江苏沿江开发带地下水开采与 地面沉降三维数值模拟

根据江苏沿江开发带地下水系统的水文地质机制以及地面沉降机理,在概化出江苏沿江开发带的地下水 系统水文地质概念模型和地面沉降模型的基础上,建立了江苏沿江开发带地下水开采与地面沉降三维数值模 型。并针对各种开采方案下地面累积沉降量最少的原则,给出了各含水层的最优开采方案。     

北京地区多层含水层中施工降水诱发地面沉降的实时预测

施工降水诱发地面沉降是当前主要岩土工程风险之一,对于以多层含水层为典型水文地质特征的北京地区,这类问题尤为突出.为准确而便捷地进行该类问题预测,首先基于渗流理论和有效应力原理,分析了多层含水层区降水过程中不同层位的压缩量变化规律及主要影响因素,并建立了相应的渗流-压缩耦合数学模型;根据地下水赋存与运动原理,结合北京地区水文地质特征,提出了采用主控含水层来确定耦合模型下边界的新方法,实现了渗流和地层压缩2个物理力学过程在特定地质条件下的耦合,在保证模型科学性和工程精度的同时,降低了实际分析工作的难度,提高了分析模型的实用性;在弱透水层释水率这一重要模型参数取值方面,根据地下水动力学和相关实测资料,研究了既有计算公式存在的误差及其主要原因,并结合北京地方经验,提出了相应的修正方法,进一步提高了模型分析精度.最后,以北京地区某实际工程为例,进行了多层含水层中降水诱发地面沉降的精细模拟,并对数值结果合理性进行了分析.     

城市水源地深层承压水合理开采水位阈值研究

从中国城市水源地长期开采深层承压水存在的各种问题出发,提出了承压水合理开采水位概念及划定方法。以河南省西平县新建水源地为研究区,根据研究区实际条件建立地下水数值模型,通过地下水数值模拟方法确定不同开采情景下地下水位的变化情况,并利用地面沉降经验公式计算出研究区不同开采情景下的年均沉降速率,结合划定的水源地保护区边界,划定研究区城市水源地承压水合理开采水位。结果表明:在开采承压水的同时,为防止承压水开采引发严重的地面沉降,西平县新建水源地地下水平均开采强度应控制在18 200～33 400 m~3/d;以G06观测井为例,正常开采水位为27.58 m,限制开采水位为24.12 m,禁止开采水位为20.34 m,承压水合理开采水位阈值为20.34～27.58 m。     

拜泉县城区地下水数值模拟

拜泉县是黑龙江省的农业大县,地下水是该县工业、农业和生活用水的最重要的供水水源。近年来受地下水开采影响,产生一系列水文地质问题。因此,查清该区地下水资源的形成条件及开采潜力,并制定合理的水资源开发利用方案显得十分必要。根据研究区的水文地质特征,建立了水文地质概念模型和地下水流数值模拟模型,对该模型进行了识别和验证。并计算出了研究区白垩系承压水的补给量和排泄量。根据研究区实际情况制定出6种不同的开采方案,并对各种方案下的地下水水位进行模拟,在此基础上确定了优先开采方案。     

基于Modflow的某水源区地下水开采三维数值模拟

简述了地下水数值模拟计算的基本理论与求解方法,运用Modflow软件,建立了青铜峡某水源区地下水开采的数学模型.对模型参数、源汇项处理进行了分析确定,使模型具有较好的模拟仿真度.对该地下水开采区进行了20 a地下水位变化的模拟预测,给出了不同时期研究区地下水运动特征及水位(降深)分布.计算数据分析表明5 a地下水补给、排泄在年内保持均衡,地下水位基本稳定,同时探讨了利用Modflow地下水计算成果进一步预测水位下降引起的地面沉降问题.     

井工开采对边坡稳定性影响的有限元分析

边坡下方井工开采是一个露天煤矿普遍存在的问题。本文采用有限元方法针对某一具体实例进行了数值模拟。模拟考虑了岩体力学特性及岩体结构特征,并模拟了井采过程。通过井采前后边坡岩体应力分析、位移分析,对边坡下方井工开采对边坡稳定性影响获得了一些认识。     

比奥固结全耦合模型参数灵敏度分析

为了准确研究比奥固结全耦合数值模型中水力学参数和土力学参数对地面沉降的影响程度,针对南通兴益大厦深基坑场地,以比奥固结理论为基础,引入黏性土流变理论,将模型中应力应变关系推广到黏弹塑性,同时考虑了土体相关参数随应力应变状态的动态变化,建立了地下水开采与土体变形的三维全耦合数值模型。在此基础上,选取相关水力学参数和土力学参数,进行局部灵敏度分析和Morris法全局灵敏度分析。结果表明:土体的弹性模量、黏聚力和重度对地面沉降的影响最大,此外,土体的内摩擦角和泊松比也分别对地面沉降有较大影响。     

