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论地下水超采与地面沉降 总被引：1，自引：0，他引：1
地面沉降是地面高程缓慢降低的环境地质现象,严重时就会演变成一种地质灾害。造成地面沉降的原因有天然和人为因素,常见的地面沉降绝大部分属于人为因素。由于地下水过量开采,从而造成地面沉降变形、出现裂缝、导致地面建筑物破坏等,影响人们的正常生活,危害巨大。控制地面沉降主要因素在于加强地下水资源的管理,科学合理开发利用,建立区域地面沉降模型,预测不同地下水开采方案和开采量所可能带来的沉降量,优化最佳开采量,有效防控地下水超采引起的地面沉降。 相似文献
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华北平原是世界上最大的地下水系统之一,地面沉降问题突出。由于沉积环境变化多样、地质条件差异性显著和人类开采活动强烈,使得该地区地面沉降成因机理复杂。本文采用卫星对地观测技术与传统手段相结合,监测地面沉降灾变过程,分析华北平原地面沉降发展历史和现状。结合应力-应变图解法及土工实验研究地面沉降差异性特征及滞后变形成因机理。取得了以下关键认识:(1)华北平原地面沉降空间分布差异性明显,沉降主要分布在平原区第四纪沉积凹陷,呈现东西分带、南北分段特点。地面沉降空间发展部分受到北东向和北西向构造控制。在沧县隆起区,地面沉降也比较发育,主要原因是沧县隆起在第四纪时期构造运动相对不活跃,沉积了较厚的第四系;存在与构造走向一致的3期古河道,该地区赋存丰富的地下水资源并被大量开采。(2)地面沉降发生发展与地下水开采历史密切相关,沉降主要压缩贡献层随地下水开采层位变化而变化。北京平原100 m以深地层对地面沉降贡献呈增加趋势。天津平原目前地面沉降的主要贡献层来自300 m以下地层。(3)气候干旱导致地下水补给量减少,同时增加了地下水的开采,因而是引起地面沉降的重要间接驱动因素。高层建筑荷载、基坑降排水、地热开采对地面沉降的影响应引起足够重视。(4)地面沉降具有很强的滞后性,最大滞后时间可达25年。除了渗透固结成因以外,土体蠕变是另外一个重要原因。更新世地层在不同荷载下,蠕变特征明显。沧县隆起晚更新世地层次固结可达到总变形28.3%。(5)土的物理性质、地下水位变化模式对土层变形特征具有重要影响。不同埋深地层在地下水位变化条件下的变形特征存在较大的差异(弹性、黏弹性、黏弹塑性)。浅部含水组呈现以弹性为主的变形特征。 相似文献
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超量开采地下水引发的地面沉降已成为制约北京区域社会经济可持续发展的重要因素之一。2014年12月,南水北调中线工程正式通水,每年向北京输水超过10×108 m3,改变了北京供水格局,也为地下水压采、涵养及控制地面沉降创造了条件。本文利用多种监测数据,分析南水进京前后,北京平原区地下水和地面沉降的变化;研究不同水位变化模式下不同岩性及深度土层的变形特征;计算土层不同变形阶段的弹性和非弹性储水率;并对黏性土层产生较大残余变形和滞后变形的原因进行了探讨。结果表明：① 2015～2020年,平原区大部分地区第一至第四含水层组地下水位逐渐上升,地面沉降呈减缓的趋势。② 第二和第三压缩层组是沉降主要贡献层,除平各庄和榆垡站外,其余各站第三压缩层组沉降占比逐渐增大,沉降主控层有向深部转移的规律。③ 平原区北部和东部,第二和第三压缩层组对应的地下水位由降转升。在水位下降阶段,土层呈塑性和蠕变变形;水位上升阶段,土层以塑性变形为主,部分时间出现弹性变形,具有黏弹塑性。平原区南部,地下水位始终持续下降,土层变形始终呈塑性和蠕变变形。含水砂层则主要呈弹性变形。④ 土层变形的不同阶段,弹性和非弹性储水率并不是恒定的,随着地下水位下降,储水率呈减小的趋势。⑤ 黏性土层存在较大残余变形和变形滞后的原因,一是非弹性储水率大于弹性储水率,二是黏性土层的弱渗透性。 相似文献
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因过量开采地下水而引发的地面沉降问题已成为北京平原区最主要的地质灾害。北京地面沉降监测网络从2002年开始建设,到2008年底已经基本覆盖整个平原区。本文基于地面沉降分层标和地下水位监测资料,从土体变形与水位随时间的变化、土体变形和水位的关系出发,分析了不同岩性、不同深度土体在不同的水位变化模式下的压缩变形特征,最终将土体在水位变化下的变形特征概括为5类。结果表明:现阶段北京地面沉降区浅部土体压缩减缓,中深部土体和深部土体多以较快的速度持续压缩。砂层以弹性变形为主;不同埋深的粘性土体存在弹性变形、塑性变形和蠕变变形,具有显著的粘弹塑性。 相似文献
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天津市地面沉降数值模拟研究 总被引：9，自引：0，他引：9
地面沉降是天津市的主要环境地质问题。造成天津市地面沉降的原因很多,但主要原因是大量开采地下水。本文重点研究开采地下水条件下的地面沉降数学模型及模拟,为控制地面沉降提供科学依据。通过对第四系的水文地质条件分析,建立第四系的水文地质概念模型和地层压缩概念模型,并建立相应的准三维水流数学模型和一维地层压缩数学模型,两者通过含水层水头和弱透水层粘性土中孔隙水头的内在联系耦合在一起。利用以往系列水位数据和沉降数据对模型进行标定,模型基本上反映了天津市地面沉降的实际情况。 相似文献
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冲洪积平原地面沉降特征及主控因素——以北京平原为例 总被引：3，自引：0，他引：3
