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。     

南水进京对北京地面沉降的影响及趋势分析

根据北京平原区地面沉降监测数据,重点分析了南水进京后各主要沉降区域地面沉降的发展变化,并结合一定时期内北京市地下水与南水的水资源配置方式和地区经济发展状况,预测了各主要沉降区地面沉降的发展趋势:城六区的朝阳区、海淀区西小营一带沉降速率持续减小,并渐至稳定;通州新城区地面沉降向东扩张和较高速发展的势头近期内难以控制;南部大兴区榆垡—礼贤和北部顺义区天竺—后沙峪—南法信一带的沉降区进入相对稳定发展期,沉降速率缓慢减小,沉降的空间扩张趋于稳定;昌平区沙河—八仙庄沉降区地面沉降速率难以控制在较低水平。     

上海地下水流场变化及对地面沉降发展的影响

地下水开采导致水位下降是含水层系统流场变化的关键,也是地面沉降形成与发展的重要因素。上海目前深部含水层开采日趋集中地下水位持续降低、浅部含水层大规模工程降水以及邻省地下水开采等,使地下水渗流场出现新的变化,并对地面沉降控制造成不利影响。切实加强地下水系统管理,严格控制地下水位,是深化地面沉降防治的重要环节。     

区域地下水开采与地面沉降控制三维全耦合数值模拟

针对第四纪松散沉积层中地下水开采所引起的地面沉降问题,以比奥固结理论为基础,考虑到土体的非线性特征及土体的渗透性随应力状态的动态变化,引入邓肯-张非线性模型和渗透率动态模型,将地下水渗流场和土体应力场耦合起来,并以江阴市浅层地下水开采为例,建立了浅层地下水开采与地面沉降三维全耦合数值模型.在对模型进行校正、识别的基础上,以第Ⅰ承压含水层未来10年内地下水位埋深不低于含水层顶板埋深一半,地面沉降量不超过50 mm为约束条件,预测了江阴市各镇的地下水可采资源量以及地面沉降量.实践表明,该模型不仅稳定性好,且收敛速度快.     

上海地下水流场变化及对地面沉降发展的影响

针对近年来上海地下水采灌格局新的变化态势,利用地下水位与地层变形的实测数据,分析了地下水渗流场变化及对地面沉降发展的影响.结果表明:开采地下水直接影响地下水流场分布;埋深170～300 m的深部含水层集中开采导致的地下水位持续下降以及地表下至75 m范围内的浅部含水层的工程降水和建筑荷载,是目前上海地面沉降的两大制约因素;深部含水层地下水开采量已超过总采量的80%,其地层压缩量占地面沉降比例超过50%,75 m以浅地层的固结压缩则占近30%.提出了地下水资源开发管理和地面沉降系统调控的对策与措施,有助于减弱地面沉降及其社会危害.     

天津市控制地面沉降工作最新进展

近年来,天津市整体地面沉降量逐渐减小并趋于稳定,但局部地区沉降量长期僵持不下,甚至有增加的趋势。针对控制地面沉降面临的新形势,天津市在多个重点沉降区建设分层标监测各含水组的沉降规律,对基坑开挖疏干排水引发的地面沉降和地下水人工回灌技术进行专项研究。在管理方面,新增了深基坑建设项目进行水资源论证,并要求将地面沉降防治措施报水行政主管部门备案。在"十三五"期间,天津市将在武清、津南、北辰和静海4区建设4个分层标组,在武清、北辰和西青3区交界处增加地下水位监测井,初步建立了全方位的立体沉降监测网络,同时编制天津市微承压含水层地下水回灌技术规范。目前所有工作正稳步展开。     

南水进京后典型区域地下水与地面沉降新动态

将地下水超采严重但受南水回灌影响的潮白河地下水库中心区、地面沉降发育但目前已实施地下水压限采行动的顺义天竺和朝阳王四营3个典型地区作为研究对象,定量分析了南水北调进京后典型地区地下水位和地面沉降的动态变化,在此基础上初步分析了南水进京后不同地区产生不同地质环境效应的内在机制。结果表明:潮白河地下水库中心区对南水回灌的响应快,回灌期内中心区地下水位上升快,但停止回灌补给后其水位下降,目前仍是地下水降落漏斗中心区;顺义天竺沉降敏感区,2015年、2016年潜水水位未呈现明显下降趋势,各层承压水水位平均下降幅度约1 m,地面沉降速率减小为34 mm/a;朝阳王四营地区潜水水位2006—2016年总体保持在同一水平,各层承压水水位2015年、2016年仍呈下降趋势,其中浅层承压水水位变幅小于0.5 m,深层承压水水位变幅约为1.0 m,该地区地面沉降发展速率由64 mm(2014年)减小为55 mm(2016年)。     

吴江市地面沉降与开采地下水关系的研究

对吴江市地面沉降与开采地下水关系的研究表明 ,地面沉降量在时空分布上与地下水开采量基本一致 ,地面沉降速率与地下水位呈明显的相关性。地下水累计开采量与地面累计沉降量有较好的相关性。运用太沙基的有效应力原理及一维固结理论 ,对地面沉降极限量进行估算 ,提出了控制地面沉降的措施。     

抽取无压含水层地下水引起地面沉降的计算机模拟

在亚利桑那州中南部Ｐｉｃａｃｈｏ盆地的模型中应用了一种模拟承压和无压含水层的压缩与地面沉降的新方法。原模型是用承压含水层在恒定地静荷载条件下模拟压缩的方法建立与率定的。率定时通过改变单位弹性贮水系数和单位重力储水系数，得出的地面沉降量计算值与实测值进行比较。当新方法用原模型率定所得到的单位储水系数值进行计算时，模拟得出的地面沉降量是原方法的２／３。把单位储水系数值增加一倍可以使计算的面沉降量与实测 ...     

