沉降的新思路,主要包括两种方法:一是将处理后的污水回灌地下补给地下水;二是用处理后的污水回用代替部分自来水,减少地下水的开采量,以控制地面沉降.     

Influences of soil hydraulic and mechanical parameters on land subsidence and ground fissures caused bygroundwater exploitation简

In order to study the influences of hydraulic and mechanical parameters on land subsidence and ground fissure caused by groundwater exploitation,based on the Biot’s consolidation theory and combined with the nonlinear rheological theory of soil,the constitutive relation in Biot’s consolidation theory is extended to include the viscoelastic plasticity,and the dynamic relationship among the porosity,the hydraulic conductivity,the parameters of soil deformation and effective stress is also considered,a threedimensional full coupling mathematical model is established and applied to the study of land subsidence and ground fissures of Cangzhou in Hebei Province,through the analysis of parameter sensitivity,the influences of soil hydraulic and mechanical parameters on land subsidence and ground fissure are revealed.It is shown that the elastic modulus E,the Poisson ratio v,the specific yield u and the soil cohesion c have a great influence on the land subsidence and the ground fissures.In addition,the vertical hydraulic conductivity z k and the horizontal hydraulic conductivity s k also have a great influence on the land subsidence and the ground fissures.     

太原市地面沉降数值模拟

建立了太原市地面沉降模型,并应用该模型对太原市的地面沉降进行模拟分析。结果表明:①太原市地下水开采降落漏斗区即为地面沉降严重区;②从1989—2008年间沉降区域急速扩张,0.5 m沉降等值线已经把吴家堡、下元、万柏林3个严重沉降区连成一片;③吴家堡沉降区域有向东南方向扩展的趋势,到2008年小店区(太原市重要水源地)沉降量也达到0.5 m以上;④非弹性储水因子对模型计算结果的影响要远远大于弹性储水因子。     

Regional management modeling of a complex groundwater system for land subsidence control

The three-dimensional groundwater flow model MODFLOW and the one-dimensional consolidation model are coupled and calibrated to simulate the piezometric levels and land subsidence in the complex multi-aquifer system of the lower Central Plain of Thailand. The mathematical models are calibrated against historical data for the period 1955–1990 by considerably updating the system conditions used by previous studies. The aquifer system responses to different pumping schemes are then predicted for the period 1991–2010. The modeling procedure is carried out in close consultation with the Department of Mineral Resources (DMR), Royal Thai Government. The conclusions of the study will allow the DMR to develop and implement updated groundwater management policies, land subsidence control strategies and action programs in the Bangkok Metropolitan Area.     

北京典型地区分层地面沉降与 地下水位变化关系

北京市长期过量开采地下水造成地下水位持续下降,从而引发地面沉降快速发展。利用北京天竺地面沉降监测站长时间序列下分层地面沉降及对应含水层组地下水位监测数据,建立了二者间的多元回归模型,并用实际监测数据验证了该模型的预测效果,据此确定了天竺站的主要沉降贡献层及对沉降影响最大的含水层主控层位。研究成果可为合理调整地下水开采层位以及开展地面沉降防控工作提供科学依据。