北京由于长期过量开采地下水,相继引发了一系列地质环境问题,其中地面沉降问题尤为突出。回顾了北京地面沉降发展历史,从平面和垂向上分析了地面沉降特征,在此基础上对北京冲洪积平原区沉降的主控因素进行了研究。结果表明:(1)平面上,沉降分为南、北2个大区,7个沉降中心。北区已由多个单独沉降中心区扩展成一个大区域,南区北扩明显;(2)垂向上,南区第一压缩层为沉降主贡献层,沉降占比42%,浅部地层沉降速率减小,深部地层沉降速率增加。土体变形特征为塑性变形,包含蠕变变形;北区第二压缩层为沉降主贡献层,沉降占比65%,浅部沉降量值很小且波动平缓,深部沉降量相对较大。土体变形特征为浅部以弹性变形为主,深部以塑性变形为主,包含蠕变变形;(3)沉降受构造作用及基底格架控制,北东方向受冲洪积扇上部单一砂卵砾石的地层条件控制扩展范围有限,沉降整体向北西、南东方向扩张;(4)地层结构决定沉降平面和垂向分布特征,尤其北部冲洪积与南部湖相沉积的差异,是产生深浅部地层沉降贡献率不同的重要因素;(5)地下水开采仍是沉降产生的主因,地下水漏斗的扩展和沉降中心的分布高度吻合,主要沉降层地下水位下降速率与沉降速率成正比。 相似文献
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本文给出地面沉降的主体——粘性土的均匀度理论,运用Grubbs方法区分压缩层的自然沉降与过量开采地下水导致上复土层孔隙水消散而造成的人为沉降。同时从地面沉降值对比中,上海市区近年地面沉降的年平均值为3.71 mm±0.31,大于邻近地区同期年平均值2.62mm±0.31。 相似文献
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Jichun Wu Xiaoqing Shi Yuqun Xue Yun Zhang Zixin Wei Jun Yu 《Environmental Geology》2008,55(8):1725-1735
Land subsidence in China occurs predominantly in 17 provinces (cities) situated in the eastern and middle regions of the country,
including Shanghai, Tianjin and Jiangsu, and Hebei provinces. It is primarily caused by groundwater overpumping. One of the
areas most severely affected by land subsidence is the Yangtze Delta, most of which consists of Shanghai City, the Su-Xi-Chang
area (Suzhou, Wuxi and Changzhou cities) of Jiangsu Province, and the Hang-Jia-Hu area (Hangzhou, Jiaxing and Huzhou cities)
of Zhejiang Province. The excessive exploitation of groundwater forms in a large regional cone of depression and, consequently,
land subsidence is also regional, currently centered in the Shanghai and Su-Xi-Chang areas. In 2002, the maximum cumulative
subsidence of Shanghai, Su-Xi-Chang and Hang-Jia-Hu were 2.63 m, 2.00 and 1.06 m, respectively. The land subsidence area is
continuing to expand throughout the Yangtze Delta. To study the characteristics and the pattern of this land subsidence, the
government has implemented a monitoring system involving the placement of 37 groups of extensometers (layers marks) and drilling
of more than 1000 observation wells. These provide an invaluable historical record of deformation and pore water pressure
and facilitate studies on the special features of soil deformation when the groundwater level changes due to pumping. Several
measures have been taken in recent years to control the development of the land subsidence in the different areas; these include
groundwater injection, prohibition of pumping deep confined groundwater, and an adjustment of the pumping depth and magnitude
of the groundwater withdrawn. At present, although the subsidence area is still increasing slowly, the subsidence rate is
controlled. 相似文献
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城市地面沉降研究现状与展望 总被引：26，自引：1，他引：26
第四届地面沉降国际讨论会及我国“八五”科技攻关成果表明，我国地面沉降研究及防治工作，由于引进系统思维方式、非线性科学的新理论与方法及计算机技术，融地球科学、环境科学和社会科学为一体进行综合研究，成果显著，目前已进入以数学模型预测为主的动态微量控沉阶段。这要求我们加深沉降机理研究。抽汲地下水形成的地面沉降研究的核心与难点是粘性土中孔隙水运移问题，它也是土体环境地质和外动力地质灾害研究的前缘热点，应引起人们的高度重视。 相似文献