抽取无压含水层地下水引起地面沉降的计算机模拟

在亚利桑那州中南部Ｐｉｃａｃｈｏ盆地的模型中应用了一种模拟承压和无压含水层的压缩与地面沉降的新方法。原模型是用承压含水层在恒定地静荷载条件下模拟压缩的方法建立与率定的。率定时通过改变单位弹性贮水系数和单位重力储水系数，得出的地面沉降量计算值与实测值进行比较。当新方法用原模型率定所得到的单位储水系数值进行计算时，模拟得出的地面沉降量是原方法的２／３。把单位储水系数值增加一倍可以使计算的面沉降量与实测     

三江平原水资源开发利用程度变化与驱动因素

水资源开发利用程度评估与分析研究对于区域水利规划和水资源管理具有实践指导意义。三江平原作为国家商品粮生产基地,具有保障国家粮食安全的重要作用,同时,水资源开发利用问题与供需矛盾也日益凸显。为了定量研究三江平原水资源开发利用状况与态势,运用基于变异系数和相对熵改进的TOPSIS方法,对研究区水资源开发利用程度进行了综合评价,并对1984-2011年研究区水资源开发利用程度变化特征及驱动因素进行了分析。结果表明:2011年三江平原水资源开发利用程度处于中等水平,东北部地区较高,西南部地区较低;2001年是三江平原水资源开发利用程度变化的时间节点,2001-2011年十年间三江平原一半以上分区的水资源开发利用程度发展至中等水平;地下水资源开发利用和农业灌溉是三江平原及其大部分分区水资源开发利用程度变化的核心驱动因素,鹤岗市、双鸭山市和佳木斯市是推动研究区水资源开发利用程度演变的主要分区;相比2011年,2017年三江平原水资源开发利用程度和关键驱动因素无明显变化。研究结果可为三江平原水资源可持续利用提供参考和借鉴。     

华北地区地下水超采治理实践与思考

华北地区地下水超采问题由来已久,长期过量开采地下水给华北地区尤其是京津冀水资源安全带来重大威胁,开展地下水超采治理意义重大。针对华北地区严重的地下水超采问题,首先从水量、水位、影响范围等角度分析了地下水超采现状与形成的原因,剖析了地下水超采引发的资源枯竭、生态与地质环境损害等一系列突出问题,然后总结了近年来国家开展的南水北调受水区压采、河北地下水超采综合治理三年试点、河湖地下水回补等地下水超采治理相关的重大举措,梳理了各项举措采取的具体超采治理措施和目前取得的治理成效,介绍了下一步华北地区地下水超采治理的战略对策和主要措施,最后结合超采治理工作实践,分析了目前华北地区地下水超采治理中面临的若干突出问题,并提出了相关思考与对策建议,为今后地下水超采治理与管理提供参考。     

基于神经网络模型的全国用水量/ 四维0模拟

通过分析影响我国用水数据的因素, 模拟我国各地级行政区的用水量数据, 对于在全国开展用水情况评价、水 资源高效利用与管理、实现经济可持续发展有重要意义。以 2000- 2010 年全国地级行政区内土地利用分布、人口、 经济和用水量统计数据为基础, 采用两层前馈神经网络模型模拟用水量数据。研究结果表明, 土地利用分布、人口 和经济三类影响因素综合模拟用水量具有较高模拟精度。考虑到近年来经济技术、节水措施和用水效率不断提高 对用水量的影响, 而这种影响只体现在时间上, 提出了/ 四维0 用水量模拟理念, 即在模拟用水量时补充土地利用、人 口和经济的时间序列特征。结果分析表明,/ 四维0 模拟理念进一步提高了全国各地级行政区的用水量模拟精度。     

地下水水源地污染预警应用研究——以浑河冲洪积扇为例

地下水水源地污染预警是集中城镇供水的地下水资源保护和管理的重要依据。为了控制地下水污染,使地下水保护更具预见性和主动性,提出了基于水质现状和污染风险的地下水水源地污染预警思路。水质现状是预警基础,决定预警的起始状态;污染风险考虑了污染源载荷风险和污染危害性,反映人类活动对地下水的影响,决定区域污染状况的发展变化。以浑河冲洪积扇饮用水水源地为例,通过各因子的评价和叠加分析得到地下水水源地污染预警值,结果显示浑河冲洪积扇地区大部分水源地存在不同程度的污染警情。研究结果可为当地地下水水源地保护提供依据。     

