上海陆家嘴地区回灌试验分析

地下水回灌试验表明地下水水位对地面沉降有直接的影响,当进行地下水回灌时,地下水位逐渐回升,地面产生回弹。地面沉降规律与地下水水位变化较为一致,水位回升越大,地面回弹也越大。地面沉降和回弹较地下水水位的变化有一定的滞后性。地下水水位的变化与所在点周围的地面沉降具有较好的时空对应关系。基坑降水设计可采取地表水回灌措施有效抑制地下工程施工过程中因工程降水引起地下水变化引起的地面沉降,基坑降水中选择坑内降水井抽出的地下水对坑外回灌井通过密闭管道在还原环境下实施回灌。     

城市工程建设中的地下水问题

城市工程建设中的地下水问题越来越受到关注。本文通过北京市的实际工程情况探讨了地下水影响城市工程建设的建筑设防水位取值、基坑施工降水对地面沉降的影响以及人类的工程活动对地下水资源和环境的影响三个问题。     

西安城市地下水动态研究

对西安城市水文地质条件和多年地下水动态特征进行了综合分析研究.指出了多年持续超采承压水,导致了承压水位大幅度下降,由此诱发的水质恶化、地面沉降、地裂缝和地下水资源枯竭等危害,并提出了防治措施.     

北京东部区域地下水位变化特征及其对地面沉降的影响研究

基于大量地下水位与地面沉降的历史监测数据,对北京东部地面沉降区第四系含水层多年的水位变化特征及其与地面沉降发展的相互关系进行分析。研究表明:1998年以来,研究区第3、4层地下水超采比较严重,是主要的地下水开采层,目前这两层地下水的降落漏斗都在管庄—通州一带;研究区地下水位变化、地下水开采强度的分布以及开采深度的变化都与地面沉降的发展具有较强相关性,地下水的开采是引起该区域地面沉降的重要原因;受地下水开采深度的影响,研究区的地面沉降在逐渐向深部发展,而且深部地层的压缩有逐渐增大的趋势。     

肯达尔非参数秩次相关检验法用于地面沉降的分析

地面沉降严重影响着城市的基础建设并制约着城市的经济发展,目前已普遍证实,过量开采地下水造成的地下水文地质力学平衡的破坏是导致地面沉降的最主要原因。采用肯达尔非参数秩次相关检验法对华北某市地下水水位及地面沉降的历史数据进行分析,并对两者的变化趋势进行了检验。结果表明,1990年—2004年该市沿海地区地下水中第Ⅰ～Ⅲ含水组的水位呈上升趋势,第Ⅳ、Ⅴ含水组的水位呈明显下降趋势,地面则无明显沉降趋势。统计结果与实际情况基本相符,说明该数据检验方法应用于对地下水水位变化及地面沉降趋势的分析是较为合理的。     

郑徐客运专线区域地面沉降的影响与应对措施分析

受地下水大面积开采或抽取影响,郑徐客运专线沿线地下水降低引起了严重的区域地面沉降问题,形成了多个以城镇为中心的大型降水漏斗。通过对沿线地层及含水层特点、地下水开采状况、地面沉降现状、开采地下水引起地下水渗流场变化等调研分析,依托Visual Modflow软件模拟地下水水位变化,分析地下水流场及降水漏斗范围,并通过建立地面沉降数学模型,来预测地下水水位下降引发地面沉降发展趋势。根据评估结果对沉降严重的重点地段建立了沉降监测系统,综合监测以及预测评估成果分析评价沿线区域地面沉降对工程的影响,并提出了相应防治对策和应对措施,供类似高铁勘察设计、施工、运营养护阶段决策应对参考。     

抽取地下水引起地面沉降的实用计算方法研究

基于一维固结理论,提出能够综合描述多种类型地下水在多层水水位变化情况下引起地面沉降的实用计算方法,在此基础上开发出用于分析计算大范围超采地下水引起地面沉降的计算程序,采用该程序对北京东部区域抽取地下水引起的地面沉降进行计算。通过与实测结果对比,验证了计算方法和程序的可靠性和合理性。     

