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《地球科学与环境学报》2015,(4)
地下水开采诱发的不良环境及地质问题日益凸显,其中地面沉降致灾问题已广受关注。华北平原山东区是若干地面沉降显著区之一,地下水开采是其主要诱发因素。针对地面沉降问题,以华北平原德州区为典型工程背景,采用水文地质工程地质与岩土力学相结合的方法,通过现场及室内试验,在获得研究区岩土力学参数的基础上,建立流固耦合数值模型,对研究区地面沉降的历史进行重演,对地面沉降的发展趋势进行预测。在获得研究区流场及地面沉降基本规律的基础上,提出减少地下水开采量、定期回灌地下水、调整开采井开采层位及开采井平面布局等工程措施进行地面沉降控制,并采用建立的数值模型从定量分析角度评价这些措施的效果。 相似文献
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煤层开采对所在矿区地下水系统有着重要影响。以往研究单煤层开采对地下水系统的影响较多，而对多煤层的影响研究甚少，特别对于我国西部缺水矿区。以南梁煤矿为例，运用地下水系统演化理论和岩石力学模拟等，对该矿井水文地质结构、矿井涌水变化规律、矿井地下水流场演变、矿井地下水化学成分变化等方面进行了综合分析研究，重构了多煤层开采条件下南梁矿井地下水系统流动模型，初步揭示了矿井水化学成分的演化机理。研究结果表明，2-2煤单煤层开采时，顶板导裂带的最大发育高度为42.1 m，而2-2和3-1煤层重复开采时则增大为83.1 m，相应地应力、位移、塑性区范围后者也比前者增大许多。这揭示出多煤层重复采动明显增大了顶板导裂带的发育高度，加剧了矿井水文地质结构变异，进一步地，导水裂隙带改变了天然地下水渗流路径，沟通了不同含水层之间的水力联系，增强了地下水流动速度和水文地球化学作用，整体扩大了地下水流动系统的规模，从降雨入渗→导裂带渗流→各煤层涌水→井底水仓排水构成了一个自然-人工复合地下水流动模式。研究成果可以为南梁煤矿的矿井水害防治及水资源高效利用提供科学依据，也为类似矿区提供研究参考。 相似文献
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杨国强 《地球科学与环境学报》1989,(3)
本文在讨论西安市地面沉降特征的基础上,论述了西安市地下水开采量、承压水位变化与地面沉降三者之间在时间和空间上的对应关系,初步认定大量开采地下水是地面沉降主要原因。典型水准点沉降量与邻近自备井承压水位变化相关分析表明,两者间相关性极强。经综合分析市区地貌、第四系地质、工程地质和水文地质特征并进行工程地质分层后,可确定出市区地面沉降的第一和第二主要压缩层。据地面沉降与承压水位下降值回归方程所预测的地面沉降发展趋势表明,西安地面沉降今后还会继续发展,将对西安城市建设产生严重影响,故应采取相应治理措施。 相似文献
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三山岛金矿床属于典型的破碎带蚀变岩型金矿,随着开采深度的加深,涌水量不断增大。该文采用水文地质调查、地下水动态观测、水文地质试验、水样分析与测试等手段,查明了矿床水文地质条件,分析了充水因素,认为随着开采水平的加深,深部构造裂隙水逐渐成为深部矿坑充水的直接补给来源,且开采水平越深,深部构造裂隙水的贡献率越高。结合矿区实际涌水量,采用地下水流数值模型对不同开采水平进行了涌水量预测,预测-780 m开采水平矿坑涌水量为54 155 m3/d,-870m开采水平矿坑涌水量为66 611 m3/d,-960 m开采水平矿坑涌水量为82 387m3/d,该结果可作为矿山制定防水、治水方案的依据。 相似文献
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根据计算区的水文地质条件和边界条件,建立适合该区地下水运动的数学模型。结合计算区的形状及各观测点的分布位置进行不规则三角形网格剖分,使实测点与剖分节点相对应。用计算值和实测值进行对比模拟,对参数进行调整,选出其最优参数值。用优选出的计算模型,进行地下水资源评价,划分区内的富水地段。预测在不同开采条件下,地下水动态与开采时间的关系。选择合理的开采方案,为该区未来地下水的开发和管理提供依据。 相似文献
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论述了阳曲矿区水文地质条件及地下水资源状况.阳曲矿区具有第四系孔隙水、石炭系层间裂隙水和碳酸盐岩岩溶裂隙水三个含水系统,区内孔隙水已经超采,水位逐年下降,石炭系层间裂隙水和奥陶系岩溶水尚有开采潜力.提出未来矿井开发可采用岩溶地下水作为供水水源,这样既解决了生产生活用水,又缓解了煤层带压开采的压力,但需进行排供结合的研究,以保护水资源环境. 相似文献
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地下水水位的连年持续下降 ,必将引发地下水水源枯竭、地面沉降、水质污染等地质灾害的发生 ,这是超量开采地下水的结果。防患于未然 ,使地下水资源良性循环是城市供水工作的重点。开发新的水源地 ,充分利用地表水 ,合理调减开采地下水 ,是防治地下水位持续下降的有效措施 相似文献