地下水活动对采空区覆岩移动影响机理分析

目前在采煤覆岩移动研究方面较少考虑地下水活动的影响,但地下水流失也能引发显著的覆岩移动,且两者在某些区域可共同存在。通过分析采空区覆岩移动的基本形式及含水覆岩层内水通过裂隙时对覆岩的作用等,阐述了地下水活动对采空区覆岩移动的影响机理,认为一定条件下含水覆岩层内的水活动对采空区覆岩移动具有"帮助"作用,在其长时间作用下可引发更大范围、更大程度的覆岩移动变形或局部突发性塌陷。     

向家坝水电工程影响下区域土地利用及景观格局变化

为研究向家坝水电工程建设对周围区域土地利用和景观格局变化的影响,本研究采用面向对象分类方法对水电站建设前(2006)与建设后(2017)两个时期的研究区遥感影像进行土地利用和景观格局变化分析,并以2006年为基准年,采用CLUE-S模型对研究区2017年"自然发展状态"下土地利用进行模拟,与2017年实际情形进行对比分析。研究结果表明:(1)2006-2017年间,在水电站外部工程和社会发展的双重作用下,水体面积大幅度增加,裸地得到开发利用,建筑区扩张,林地和耕地减少较多;(2)相较于"自然发展状态",水电工程影响下的建筑区面积略有下降,园地/草地面积下降且与林地之间交叉分布增多;(3)相较于"自然发展状态",水电工程影响下研究区景观格局变化表现出不同的特点:景观水平上,自然发展对研究区整体的聚集作用减弱;类型水平上,研究区景观格局呈现出三种趋势:耕地与园地/草地呈增强趋势,建筑区与裸地呈延缓趋势,林地呈相反趋势。     

京津冀地区适水发展问题与战略对策

阐述了适水发展理论的产生背景、内涵及对象与任务。适水发展是依靠科技进步,开发利用广义水资源、提高用水效率,根据水资源条件转变用水模式、优化用水结构和水资源配置,拓展水资源开发利用新空间,实现水资源可持续利用。从适水发展的角度,系统分析了京津冀发展面临的严峻的水资源问题,主要有水资源极度短缺、用水压力大、生态持续恶化和非常规资源资源利用程度低等问题,严重制约京津冀协同与可持续发展。针对存在的主要问题,提出了京津冀走适水发展道路的战略对策,实行水资源开发利用的多方面战略性转变,重塑京津冀适水型产业体系,构建适水型现代工业,发展适水型现代农业,建设适水型城市,实现京津冀地区社会-经济-生态健康永续发展。     

粮食增产期黑龙江省农业水土资源 时空匹配格局研究

黑龙江省粮食总产量十二连增的同时,也给农业水土资源带来了诸多问题。为了客观地评价黑龙江省农业水土资源时空匹配情况,根据黑龙江省粮食增产期(2003-2015年)的水土资源利用状况,采用基尼系数和农业水土资源匹配系数分析了黑龙江省农业水土资源时空匹配变化情况。结果表明:(1)粮食增产期黑龙江省农业水土资源空间匹配差异较大,基尼系数在0.4475~0.4907之间,属于匹配较差范围;农业水土资源匹配系数均低于全国水平,且在时间上表现为匹配程度持续降低的态势。(2)空间差异上,黑龙江省中西部干旱区水土资源匹配程度较低,不宜继续开垦;三江平原地区粮食种植面积大,建议发展节水灌溉;北部和东南部地区水资源相对丰富,宜涵养水源,以实现可持续发展。     

涞源盆地地下水化学演化特征初步分析

为了研究涞源盆地地下水的水质形成过程及其主要控制因素,在野外水文地质调查的基础上,对该区地下水的化学特征进行了分析,并利用水文地球化学软件 PH REEQCC 对地下水化学演化进行了反向模拟。结果表明：团圆向斜、东沟-大宁断层和牌坊2冯村断层等地质构造影响着地下水流场;方解石、白云石是决定研究区地下水化学演化的主要矿物;地下水中的主要化学成分及其化学演化与含水层岩性在空间上呈现一致性;人类活动可能造成了局部地下水中 pH 值、三氮、硫酸根和氯离子等指标的异常。     

感潮河段交汇区水流特性数值模拟 --以宁波三江口为例

河流交汇为城市的发展提供了便利,对区域防洪、航运及河道演变影响重大。针对感潮河段交汇区域特有的非恒定往复流条件,以宁波三江口为例,运用Delft-3D建立二维水动力数学模型。基于实测水文和地形资料,引入四种评估参数对模型进行了率定与验证。重点分析了洪、枯两季涨、落急时刻,交汇区流速分布及水面形态等水流特性。结果表明:涨潮时,交汇区流场可类比分叉水流;落潮时,则为交汇水流;交汇区顶点及左支入汇侧下游存在两个低流速区,并可形成分离区;汇流区流速整体呈落潮大于涨潮的趋势,洪、枯季间最大流速相近。此外,涨、落急时刻典型特征断面水面呈单一横比降,且落急时刻比降明显大于涨急时刻;落急时,交汇口水面呈混合层附近高,两侧低的"马鞍形"分布。