上海陆域地区地下水采灌与地面沉降的时空特征

上海市地面沉降防治已有显著成效,但在空间格局上地表变形的不均匀性较显著,地面沉降防治管理进入了分区管控的新时期.为配合分区管控,利用长时间序列的水位、地下水开采、分层标三类监测数据,结合区域地面沉降模型,探讨地下水采灌与地面沉降的时空特征.上海市经历了两次长时间大范围的地下水开采,每次旋回分别经历开采量从增加到逐渐减少(甚至回灌)两个阶段.第一旋回的时段是1860-1971年,地下水开采于1963年达到年度最大净抽水量,开采集中在核心区的浅部土层,导致了较严重地面沉降.第二旋回的时段是1972年至今,地下水开采于1998年达到年度最大净抽水量,开采层位集中在第四承压含水层.从1998年至2005年,此层逐渐减少地下水开采,未大量回灌,但地下水位抬升显著,说明此层地下水补给条件良好. 2006-2011年间,各土层的压缩已经大幅减小,宝山、嘉定和核心区的深部土层均有回弹,浅部土层虽然没有抬升,但压缩速率较小,最大沉降速率处于浦东区,为2.61 mm·a~(-1).     

论嘉兴市地面沉降及其防治

在研究嘉兴市地面沉降发展过程,规律及其主要危害的基础上,讨论了应急开采与允许开采的区别,并提出了用“警戒水位”和“危急水位”作为地面沉降地区限制承压水开采的定量标准,研究了动态管理地下水的信息系统及其层运算方法,为地下水管理和研究提供了一种新的方法和思路。     

廊坊城区地面沉降与地下水漏斗响应关系

通过收集廊坊城区水文地质条件、地面沉降监测等资料,分析地下水漏斗变化和地面沉降发展情况,研究廊坊城区地面沉降与地下水漏斗响应关系。首先,深层地下水是廊坊城区的主要水源,2001—2015年供水量呈整体上升趋势,其中生产用水和家庭用水占主要部分,长期开采深层地下水形成地下水漏斗,漏斗断面呈"V"字形。其次,基于合成孔径雷达干涉(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术,廊坊市城区大部沉降速率60 mm/a,局部达80 mm/a。再者,地下水漏斗变化和地面沉降响应关系显示,地下水漏斗与地面沉降中心基本吻合,地下水位开采量增加,造成深层水位下降,导致地面沉降速率不断变大,影响范围亦增大,地下水位下降成为该区地面层沉降主要影响因素,同时建筑群荷载增加对地面沉降亦产生不利影响。因此,开展地面沉降与地下水漏斗响应关系研究可为地面沉降灾害防治提供理论依据。     

浅析浅论地下水环境监测技术

地下水是我国城乡发展与工农业用水的重要来源,已成为我国水资源的一部分,地下水的作用已不可取代,尤其在北方地表水资源匮乏以及南方水质型缺水地区,地下水的作用更是日益凸显,甚至成为这些地区的主要水源。由于个别地区盲目开采,超过了地下水开采的负荷量,造成采补失衡,地下水的水位大幅度下降,产生地面沉降、地下水污染等一系列问题,严重制约生态环境的优化发展,与可持续发展战略背道而驰。因此,为了合理开发并利用地下水资源,保护生态环境,做好地下水环境监测工作非常重要。本文将对地下水环境监测的要素、主要技术及管理手段等问题进行具体分析与阐述。     

基于野外试验的上海市地下水人工回灌可行性分析

地下水人工回灌是提升地下水水位,增加地下水储量的有效方法,因其便于实施而被国内外广泛应用,可行性分析是进行地下水人工回灌的前提。在野外试验的基础上对上海市地下水人工回灌的可行性进行分析,野外试验的监测结果表明,在上海市进行人工回灌后,各监测井中地下水水位得到了明显的提升,同时,回灌水注入地下水后,除与地下水发生混合作用外,还发生了水岩作用、矿物溶解反应等,使地下水环境和水质组分含量发生变化,对地下水水质造成影响,由此可见,优质的回灌水源的选取也是至关重要的,并且在上海地区实行人工回灌是可行的。     