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Spatial-temporal characteristics of land subsidence corresponding to dynamic groundwater funnel in Beijing Municipality,China 总被引：2，自引：0，他引：2
Beibei Chen Huili Gong Xiaojuan Li Kunchao Lei Youquan Zhang Jiwei Li Zhaoqin Gu Yanan Dang 《中国地理科学(英文版)》2011,21(6):753-764
Due to long-term over-exploitation of groundwater in Beijing Municipality,regional groundwater funnels have formed and land subsidence has been induced.By combining a groundwater monitoring network,GPS monitor-ing network data,radar satellite SAR data,GIS and other new technologies,a coupled process model based on the dy-namic variation of groundwater and the deformation response of land subsidence has been established.The dynamic variation of groundwater funnels and the land subsidence response process were analyzed systematically in Beijing.Study results indicate that current groundwater funnel areas are distributed mainly in the southwest of Shunyi District,the northeast of Chaoyang District and the northwest of Tongzhou District,with an average decline rate of groundwa-ter level of 2.66 m/yr and a maximum of 3.82 m/yr in the center of the funnels.Seasonal and interannual differences exist in the response model of land subsidence to groundwater funnels with uneven spatial and temporal distribution,where the maximum land subsidence rate was about-41.08 mm/yr and the area with a subsidence rate greater than 30 mm/yr was about 1637.29 km2.Although a consistency was revealed to exist between a groundwater funnel and the spatial distribution characteristics of the corresponding land subsidence funnel,this consistency was not perfect.The results showed that the response model of land subsidence to the dynamic variation of groundwater was more revealing when combining conventional technologies with InSAR,GIS,GPS,providing a new strategy for environmental and hydrogeological research and a scientific basis for regional land subsidence control. 相似文献
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截至2016年4月,滨州市地面沉降量超过20mm的面积达到了2 881km2,约占全市面积的30%,地面沉降灾害日益严重。为查明滨州市地面沉降现状和沉降成因,采用二等水准测量、地下水位监测、钻探取样、测试分析、地下水开采量调查等方法,对比2005年5月、2008年8月、2012年9月、2014年10月、2015年5月、2016年4月等多期二等水准测量数据和水位数据,从点、线、面3个方面进行了累计沉降量和沉降速率的分析,并从山前冲积、洪积平原水文地质单元区和黄河冲积平原水文地质单元区的水文地质特征、地层结构及其力学性质方面进行了滨州市地面沉降成因分析,基本查明了滨州市地面沉降现状及其演变特征,揭示了超量抽取地下水造成地下水位下降和具有较大压缩性的地层结构是影响该区地面沉降的2个主要因素。 相似文献