控制地面沉降的对策

本文首先应用地层固结理论,分析地层的三种固结状态,提出临界水位的确定,即如果开采地下水后引起的地下水位沉降超过临界水位,就要引起地面沉降。然后根据已经制定的第二期控制地面沉降的计划(市区年平均沉降量15mm,年最大沉降量60mm)提出我市各区地下水开取方案。为了控制地面沉降,还提出地下水人工回灌以及开源与节流并举的方针。     

第四纪松散沉积层地下水疏降与地面沉降三维全耦合数值模拟

针对第四纪松散沉积层地下水疏降引起的地面沉降问题,以比奥固结理论为基础,考虑土体的非线性特征及土的渗透性随应力状态的动态变化,将地下水渗流场和土体应力场耦合起来,建立了地下水疏降与地面沉降变形的水土全耦合三维数学模型,并采用三维有限元数值分析方法,以上海市地铁四号线董家渡段隧道修复深基坑降水为例,模拟预测了基坑中心水位降至标高-23.4 m时基坑周围地下水渗流场与地面沉降变形场的分布特征。该模型稳定性好,收敛速度快,能模拟复杂三维地质体和整个基坑降水工程的结构,具有重要的工程实用价值。     

深基坑降水与回灌过程的数值模拟分析

武汉地区部分超深基坑基底已揭穿承压含水层,地下水势必对基坑开挖造成影响,必须对地下水进行有效控制。以武汉市妇女儿童医疗保健中心综合业务楼深基坑降水工程为例,对深基坑降水与回灌过程进行三维数值模拟,分析探讨了模拟的可行性及准确性,并研究了不同回灌方法的回灌效果、回灌对坑外水位变化及地面沉降的影响。结果表明：回灌对提高坑外水位有明显作用,且回灌量越大,水位恢复越多。采用坑外回灌可控制降水引起的地面沉降,且回灌量越多,能控制的沉降量也越大。     

宁波地铁3号线仇毕站基坑工程地下水控制数值分析

以宁波地铁3号线仇毕站为例,在概化水文地质概念模型的基础上,建立地下水三维非稳定流与地面沉降耦合数值模型。模型结合基坑抗突涌验算,模拟预测减压降水在满足安全要求前提下的坑外承压水位以及地面沉降量。结果表明:基坑南端头井承压水位控制在-7.74m以下、标准段承压水位控制在-6.92m以下、北端头井承压水位控制在-10.25m以下时,基坑西侧基沿街商铺地面沉降量约为16~19mm,东侧建筑群地面沉降量约为25~28mm。     

华北平原地下水资源功能衰退与可持续利用研究

相对20世纪50年代末至本世纪华北平原地下水总开采量由不足100×108m3/a增至211.98×108m3/a,超出地下水可利用资源量192.31×108m3/a。长期超量开采和不合理的开采布局,使地下水水位持续下降、含水层疏干体积不断增加,地下水位降落漏斗持续扩展,致使地下水的资源功能不断衰退,并产生地面沉降、地面塌陷、咸水入侵等环境地质问题。采取农业节水、工业调整开采强度布局、建立应急用水机制、地表水与地下水联合调蓄、本地劣质水资源化等综合举措,修复和涵养华北平原地下水系统势在必行。     

基于MODFLOW的地面沉降模型研究——以北京市区为例

本文首先采用相关分析的方法 ,探讨了地下水开采与地面沉降的关系 ,得出北京地面沉降主要是由于长期超采地下水所致的结论 ;而后运用Modflow软件 ,建立了基于分布参数的地下水流模型和地面沉降土水耦合模型 ,以北京 1995年开采水平为基础 ,预测了 2 0 0 5年、 2 0 10年研究区地面沉降分布范围。为今后开展地下水开采控制、建立地下水可持续开采模型提供了基础。     

北京市东郊地面沉降分析

建国50多年来，随着首都北京的建设规模不断扩大，工农业生产的迅猛发展，城市用水量的日益增多，再加上过去没有相应的水资源调配和管理机构，不合理地开采和利用地下水资源使地下水位长期持续下降，导致东郊工业区地面严重沉降。东郊地面沉降已成为北京市的主要公害之一，引起了有关部门的广泛关注和重视。用大量图表概述了东郊地区沉降的历史和现状，说明地面沉降产生的原因是过量开采地下水。     