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地面沉降是指地面标高降低的一种缓变地质灾害现象,严重时对城市建设和人民生活会构成威胁。为评价地面沉降交通载荷程度,利用永久散射体干涉测量(PS-InSAR)技术提取北京东部地区沉降信息,利用数据场模型,以地铁站信息和道路节点信息为指标,采用因子贡献权重方法,获取北京地面沉降交通载荷程度分区图。研究结果表明:PS-InSAR方法可以获取区域地面沉降的空间分布趋势,研究区内最大沉降速率达到77.69 mm/a;地面沉降交通高载荷主要分布在北京市朝阳区北部与中部区域,而交通低载荷区域主要位于远离城市重要交通道路和地铁线路不发达乡镇。 相似文献
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Land subsidence caused by ground water withdrawal in urban areas 总被引：1，自引：0，他引：1
At least eight urban areas in the world have encountered significant economic impact from land subsidence caused by pumping of ground water from unconsolidated sediment. The areas, most of which are coastal, include Bangkok, Houston, Mexico City, Osaka, San Jose, Shanghai, Tokyo, and Venice. Flooding related to decreased ground elevation is the principal adverse effect of the subsidence. Lesser effects include regional tilting, well-casing failures, rising buildings, and ground failure or rupture. Subsidence of most of these urban areas began before the phenomenon was discovered and understood. Thus, the subsidence problems were unanticipated. Methods to arrest subsidence typically have included control of ground water pumping and development of surface water to offset the reductions of ground water pumping. Ground water recharge has also been practiced. Areas threatened by flooding have been protected by extensive networks of dikes and sea walls, locks, and pumping stations to remove storm runoff. 相似文献
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基于Morlet小波技术的北京平原地面沉降周期性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
北京市地面沉降自20世纪60年代发现以来一直呈快速发展的趋势。不均匀地面沉降导致建筑物开裂、地基下沉,损害地下管道工程等基础设施,威胁城市安全。为了研究地面沉降发展的特征,分析其演化趋势,本文选取2011—2014年的27景Radarsat-2数据,采用干涉点目标分析技术,获取该时段北京平原区地面沉降时序监测信息;在此基础上,结合Morlet小波分析方法,根据相干点密度差异选取4个典型地面沉降区,分析其地面沉降多尺度演变特征。结果表明：地面沉降速率在空间分布上存在差异性,最大沉降速率为162.70 mm/a,年均沉降速率50.08 mm/a;地面沉降在时间域具有明显的局部周期性变化特征。在28 T （1 T表示1个24 d的时间段）的时间尺度下,存在着约13.3月的时间周期,不同位置还存在不同的不稳定震荡周期。 相似文献
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由于地裂缝研究及地表变形监测技术（例如GPS,InSAR等）的快速发展,抽取地下水引起的地层水平位移受到关注。传统区域地面沉降模型虽然求解快速但不能模拟水平位移;比奥模型虽然能够模拟土体的三维变形,但模型求解的计算量较大,较少应用于大尺度的区域地面沉降数值模拟。为解决以上问题,推导了解耦三维地面沉降数学模型,模型推导过程显示：比奥模型假设法向总应力和不变,则可简化为解耦三维地面沉降模型;解耦三维地面沉降模型假设土体仅有垂向一维变形,则可简化为传统区域地面沉降模型。同时通过数值试验验证了解耦三维地面沉降模型可以作为比奥模型的替代模型和传统区域地面沉降模型的改进模型,用来模拟抽取地下水引起的三维区域地面沉降。 相似文献
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国际地面沉降研究最新进展综述 总被引：5，自引：2，他引：3
本文根据2010年10月在墨西哥召开的＂第八届国际地面沉降学术研讨会＂交流和展示的成果,对近5年来国际地面沉降研究进展进行综述。简要介绍了地面沉降机理分析、监测技术、模型研究、次生灾害与环境影响及其防治管理等方面的最新研究动态。 相似文献