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北京地面沉降已有60多年的历史,其发生发展与半个多世纪城市的快速扩张密不可分.从整个北京平原地下水系统出发,梳理多年时间序列(1950-2015年)的城市发展规模、人口、水资源及开采动态等数据,结合遥感技术解译不同年代北京平原的不透水面变化,分析其对降雨入渗补给量的影响;构建整个北京平原含水层-弱透水层三维结构系统,借助PMWIN软件建立区域尺度的地下水流-地面沉降耦合模型,利用长期水位及沉降观测数据对模型进行识别验证;开展长时间序列的北京平原地下水水头场与地面沉降演化模拟,研究快速城市化进程下北京平原多层含水层系统渗流场演变与地面沉降响应特征.研究表明:长时间尺度区域地下水流场-地面沉降演化模拟基本再现了地面沉降形成和发展演化的过程;北京地下水开采历史与地面沉降发展历史具有一致性,而不同沉降区地面沉降发展受地下水开采和城市发展双重控制,是二者综合作用的结果. 相似文献
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京津高铁是中国第一条高速运行的城际铁路,其安全运行对轨道的平顺性有着严格的要求。地面沉降,尤其是不均匀地面沉降会引起部分路基和桥梁变形,威胁着高速铁路的运营安全。合成孔径雷达干涉测量技术可以大范围监测地表形变,对高速铁路沿线地面沉降具有较好的监测能力。本文以45景高分辨率TerraSAR-X 数据为基础,采用 PS-InSAR技术监测京津高铁北京段沿线地面沉降,获取京津高铁北京段沿线地面沉降的分布信息,从动静载荷视角结合北京地区地下水、断裂带、地质条件和含水层系统介质等数据,综合分析高铁沿线不均匀地面沉降的原因,为京津高铁的安全运营提供技术支撑。研究结果表明：京津高铁北京段沿线地面沉降发展在空间上存在一定差异性,北京南站至十里河区间,年沉降速率小于10 mm/a; 至十八里店区间,年沉降速率在10~40 mm/a范围内浮动;过亦庄站至东石村以东区间,最大年沉降速率达到90 mm/a;至永隆村以西,年沉降有所缓解,往东至坨堤村,沉降较为稳定,年沉降速率小于10 mm/a。地下水超采是沿线区域地面沉降的主要因素,动静载荷共同作用下对地面沉降产生一定的影响,沿线地面沉降一定程度上受到南苑—通县断裂带和旧宫断裂带构造控制,沉降量较大的路段位于粘土层较厚的大兴迭隆起。 相似文献
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该文详细论述了鲁北地区水文地质条件、工程地质条件。以多期水准测量数据为基础,以校验后的多年insar解译数据辅助,获取了鲁北地区地面沉降速率及多年累积地面沉降量。结果表明,鲁北平原年沉降速率大于50mm/a的地区面积502.73km~2,区内存在2个显著的沉降中心,一个位于德州市城区西北部张庄,地面累积沉降量超过1.3m,一个位于广饶县县城东北部,多年地面累积沉降量达1.605m,200mm沉降等值线圈闭面积14 904km~2,占鲁北平原区面积的34.34%。分析了鲁北平原地区地面沉降机理,建立了地面沉降与地下水水位相关关系,并针对现状问题提出了防治措施与建议。 相似文献
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地面沉降是由自然和人类活动共同作用导致的缓变性地质灾害,是区域可持续发展的重要影响因素。以往地面沉降在建模时需要地裂缝等不连续结构的位置、走向、深度等信息,在构建微分方程模拟时需假设模型连续,这对开展地面沉降-地裂缝-地面塌陷一体化模拟带来一定的局限性。于2000年出现的近场动力学理论提出以积分形式描述材料受力过程,方法具有无需先验知识与连续性假设的优点,在材料的疲劳、损伤、断裂等模拟研究中展现出良好的应用前景。本文综述了其在岩石水力压裂、滑坡、饱水岩土材料等领域的研究进展;提出了应用近场动力学进行区域地面沉降建模求解的一般方法;结合InSAR技术获取的沉降信息、三维地震频谱谐振勘探技术获取的地下结构与密度信息等,提出了模型的反演调参与优化方法。以北京东部梨园-台湖镇-张家湾镇区域为实验区,建立了其4 km×6 km范围、0.2 km深度的近场动力学地面沉降模型,以实验区地下水位月均下降速率为边界条件,对2007—2010年地面沉降过程进行模拟。模拟结果与实测值的平均绝对误差为18 mm,表明近场动力学在地面沉降建模中有较好的适用性。 相似文献
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Comprehensive analysis and artificial intelligent simulation of land subsidence of Beijing, China 总被引：3，自引：0，他引：3