虎林灌区地面沉降数值计算与分析

针对鸡西虎林灌区地下水开采过量引起地面沉降问题,以比奥固结理论为基础,结合土体的非线性流变理论,采用三维有限差分软件Processing Modflow,建立了地下水-地面沉降三维全耦合数值模型,运用参数修正后的模型对区域地下水位及地面沉降机理进行了分析及沉降预测。结果表明,整个应力期地面沉降与地下水位变化呈正相关,变化趋势同步性,土体只发生部分回弹变形,存在残余变形;渗透系数,孔隙比及泊松比与地面沉降变化呈正相关性,变化趋势相同,先减小后增大,而后趋于稳定;压缩系数与水位变化呈负相关,参数变化趋势滞后于水位变化;预测到2016~2025年地下水位与地面沉降速率逐步减缓,至2025年中心区地面年均沉降速率已基本上低于15mm/a。     

基于MODFLOW的地下水渗流与地面沉降耦合模型工程应用一例

随着我国基础建设的迅猛发展,特别是城市轨道交通工程大规模建设,出现了大量的深基坑工程,如果基坑开挖深度超过该区的地下水位则需要首先采取地下水的控制措施,工程降水是地下工程施工中常采用的地下水控制方法,大量抽取地下水必将导致地面沉降的发生,本文以天津站交通枢纽工程后广场工程为依托,以水文地质试验为基础,辅以孔隙水压力监测及变形监测,应用MODFLOW软件,建立基坑地下水渗流模型与地面沉降的数学耦合模型,并根据现场试验资料,反演识别了模型中的有关参数,对降水引起的水位变化进行模拟预测,对可能产生的地面沉降进行定量评估,以更好的指导基坑工程降水。     

淮北城镇地下水开采地面沉降InSAR监测研究

长期超量开采地下水是打破地下水循环平衡,导致地下水位快速下降,引发地面沉降灾害的重要因素。本文以淮北平原地区的临泉县为研究对象,采用SBAS-InSAR技术监测该地区2018年1月20日至2019年12月29日期间的地面沉降,获取了该地区空间连续的地面沉降场,分析了地下水开采对地面沉降时空特征分布的影响,研究了地面沉降与地下水之间的相关性。结果表明,监测期间临泉县城区各区域均发生了不同程度的地面沉降,最大沉降速率达56mm/yr,最大累计沉降量超过110mm。对该区域的研究分析发现,在沉降严重的区域周围有大量采水井分布,而无采水井分布的区域沉降情况则相对轻微,表明该地区地面沉降受地下水开采的影响较为显著。研究区域内的形变分布特征与影响因素分析可为地下水的合理开采与利用提供参考信息。     

地下水开采引起地面沉降的机理研究

过量开采地下水会造成地面沉降已经是不争的事实,但其发生发展的机理目前还缺乏深入研究,学术界的观点也不统一。本文基于多层地下水水头分布的理论,应用有效应力原理对此进行了详细的分析和研究,从理论层面揭示了地下水开采引起地面沉降的机理,并给出了预测地面沉降的计算方法。研究显示:潜水水位下降在引起有效应力增加的同时也会产生总应力的减小,因此在部分土层中发生固结沉降而另一部分地层中发生卸荷回弹;承压水水头降低只会在其含水层和上下两个隔水层中引起有效应力增加,并产生土层的固结沉降。     

深基坑深井降水引起地面沉降的研究

基于深基坑深井降水非稳定流的理论 ,分析了承压含水层水位降深及地面沉降与降水时间的关系 ,提出了深井降水工程的优化设计目标函数和基于安全水位控制、坑底抗突涌、避免基坑周边地面过大沉降及不均匀沉降的约束条件。对某深基坑深井降水工程进行了现场测试研究 ,深井降水引起地面沉降的计算结果与工程实测结果吻合较好     

基于MODFLOW对天津宁河县的地面沉降预测研究

文章根据研究区实际的水文地质及工程地质条件,对含水层和弱透水层进行概化,构建了水文地质概念模型和地层压缩模型,采用三维有限差分地下水流模型——MODFLOW及其携带的IBS程序包对该研究区各含水层组水位、地面沉降进行同步模拟,经过多次调参,选取了恰当的水文地质参数,建立了该区的准三维地下水流——一维地面沉降模型。以2008年的实际年均开采量为依据,对2015年的地面沉降趋势进行了预测,为今后开展地下水开采控制、建立地下水可持续开采模型提供了基础。