沧州地区地下水开采与地面沉降的关系

地面沉降是一种环境地质灾害,目前地面沉降很难治理,如何采取监测手段并有效地预防沉降以及搞清地面沉降机理已成为目前地面沉降研究的重点。通过对沧州市的地面沉降分布、累计沉降量、沉降地层等进行分析,结合超采地下水导致的地下水位下降的现象,初步建立沧州地区地下水位与地面沉降的关系,为沧州市地下水的可持续利用提供理论依据,为沧州市沉降预警系统提供理论支持,为沧州市市政规划提供基础资料。     

我国地下水开发利用中的水环境问题及其对策

论述了我国地下水开发利用中出现的区域地下水位下降、地下水资源枯竭、地下水水质恶化、海水入侵、地面沉降、地面裂缝和地面塌陷等水利环境问题,并提出了对策与建议,以期达到环境保护成为社会发展过程中的一个重要组成部分。     

基于多项式分布滞后模型的上海市地面沉降验证与预测

[目的]对上海市地面沉降进行验证与预测,为地下工程建设和地下水开采格局的科学调整提供参考。[方法]基于地下水抽灌量、地面沉降和土层分层变形等长期监测数据,研究地面沉降量与地下水开采量、土层分层变形量之间的相关性,并结合上海市地面沉降特性及原因,建立考虑地下水开采量和第4含水层变形量的地面沉降多项式分布滞后模型(PDL模型)。[结果]①上海市累计地下水开采量、第4含水层累计变形量与累计地面沉降量之间均具有高度的正相关性,但由于砂土蠕变、弱透水层释水缓慢等原因,地面沉降相对于地下水开采量和第4含水层变形都有着一定的滞后性;②采用考虑滞后效应的多项式分布滞后模型预测地面沉降,其计算结果相对误差较小、拟合效果较好;③若以当前采灌格局及第4含水层变形量作为参考进行预测,地面沉降在2019—2024年间将会发生稳定的轻微回弹现象。[结论]上海市地面沉降与地下水开采量和土层变形量之间有着较高的相关性,且控制地下水开采能够有效缓解地面沉降的发展。     

太行山区坡地暂时饱和区形成机理及渗流补给特性

为了研究岩土特性对坡地雨水转化及再分配的影响，采用时域反射仪(TDR)对太行山区坡地岩土水分进行了长期连续监测，分析了岩土水分特性的时空变异。结果表明：太行山区坡地岩土水分变化存在时空变异性，坡地0～100 cm岩土层内岩土水分含量在垂直空间上与季节上均呈“低-高-低”的变化趋势，同时土壤层与岩体层的结合部位在8月份前后存在暂时饱和区；坡地岩土介质的空间变异性，特别是岩土二元结构的地质结构特性为暂时饱和区的形成提供了地质条件，而强降雨过程为暂时饱和区的形成提供了水文条件，暂时饱和区的水分状态达到或超过饱和状态的时间与前期岩土水分含量及降雨特性有关；该暂时饱和区的存在为坡地渗流中“侧向优先流”及“垂向优先流”的产生创造了有利条件，两个方向上的“优先流”相互作用，促进了岩土水分的快速下渗，提高了地下水的转化效率。     

三峡水库蓄水后对库区岸坡地貌过程的影响

长江三峡水库蓄水后,因库区水位周期性涨落,引起水动力条件明显改变,导致地下水和库水共同作用于岸坡表面和岩土介质,对岩土体产生物理、化学和力学作用,对松散堆积物岸坡和基岩岸坡产生不同的影响,地貌动力作用由在基岩风化剥蚀基础上以重力作用为主变为在库水和地下水作用下以蠕动、滑移、崩塌、侵蚀、冲蚀作用等为主,进而引起岸坡变形,使岸坡地貌过程发生一系列变化,岸坡将经历一个地貌改造一再造的长期过程。     

工程地质勘察中有关水文地质问题的思考

在工程地质勘察中,水文地质勘察是其重要组成部分,由于勘察人员忽视水文地质勘察这一重要环节,从而影响到工程地质的整体勘察成果,不仅影响工程设计水平,而且影响工程建设质量。对工程地质勘察中的地下水补给来源、地下水位、岩土层的透水性及水理性质等水文地质问题进行了思考与探讨。     