滹沱河冲洪积扇浅部回灌层井灌动态分析及回渗能力探究

随着地下水资源的加剧开采和补给的减少,滹沱河冲洪积扇形成的厚包气带区有着巨大的回灌潜力,但相关回灌试验研究较少。通过在滹沱河冲洪积扇藁城段开展一系列低水位、高水位井灌试验,获得了回灌井与观测井水力联系的强弱及井周边的渗透情况;在连续回灌中回灌井会发生一定程度堵塞,适时回扬能使回渗能力得到一定程度恢复;各回灌井有较大的回灌能力,均大于50 m~3/h;区内三个主要回灌层(饱水带、深层包气带、浅层包气带)在井灌条件下都有较强的渗透能力,但受成井差异和地层结构差异性影响,不同井内的渗透能力不同。新形势下在冲洪积扇厚包气带区适时开展地下水人工回灌是解决水资源储存和相关水文地质问题的一个有效途径。     

郑州市区中深层地下水资源开发利用与保护

郑州市是地表水和地下水联合供水的城市,中深层地下水具有分布面积广、厚度大,补给径流条件优越、水量丰富、易于开采的特点.但是郑州市中深层地下水的开发存在着一些如降落漏斗、水质污染、地面沉降和地温空调井回灌不畅等对中深层地下水产生影响的问题,针对这些问题提出继续坚持郑州城市用水以"地表水与地下水联合供水,地表水供应为主"的方针,同时给出了郑州市地下水开发利用的相关对策.     

基于Modflow的地面沉降与地下水流耦合模型程序实现

在总结前人地下水流模型与地面沉降模型基础上,考虑孔隙率与渗透系数变化之间的相关性,建立了地下水流与地面沉降耦合模型.通过改进国际上通用的Modflow源程序,实现两者之间耦合作用,并模拟这一过程.通过典型算例对改进的程序进行验证,结果表明:考虑参数变化的沉降速率变化较快,其主要原因在于,抽取地下水引起水位下降,造成土体压缩、孔隙度和渗透率降低.渗透率降低使得含水层产生了水力梯度和渗透力,可能会导致地面沉降加速下沉.因此,非线性水力特性是流固耦合的交互作用基础,不应该被忽视.该结果进一步验证了改进的程序可以模拟耦合过程,研究成果可为地面沉降与地下水流动耦合模拟研究提供技术支持.     

地下水开发利用与生态环境保护

从3个方面对地下水开发利用与生态环境的关系进行了阐述：一是介绍了地下水开发利用现状及存在的主要问题。二是分析了不合理开发地下水对生态环境的影响，如地下水过量开采，形成了大范围的地下水降落漏斗；地下水位大幅度下降引起地面沉降；岩溶大泉流量不断减少甚至断流等。三是提出了合理开发利用地下水，保护和改善生态环境的对策。     

地面沉降对太原市城市建设的影响及防治对策

太原市地面沉降发展历史主要分4个阶段,通过对各阶段的各沉降漏斗中心地下水水位变化与地面沉降速率间关联性的分析,说明超采地下水是太原市地面沉降的主导因素,但仍然受地层岩性分布的深刻影响及其他因素的共同作用.从太原市建设现状与规划角度进行了地面沉降灾害分析,系统总结了太原市历年来地面沉降的防治措施并分析其效果,提出了太原市下一步需要加强及推动的地面沉降防治工作.     

城市地面沉降及其防治措施综述

地面沉降是世界性的难题,也是环境地质研究的主要内容之一.目前,经济发展对地下水的需求量的不断加大和地下水导致地面沉降制约经济的发展,已经成为一对不可调和的矛盾.本文在总结前人的研究成果的基础上,对地面沉降的防治措施提出了几点意见.     

上海市陆域承压含水层水位动态演化影响因素探究

地下水水位动态演化具有明显的地方性特征.分析了2005~2013年各影响因素对上海市外环线内侧陆域各承压含水层最高水位和水位最大变幅的影响,发现全年降水量、地表水年径流总量、长江干流年过境水资源总量、第Ⅲ承压层地下水实际人工回灌量等对其都没有显著影响;太湖流域年过境水资源总量与其存在显著的中度正相关关系;地下水实际人工回灌量对其影响非常显著,属于强相关关系.     

管廊工程对周围水源热泵回灌影响效应分析与应用

目的探索管廊工程对地下水流场及附近地下水源热泵回灌效率的影响.方法通过室内试验模拟管廊工程对不同回灌水温条件下不同距离时回灌水位的变化,并绘制出水位变化图.应用等效渗透系数对中国医科大学附属盛京医院水源热泵工程回水井影响进行分析和计算.结果管廊工程的存在相当于改变了其所在段的含水层渗透系数,通过计算得到属盛京医院管廊工程的等效渗透系数K_(5,6)=0.227K_1,并利用等效渗透系数计算回灌量,提供合理的布井空间.结论管廊工程对地下水渗流场会产生阻挡效果,造成构筑物迎水面水位壅高和背水面水位下降,地下水流通过构筑物顶部和底部发生了绕流.     

