南水北调对北京市地面沉降影响分析

南水北调工程开通后北京市年调入水量达数亿立方米,使北京市用水结构发生明显变化,北京平原区内地下水的开采量相对减少。文章收集数据分析2008年-2015年南水北调北京段开通前后北京市地下水水位的变化,讨论南水北调工程调水对北京市地下水位的影响,运用数学模型阐明北京市地下水水位与地面沉降问题的相关性。结果表明,2008年南水北调正式调水入京后,北京市开采地下水量减少,地下水平均水位由每年降低0.995 m减小到每年降低0.218 m,地下水水位下降速率明显变缓,地面沉降问题受良性影响得到一定缓解。     

区域地下水开采与地面沉降控制三维全耦合数值模拟

针对第四纪松散沉积层中地下水开采所引起的地面沉降问题,以比奥固结理论为基础,考虑到土体的非线性特征及土体的渗透性随应力状态的动态变化,引入邓肯-张非线性模型和渗透率动态模型,将地下水渗流场和土体应力场耦合起来,并以江阴市浅层地下水开采为例,建立了浅层地下水开采与地面沉降三维全耦合数值模型。在对模型进行校正、识别的基础上,以第Ⅰ承压含水层未来10年内地下水位埋深不低于含水层顶板埋深一半,地面沉降量不超过50mm为约束条件,预测了江阴市各镇的地下水可采资源量以及地面沉降量。实践表明,该模型不仅稳定性好,且收敛速度快。     

基于GMS模型的保利未来城抗浮设防水位研究

建设项目抗浮设防水位包括地下水位预测和建筑基底水压力的计算两方面内容。随着水资源评价和工程建设的发展,对抗浮设防水位不再仅仅满足于经验值,有必要对如何科学有效地进行地下水位预测和计算建筑基底水压力展开研究。论文采用GMS软件中的MODFLOW模块建立地下水水流模型,并考虑各种不利因素以百年一遇的降水为设计方案对北京保利未来城地下水位进行了预测。最后根据地下水位预测结果以及水位与未来城结构底板的关系计算出基底水压力,为建设项目的设计与施工提供了科学的依据。     

内蒙古临河地区地下水水位预测研究

随着临河区工农业和经济的发展,对水资源的需求增加,这将加大地下水资源的开采。对地下水水位预测,是为了避免发生地下水开采诱发的环境地质问题。在查明水文地质条件的基础上,应用地下水流数值模型分析了验证期水文年的水均衡,预测了近期和远期地下水水位。模拟期内,地下水系统总补给量为3.01×10^8 m^3/a,总排泄量为2.98×10^8 m^3/a,补排差0.03×10^8 m^3/a。预测结果表明临河区中心水位降落漏斗因压采方案的实施,略有回升的趋势。陕霸水源地和永胜水源地水位降落漏斗面积有不断向外扩展的趋势,且漏斗中心水位也呈持续下降趋势。     

相关理论在地下水动态分析中的应用

一个水文地质单元的地下水动态(流量、水位、水温或某一微量元素随时间的采样),是该地区气象、水文、地质、开采及补给等因素对地下水均衡影响的综合反映。将相关理论应用于地下水动态(本文以水位为例)的分析中,可以获得认识水文地质条件及对地下水动态建立数学模拟的十分有用的信息。     

煤矿开采条件下地下水资源破坏及其控制

煤矿开采使地下水资源遭到严重破坏，其主要原因表现在两个方面：煤矿开采对含水层结构的破坏及煤矿开采对地下水环境的影响。本文在扼要分析这两方面原因基础上，提出了煤矿开采条件下控制地下水资源破坏的有效措施，这些措施包括：防止或减轻含水层结构的破坏，维护地下水环境平衡及矿井水综合利用。结论认为：煤矿开采对地下水资源产生破坏不可避免，但采取一定措施，可以大大减轻其受破坏的程度；在控制地下水资源破坏时，应考虑经济、社会和环境三方面的效益；对地下水环境演化进行深入研究，充分利用矿井水是控制地下水资源破坏的理论和技术措施。     

攻克深井矿压开采技术浅析

鸡西矿业集团东海煤矿五采区高档普采工作面在垂深1020米的采深下,通过回采巷道施工的超前介入,优化工作面支护设计,加强两巷支护、坚持正规循环作业等手段,解决了由于深井开采矿压大而造成的工作面顶板压力大顶板管理困难及两巷变形严重断面小的问题。在采高1.7米的高档普采工作面开采中,克服深井开采矿压大所带来的不利因素,实现平均月产38760吨,最高月产45200吨,取得了抵卸深井矿压开采的成功。     

宁波软土流变规律及其工程应用

软土承载力低,变形大,工程设计中不得有半点疏忽,否则必将导致建筑物的损坏与失稳。而软土的流变性更危及工程建筑物的寿命。本文对宁波软土的流变性进行了实验研究,并用曲线与计算公式表征求作为实际应用的依据。然后从固结与剪切两方面论述软土流变特征。先研究软土受压时的流变规律,从宁波地面沉降、地基沉降问题出发,用宁波软土流变曲线建立流变方程,进行了沉降估算;其次研究了软土受剪时的流变规律,从宁波土坡稳定问题出发,探讨了长期强度的物理意义及确定方法,对宁波海岸土坡建立了失稳预测模型。     