克拉玛依地区减排林地下水动态变化及合理生态水位分析

基于对克拉玛依地区减排林地下水水位及水质的监测结果,分析了减排林地下水动态变化特征,探讨了减排林地下水的合理生态水位.结果表明,减排林区地下水埋深出现了规律性分布,减排林区地下水埋深已由2005年的7.8 m减小为2009年的4.6 m,呈减小趋势.减排林地下水的矿化度由2005年的22.67 g/L变化为2009年的5.35 g/L.并统计了减排林地下水理化性质特征,表明地下水的水溶性盐的空间变化明显.根据减排林区主要植被生长状况与地下水埋深关系,得出减排林区地下水合理生态水位为2.5～5.0 m.     

广域岩土体变化监测研究

常规岩土体变化监测方法的局限性造成采用它们来实施大型库区及周边地表形变的持续监测非常困难.为了解决大型水电站库区岩土体的高效实时变化监测这一关键问题,选取乌东德水电站库区为研究区域,根据岩土体变化类型,分别采用D-InSAR技术和假彩色合成技术对库区进行监测,提取出变动区域.最后通过2种方法的监测结果与地面验证结果的比较,验证了变化地点和岩土变动类型与分析结果相一致,达到了发现变化、监视趋势的遥感监测目的.证明了D-InSAR技术和假彩色合成技术相结合用于监测广域岩土体变化的可行性.     

2001-2015年北京市地下水资源承载力变化特征分析

北京市地下水超采现象严重,由此引发了包括地面沉降等相关环境问题,严重制约了北京市的经济社会发展。本文采用地下水可利用量和用水效率定义了地下水承载力,并结合地下水开采程度（R_G）和经济发展程度的投影图（R_Q）对北京市2001-2015年的地下水资源承载力进行了评价。结果表明：北京市地下水的供水量高于地表水的供水量,地表水和地下水供水量波动幅度较小;北京市农业用水效率和工业用水效率逐年升高,其他行业用水效率除在2014年和2015年出现小幅度降低外,其他年份均处于升高趋势,折算后的综合用水效率也从2001年的97元·m^-3增长到2015年的620元·m^-3;北京市地下水实际承载的GDP从2001年的2 636亿元增长到2014年的11 469亿元,2015年又减少到11 284亿元。以2010年为界限北京市地下水开采程度（R_G）和经济发展程度（R_Q）投影点分别位于Ⅰ区和Ⅱ区内,表明北京市地下水承载力2010年以前处于相对荷载过重的状态,2010年以后荷载状态有所缓解。虽然北京市实际承载的GDP低于理论承载的GDP,但是北京市地下水承载力仍然面临着严峻的挑战,逐步提高地表水使用量和提高用水效率是有效缓解北京市地下水超采的有力举措。     

辽宁省地下水污染脆弱性分析与评价

通过对辽宁省地下水资源状况、开发利用状况及开发利用中存在问题的调查和了解,分析、评价了地下水污染脆弱性.开展地下水污染脆弱性分析与评价可以为合理开发利用地下水资源和保护地下水资源,防治地下水污染,实现地下水资源可持续开发利用,为辽宁省经济社会发展,为振兴东北老工业基地的战略目标提供决策依据.     

淮南采煤沉陷区积水过程地下水作用机制

高潜水位采煤沉陷区容易积水,地下水在其中所起的作用相关研究不足。该文借助相关水文推理和数值模拟分析,对淮南典型孤立采煤沉陷区的地下水作用机制进行了辨析,取得的主要研究结论为:当地降水、蒸发水文条件是孤立沉陷区积水的控制性因素,一般年份下没有地下水的补给作用其积水面积比也能达到71%左右;由于淮北平原地势平缓,地下水径流微弱,水平衡定量分析表明典型沉陷区的地下水补给量仅占其积水来源百分之几的数量级;在一个水文年内,地下水与采煤沉陷区积水间的作用过程具有明显的阶段性特征,在汛期基本上表现为沉陷区积水向地下水的净渗漏,在非汛期基本上表现为地下水净补给。该文可为淮南矿区及中国华东类似采煤沉陷区的水资源利用研究提供一定的参考。     