太原市地面沉降的原因浅析

从分析地面沉降的现状入手,找到了引起太原市地面沉降的主要原因——地下水的过量开采,提出了防治地面沉降的有效措施。     

地下水人工回灌过程中生物堵塞研究进展

地下水人工回灌是应对地下水过度开采最有效的方式之一,而回灌堵塞问题导致回灌效率下降,一定程度上制约了地下水回灌的发展。回灌堵塞根据成因分为物理堵塞、生物堵塞和化学堵塞三种类型,其中生物堵塞是造成回灌堵塞的第二大因素。从生物堵塞的形成机制、对介质渗透性能的影响、在介质内部的发展分布及微生物生长代谢的影响因素等角度对现有的研究进行了总结与分析,当前的研究较多基于单因子研究,较少考虑微生物生长繁殖多因子交互作用,此外,对于微生物生长繁殖及群落演变与介质内部的流动模式相互影响机制的研究也不够深入。     

济宁市地下水与地面沉降三维有限元模拟

在分析济宁市水文地质条件的基础上,对引起地面沉降诸因素进行了分析,并建立了地面沉降量与地下水位变幅之间的相关关系。集中过量开采垢下水是引起济宁市地面沉降的主要原因,在此基础上,建立了准三维地下水流攻一维地面沉降模型。通过水力联系建立地下水与地面沉降耦合数值模型,动用有限元法对地下水渗流场和地面沉降量进行模拟,并对２０００年和２０１０年地面沉降进行了预测。     

2013-27 封面图片说明：提高砂岩热储层地热尾水回灌率的研究

 能源和环境是当今人类面临的两大主要问题,地热作为可再生能源家族中的一员,其能源利用系数高,是节能减排的重要选择。中国沉积盆地的中低温地热资源丰富,开发利用规模逐渐增大,但大部分地热井长期以单井形式开采,造成地热储层水位持续下降,且地热尾水直接排放还会导致各种环境问题。为了保证地热资源的可持续开发利用,需要进行地热回灌。地热回灌,即将地热尾水通过人工加压或自然回灌的方式注入到开采中的热储层。目前碳酸岩热储的回灌问题已基本解决,而砂岩热储回灌率低则成为中-低温地热资源可持续开发利用的瓶颈。     

天津市地面沉降地理信息系统通过评审

天津多年来由于过量开采地下水导致大面积的平原地区产生了地面沉降，给城市的规划建设、国民经济的可持续发展以及生态环境带来了诸多影响，成为天津市主要地质灾害之一。天津市地矿局开发的“天津市地面沉降地理信息系统”利用现代计算机技术，为控制天津地面沉降的科学管理服务，为地下水资源的合理开发利用及监督管理提供决策信息，     

我国主要地质灾害(下)

本刊上期介绍了我国主要的地质灾害——崩塌、滑坡、泥石流和地面塌陷的情况,本期对地面沉降等地质灾害介绍如下: 地面沉降和地裂缝地面沉降是我国平原和滨海地区广泛发育的地质灾害。从成因上看,绝大多数是由于超量开采地下水所致,有些地区还有其他成因,如地壳运动、石油开采等,但同时都伴随有地下水过量开采的因素。地面沉降、地裂缝在50年代初期,仅在个别省和城市发现,至90年代,上海、天津、江苏、浙江、陕西等16个省(自治区、直辖市),共46个城市或地区发生了地面沉降地质灾害,沉降总面积达4.87万平方公里。从发展趋势上看,以     

地面沉降的气象干旱响应模式

地面沉降是指地面水准点和海拔高程持续下降的地质灾害现象,一般发生于平原地区工业发达的城市周围,对其成因,目前公认是由于人类社会生产生活过程中过度开采地下水引发地下水下降漏斗所致.通过对廊坊市地面沉降发展演化过程与逐年降水的相关分析,揭示了二者之间复杂微妙的相互关系,即气象干旱促使人类过度开采地下水资源,从而进一步加剧水文干旱、地下水位下降漏斗及地面沉降灾害.在时间序列上,气象干旱呈现为波浪起伏状特征,而地面沉降则表现为缓变性、积累性、不可逆性,气象干旱的阶段性终止并不能阻止地面沉降的继续发展与蔓延.当然,这一机制发挥作用的背景则是现代科技条件下,机井抽水的大规模推广应用.