Mechanism and modeling of the land subsidence are complex because of the complicate geological background in Beijing, China. This paper analyzed the spatial relationship between land subsidence and three factors, including the change of groundwater level, the thickness of compressible sediments and the building area by using remote sensing and GIS tools in the upper-middle part of alluvial-proluvial plain fan of the Chaobai River in Beijing. Based on the spatial analysis of the land subsidence and three factors, there exist significant non-linear relationship between the vertical displacement and three factors. The Back Propagation Neural Network (BPN) model combined with Genetic Algorithm (GA) was used to simulate regional distribution of the land subsidence. Results showed that at field scale, the groundwater level and land subsidence showed a significant linear relationship. However, at regional scale, the spatial distribution of groundwater depletion funnel did not overlap with the land subsidence funnel. As to the factor of compressible strata, the places with the biggest compressible strata thickness did not have the largest vertical displacement. The distributions of building area and land subsidence have no obvious spatial relationships. The BPN-GA model simulation results illustrated that the accuracy of the trained model during fifty years is acceptable with an error of 51% of verification data less than 20 mm and the average of the absolute error about 32 mm. The BPN model could be utilized to simulate the general distribution of land subsidence in the study area. Overall, this work contributes to better understand the complex relationship between the land subsidence and three influencing factors. And the distribution of the land subsidence can be simulated by the trained BPN-GA model with the limited available dada and acceptable accuracy. 相似文献
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北京从20世纪50、60年代发现地面沉降以来,其一直呈快速发展的态势。在过去的几十年里,北京市地面沉降的范围和速度逐年增加。本文以北京市典型地面沉降区为研究区,选择永久散射体合成孔径雷达干涉测量技术所获取的2004-2010年间北京地面沉降信息作为主要数据源,补充水准测量数据（1955-2010年）,从空间分布和时序变化2个角度,分析北京市平原典型区地面沉降演化特征。结合地下水动态监测网数据、土地利用数据,采用GIS空间分析,研究各因素和地面沉降之间的时空响应关系。结果表明,北京地区地面沉降严重区域面积不断扩大,且局部不均匀程度逐渐增加。在研究期内,地下水水位变化在时间和空间上与地面沉降有较高的一致性,地下水超量开采是影响北京地区地面沉降的最主要因素,而城市发展过程中的工程活动也是影响地面沉降时空分布特征的因素之一。研究结果可为北京市地面沉降防控提供一定的科学依据。 相似文献
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山东地面沉降灾害以鲁北平原最为严重,在德州地区的地面沉降已对当地人民的正常生产和生活构成了威胁,并制约了当地经济的可持续发展。通过建立水准测量网络及监测运行,查明了德州市地面沉降的规模和范围,研究成果表明工作区均存在地面沉降现象,截至2010年,德城区由于地下水开采强度大,地面沉降幅度最大,目前地面累计沉降量为-1186.9～-636.9mm,多年平均沉降速率为59.35mm/a,形成了以市区西北部为中心的地面沉降盆地。超量开采深层地下水是造成大规模地面沉降的重要因素。 相似文献