The application of geotechnical engineering techniques for the prevention and control of pollution

Recent innovations in the fields of geotechnical engineering, geochemistry, materials technology, hydrogeology and fluid mechanics are now increasingly being applied for the prevention and control of pollution arising from contaminated ground and landfill sites. In the field of geotechnical engineering the design and specification of low-permeability slurries for slurry trench cut-off walls and diaphragm walls is now increasingly being used as technique for leachate and groundwater control. In addition, the use of high-density polyethylene (HDPE), geomembranes and gas venting systems are now commonly used for the control of landfill gas. This paper describes the application of some of the available techniques with respect to leachate, groundwater and landfill gas control. © 1997 John Wiley & Sons, Ltd.     

高潜水位采煤沉陷区土地损毁程度评价

土地损毁程度评价是采煤沉陷区土地复垦方案编制和受损农民补偿标准制定的重要依据。该文以东滩煤矿为例,在系统梳理已有研究的基础上,构建评价指标体系,划分评价单元,采用基于模糊意见集中决策的序关系分析法(G1法)确定指标权重,针对高潜水位矿区的特点,将极限条件法和可拓评价方法相结合,对其2014—2018年开采造成的采煤沉陷区的土地损毁程度进行评价,结果表明:拟损毁的土地面积总共为1 675 hm~2,其中轻度损毁面积为968.2 hm~2,中度损毁面积为379.53 hm~2,重度损毁面积为327.27 hm~2。与简单的以积水状况确定损毁程度的经验方法比较表明,经验做法往往低估了高潜水位采煤沉陷区土地的损毁水平。该研究为东滩煤矿科学合理编制土地复垦方案、确定受损农民补偿标准提供了支持,为同类型的其他高潜水位采煤沉陷区土地损毁程度的评价提供了借鉴。     

地下水遥感监测研究进展

地下水遥感监测是遥感应用研究的前沿课题之一.该文对30多年来国内外遥感监测地下水的研究进展作了回顾,对已有的主要研究进行概括,归纳为水文地质遥感信息分析法、环境遥感信息分析法、热红外遥感地表热异常监测法和遥感信息定量反演模型等四种方法,分别对这些方法的地下水监测思路和工作原理作了阐述.最后对地下水遥感监测进行了总结与展望,认为综合运用多种遥感信息可以提高地下水遥感监测水平.     

荒漠区地下水埋深数据获取方法研究

[目的]分析、遴选出获取荒漠区地下水埋深数据的几种快速、准确的技术与方法,为研究荒漠区植物与地下水埋深的关系、地下水资源查找提供技术参考。[方法]通过分析观测井实测法、土壤阻抗系数法、探地雷达法以及核磁共振技术、地震勘探技术等方法的原理、优缺点及适用情况,最后综合操作便利性、精度和仪器设备价格等因素,分析、遴选出获取荒漠区地下水埋数据的技术方法。[结果]探测荒漠区地下水埋深,应在熟悉这些技术方法的原理、优缺点及适用情况基础上,综合考虑操作便利性、数据精度和仪器设备价格、劳动力成本等因素,多角度权衡比较与遴选。[结论]在荒漠区已有观测井,使用观测井实测是最便宜且准确度最高的方法;在地形条件复杂,交通不便利的情况下,采用核磁共振、地震探测方法中的一种;如果测定沙地地下水埋深,可使用土壤阻抗测定仪探测。     

额济纳河干流及下游支流密集区地下水位控制深度

为探讨额济纳沿河及支流密集区生态水位,运用GPS、RS和GIS技术,结合地面定位点观测,对不同植物群落与地下水位间的关系进行研究。东西两河的干流段及西河下游沿河采用单点法分析;东河下游的支流密集区采用地下水位等埋深与植物群落覆盖图叠置法分析。结果表明,河段不同地下水埋深不同,东西河干流段的沿河地下水位埋深为2.14～2.27 m,水位变幅为0.61～1.14 m;西河下游沿河地下水埋深2.52～3.88 m,变幅0.90～1.09 m;安都草原北端地下水埋深2.48～3.39 m,变幅0.26～0.33 m。东河下游支流密集区的植物群落不同,相应的地下水位埋深不同,胡杨群落的地下水埋深＜3 m,水位变幅0.51～1.41 m;柽柳群落的埋深3.0～6.0 m,变幅0.85～1.94 m;杂草地的埋深＜3 m,变幅1.41～2.46 m。研究成果可用于指导新建额济纳生态灌区地表水的配水管理。     