基于岩土工程数值分析的思考

根据相关研究发现,工程师想要全面掌握岩土工程的信息,就必须高度重视岩土工程数值分析,以通过相关数据建立模型来分析和解决岩土工程中的相关问题。本文就岩土工程数值分析的相关问题进行分析,提出岩土本构理论发展的有效策略,以不断提高岩土工程数值分析的准确性和可靠性。     

地下水开采引起地面沉降的影响距离研究

天津地区地面沉降多年研究经验表明地下水开采是引起地面沉降的主要原因.针对天津地面沉降隐蔽性且危害较大,尤其为保证生命线工程的安全,需要计算区域地下水开采引起地面沉降的影响距离,从而为压采、减采地下水提供依据.本次针对京津城际线路经过的武清区内地下水开采情况,利用地下水流模拟VISUAL MODFLOW软件,建立地下水流...     

应用灰色关联分析法识别导致地面沉降的抽水层位

沿海大中城市普遍出现了严重的地面沉降问题,而过量开采地下水是造成地面沉降的主要原因,沿海地区的地下水一般赋存于由多个含水层和弱透水层相间构成的含水层系统中,各层地下水均有不同程度的开采,识别地面沉降究竟是由于抽取何层地下水所引起的。是防治地面沉降实践中迫切需要解决的技术问题之一,以天津市西青区的地面沉降为例。采用灰色系统中的关联度分析方法对地面沉降量分别与各含水层开采量、水位降深的关系进行了研究,并用相关分析法进行了检验．研究表明,地面沉降与第Ⅱ含水组地下水的开采关联度最小,而与第Ⅲ及以下各含水组地下水的开采关联度最大,停止或减少开采第Ⅲ及以下含水组地下水能够更有效地控制地面沉降。     

华北平原水资源合理开发利用的思路与举措

经过几十年的大量开采利用,华北平原地下水资源不仅表现为区域超采和局部严重超采,也暴露出地下水补给源严重萎缩的问题。其主要表现在中西部粗质平原的地下水易补给区,因汇流山地水库强力拦蓄,河道主体补给功能丧失,而在中东部细质平原的径流主产区,因水位埋藏浅和水质咸化,降水径流不能形成对地下水的有效补给,蒸发流失严重。以往实践强调山区水利工程建设而轻视了东部低平原区径流拦蓄利用,重视对高海拔咸水体的改造利用而忽视了对低海拔咸水体的改造利用,强化地表水库建设的重要性而忽略了地下水库的重要性。面对华北平原供水紧张的严峻形势,调整水资源开发战略势在必行,其具体思路是：以千方百计提高降水利用水平为中心,调整和改善水资源开发利用整体布局;以地下水补给调蓄为重点,大力集蓄雨洪水和改造利用浅层水,充分发挥地表水和地下水两大功能作用。其具体举措有：实施山前梯级水坝的地下水库＂回灌＂工程;实施中东部及滨海淡水蓄水利用工程;实施东部浅层地下水规模化改造开发利用工程。若上述措施得以实施,可使降水利用率从现状的20.65%提高到26%以上,则华北平原供水问题有望获得解决。     

银川平原主要水环境问题及其对策

基于野外调查、取样分析以及遥感影像等,介绍了银川平原水文地质条件及水资源利用概况,探讨了土壤盐渍化、湖泊湿地萎缩、地下水盐化、地下水超采以及土地荒漠化等水环境问题及其演化成因。结果表明:银川平原地下水主要接受渠系渗漏及灌溉入渗、大气降水入渗、平原周边地下侧向径流、洪水散失、黄河水等补给,地下水排泄方式主要是排水沟排泄、蒸发和人工开采等,大部分地区潜水埋深在3m以内;地表水主要来源于黄河引水,水资源利用效率不高;土壤盐渍化总面积8.17×10⁴hm²,呈逐年缩减的趋势,主要分布于银川平原北部,平原南部仅分布在邵岗东部、灵武东部秦渠和东干渠等;湖泊湿地总体呈逐渐减少趋势,主要分布在银川平原北部,永宁以北、平罗以南区域比较集中,滩涂沿黄河两岸分布;潜水总含盐量自西向东、自南向北不断增大;银川和石嘴山深层地下水超采严重,地下水降落漏斗面积已超过500km²;沙漠化土地分布在银川平原的东西两侧;土壤盐渍化及地下水盐化主要由潜水位埋深过浅,蒸发强烈造成的。最后,提出了防治上述水环境问题的对策:进一步加强水资源管理以及地表水与地下水联合调配;提高农业水资源利用效率;完善田间工程配套,实现渠道防渗管道化;改进田间灌溉技术;严格污水排放,积极开展污水净化处理,实行污水资源化;加强对水土环境质量的系统监测。     

Geological Environment Problems Caused by Controlling Groundwater Exploitation in Jiangyin City