断裂错动与水作用下的地层位移及应力变化

[目的]在断裂活动和地下水位变化条件下,对地裂缝上下盘地层的沉降位移与应力变化进行分析,为深入研究地裂缝的形成机理提供参考。[方法]以北京市高丽营地区地裂缝为研究背景原型,基于其活动特征,分析了该地裂缝的发育与断裂构造及地下水水位变化之间的关系,并运用数值模拟方法分别研究了两种诱因作用下模型地层的沉降位移及土体内部应力的变化规律。[结果]断裂错动作用下,地裂缝上盘土层的沉降变形响应程度大于下盘,地表竖向位移变化曲线近似呈反"S"形态,且上盘应力降低区的范围大于下盘应力增强区的范围;地层沉降量随地下水位的下降而不断增加,其土体应力变化曲线呈"中心对称"。[结论]断裂两侧附近的土体沉降位移和应力变化的差异较明显,且差异沉降与水位降深呈正相关,地下水位下降易诱发地裂缝的影响范围是上盘45m和下盘35m,研究成果可为地裂缝灾害地区的防灾减灾提供科学的理论依据。     

贵阳市水文地质条件及环境效应研究

为了查明水文地质条件以及产生的各种环境效应,通过野外调查贵阳市环境地质背景,分析了研究区的水文地质条件,对各含水岩组的富水性进行评价,同时根据研究区地层植被发育情况、地下水环境监测数据、具体工程实例和近3 a的地下水水质检测等资料,运用空间信息统计方法,探讨了水文地质条件下产生的城市生态环境效应、环境水文地质效应、环境工程地质效应、地下水环境污染效应。取得的主要结果有:①贵阳市地表水、地下水丰富,地下水以岩溶水为主,其次为基岩裂隙水;②贵阳市形成宽1～7 km,长逾70 km的环城林带,为贵阳市提供了良好的生态环境条件;③由于大量开采地下水资源,在和尚坡、三桥地段形成降落漏斗群,破坏水文地质结构,产生环境水文地质效应;④在工程建设中抽排地下水产生地面开裂、地表塌陷等环境工程地质效应;⑤由于工业废水和人类生活污水的排放,使地下水环境在不同程度上受到了污染,产生水环境污染效应。该研究结论可为贵阳市城市环境的保护和可持续发展提供依据。     

田块尺度上土壤/地下水中硝态氮动态变化特征及模拟

以青岛市大沽河下游地区冬小麦–夏玉米轮作农田为对象,通过田间试验和室内分析,研究了不同深度土壤和地下水中NO3–-N在一个轮作周期内的动态变化特征,探讨了不同氮肥施用量和灌溉量对土壤-地下水系统中NO3–-N时空分布的影响,并基于土壤水动力学和溶质运移理论对土壤中NO3–-N运移过程进行了数值模拟。模拟结果表明:小麦季施氮(N)量达到380 kg/hm2,玉米季施氮量达到290 kg/hm2时,季末剖面深度130~160 cm土壤NO3–-N含量超过10 mg/kg;由地下水NO3–-N月累计量估算模型得出,NO3–-N在6月和8月向浅部地下水的淋失量最大,分别为7.20、7.67 mg/L。     

利用PEARL模型评价农药渗透对地下水的污染

 运用荷兰开发的PEARL(PesticideEmissionAssessmentofRegionalandLocalArea)模型,模拟农药在作物—土壤中的运动情况,评价在不同浓度标准要求下,哪些农药会对地下水造成威胁,哪些地下水是安全的。针对我国农药施用现状,提出了关于农药污染地下水的研究,在农药登记中加入农药在地下水中的限量指标等建议。