Geological environment effects caused by the control of groundwater exploitation in Jiangyin city are discussed thoroughly, including the dynamic variation of groundwater levels and quality and the development of land subsidence and ground fissures. According to the dynamic characteristics of groundwater levels, some advice about groundwater exploitation is offered. Our research will provide a basis for using groundwater resources and the prevention of geological disasters in Jiangyin city and the Suzhou-Wuxi-Changzhou area. The following results are deduced from our research. First, groundwater levels vary with the exploitation of groundwater in Jiangyin city and are affected by hydrogeological conditions. The groundwater levels remained rather stable before and after the implementation of control of groundwater exploitation in the northwest of Jiangyin city along the Yangtze River. A suitable level of exploitation should be allowed. In the southeast, the speed of recovery of the groundwater level has been rather rapid after the control of exploitation. We conclude that groundwater might be exploited locally after the groundwater level has recovered. In the southwest, the speed of recovery of the groundwater level is rather slow and exploitation of groundwater should be prohibited. Second, groundwater quality is stable in Jiangyin city and the contents of the main chemical indices of groundwater varied only slightly before and after the control of exploitation. Third, after controlling the exploitation, the speed of land subsidence has clearly slowed down and the development of ground fissures has been controlled effectively.     

采动区地基、独立基础与框架结构共同作用的力学模型

根据采动区地表变形的规律和独立基础框架结构受力和变形特点，采用合理的地基模型、基础与上部结构共同作用模型和开采沉陷模型，综合应用结构力学、矿山开采沉陷学、土力学、材料力学等相关理论，建立了采动区地基-独立基础-框架结构共同作用的理论计算模型，该计算模型综合考虑了开采盆地形成过程中地表变形对建筑物的动态影响，从理论上揭示了建筑物位于下沉盆地不同位置时，地表变形与建筑物附加变形和附加内力的关系，并推导出计算采动区建筑物附加变形和附加内力的计算公式，通过计算实例进行了验证，为采动区上方框架结构建筑物的保护、加固和设计提供了理论计算依据．     

淮南潘集地区地表沉降初步研究

根据淮南潘集地区地表沉降和煤矿地表移动观测资料,对抽排水引起地面沉降的机理及其对煤矿开采沉陷的影响进行了探讨,并对进一步深入研究提出了有益的建议．     

华北平原浅层含氟地下水演化特点及成因

以华北平原浅层地下水中氟为研究对象,在收集历史资料、实地水文地质调查、取样分析的基础上,运用水化学图解、统计分析、水文地球化学模拟等方法,对比分析了历史阶段(1980～1985年)和现阶段(2005～2010年)F^-质量浓度空间分布,探讨了现阶段华北平原浅层地下水中F^-的空间分布特征、演化特点及成因。结果表明:现阶段高氟水的区域范围相比历史阶段明显增加; 从山前冲洪积倾斜平原补给区(Ⅰ区),到中部冲积湖积平原缓慢径流区(Ⅱ区),最后到东部冲积海积滨海平原排泄区(Ⅲ区),浅层地下水中F^-质量浓度呈低→高→低的变化; 高氟水的水化学类型较为复杂,HCO^-₃和Na⁺富集的苏打型碱性水化学环境有利于F^-的富集,而Ca²⁺、Mg²⁺则会抑制F^-的富集; 高氟水的形成与其迁移、赋存的环境条件有关,在Ⅰ区地下水中F^-质量浓度主要受萤石溶解作用、F^-解吸作用控制,在Ⅱ区地下水中F^-质量浓度受蒸发浓缩作用、萤石溶解作用、方解石-白云石沉淀作用、F^-解吸作用等控制,而在Ⅲ区高氟水主要受方解石-白云石的沉淀作用、F^-解吸作用、阳离子交换吸附作用等控制。     

大采深巨厚砾岩综放开采地表沉陷规律

以常村煤矿工程地质资料和地表移动观测站资料为依据,详细分析了2113工作面地表终态下沉、动态下沉和终态水平移动的特征,从机理上研究了大采深巨厚砾岩开采条件下地表形变异常的原因.通过走向方向最大下沉点下沉速度的变化规律和工程实测资料,得出了地表形变与井下冲击地压的关系,确定了地表移动与变形的角量参数.结果表明,受关键层的控制,在整个观测过程中,地表始终处于缓慢下沉状态,且在沉降过程中不存在下沉突变点;下沉速度的反弹可以作为冲击地压危险的预报信息,巨厚砾岩层的运动是发生矿震的主要力源之一.     

某水库溢洪道左侧高边坡稳定性分析及治理

分析了某水库溢洪道左侧高边坡工程地质条件及影响边坡稳定的各种因素,认为该高边坡变形破坏类型属中浅层土石混合堆积层滑坡.降雨及地下水的运动是控制此类边坡稳定的主要触发因素.针对该边坡岩土体地质结构及地形地貌条件,采取了削坡卸荷结合排水、坡面植被保护的综合治理措施.