应用灰色系统单段函数残差辨识方法进行地下水动态预测

本文从我国学者邓聚龙教授提出的灰色理论出发,对地下水系统进行分析,认为地下水系统就是一个部分信息已知、部分信息未知的灰色系统,某一时刻我们测得的水位,就是该系统的输出。而各地区建立的常观井定时收集的地下水水位值,也就是系统在每时刻的输出所构成的动态时间序列。对于这种时间序列的处理,作者采用灰色预测中的单段函数残差辨识方法。该法以灰色理论为基础,多次建立灰色模型DM(n,h),将每次建模得到的预测值与实测值之差,再建立残差DM模型,得到修正残差,以提高预测精度。趋势离散响应模型与残差离散响应模型相叠加,便得到了某区地下水水位的动态模型,其拟合精度很高,预测结果十分令人满意。     

深埋矩形隧道三维塌落机制的上限分析

深埋隧道的周围为高地应力环境，还会受到地下水的影响，故深埋隧道顶部围岩易发生塌落。论文基于极限分析上限法和非线性Mohr-Coulomb准则，在考虑地下水以孔隙水压力形式作用于隧道下，构建了隧道顶部为矩形的深埋隧道的三维塌落机制，获取矩形深埋隧道塌落范围及塌落土体重力的精确解，并得出不同参数对塌落范围和塌落土体重力的影响规律。结果表明：不同参数对塌落范围和塌落土体重力的有不同程度的影响，这些参数中，孔隙水压力的影响显著。通过与既有研究对比，证明了计算方法的合理性，对于隧道支护结构的优化设计和稳定性研究有重要意义。     

洋河盆地第四系含水层系统水力管理模型

本文运用响应矩阵法建立了洋河盆地第四系含水层系统水动力管理模型。具体做法是:以自当前开采水平下增加(或减少)的地下水开采量作为含水层系统的可控输入,现状开采量及其他补排水量作为不可控输入。用偏微分方程解的叠加原理,分离系统分别由可控输入和不可控输入引起的水位响应。然后用数值预报模型计算由不可控输入引起的附加降深,运用响应矩阵法建立联系控制点上与增采量(或减采量)有关的降深响应,用二者的线性叠加式来构造水位降深约束条件。施加降深约束时,要求规划期末控制点上的降深不致影响现有提水机具供水能力和出现环境地质问题。水量约束主要为满足最低供水需求而施加。追求的目标是最大限度袭夺尚未利用的地下水资源。由目标函数和约束条件构成了含水层系统水力管理模型,求解该模型确立了区内地下水资源的最优开发方案。     

对煤矿开采沉陷防治与控制技术的探究

随着我国煤炭行业开采技术的不断提高，在煤矿开采过程中一些相关的破坏现象也应运而生，煤矿开采不但会对土地表层造成破坏，还会对环境遭成污染，而在危害程度上最重的则是开采过程中造成的地表土层的沉陷，对地表土层的破坏要以将破坏程度减为最低为准，这个防范措施和尺度则需要依照各矿区的不同情况进行具体分析。本文主要介绍煤矿开采过程中出现沉陷问题的防治办法，并提出如何通过控制技术减轻煤矿开采造成的破坏，以供参考。     

地陷:人类天灾与人祸的另类创伤

所谓地陷,是由于地下松散地层固结压缩所导致的地面沉降、地面坍陷的一种地质现象。近些年来,这种地层形变的现象在排除地震等地壳构造运动造成的土壤压实、岩层变松等因素外,发生在城市的人为地面沉降的几率也大为增加,并不断造成人身的严重伤害与车辆、建筑的损毁。地陷,正成为城市不容忽视的安全隐患。     

地下水藏及其类型

地下水藏是地面下储藏并能给出水的含水地质体、岩石裂隙带和洞穴空间——地下水储存和运移的单元场所。地下水藏有三类:其一为地质体水藏,包括:含水层、含水体(非层状)、含水岩组(薄而多透水层综合体);其二为裂隙带水藏,包括:含水带、含水脉(地下水脉);其三为地下洞穴水藏,包括:岩溶地下河、熔岩隧道地下河。     

试谈弱透水层的给水性及平原区地下水资源评价

从水文地质观点研究地下水,将亚砂土、亚粘土做为非含水层(隔水层)已成定习。但是,客观情况是复杂多变的。从我们参加黑龙港地区地下水开发利用、对某县进行资源评价时发现:用水均衡法将抽水结果代入水均衡方程时,计算疏干水量值与各开采段实际拿出的水量值相差悬殊。其原因是该地区水文地质条件有其本身的特殊性,即亚砂土、亚粘土的厚度远超过含水层的厚度,具有复杂的多层结构,相比之下不考虑亚砂土、亚粘土的给水性是不行     

库水位上涨对某库岸边坡稳定性影响的数值分析

边坡的工程稳定状态取决于影响边坡稳定性的各种因素,其中边坡的赋存环境-地下水对边坡稳定性有重要影响[8]。为了研究库水位上涨过程中库岸稳定性的变化,本文结合某库岸边坡工程,利用有限元分析软件-GEO-SLOPE及SEEP/W耦合模拟库水位以不同速率上涨过程中库岸的稳定性变化。结果表明:随着库水位升高,库岸稳定性先小幅降低后升高;和库水位缓慢上涨相比,快速上涨前期稳定性差,后期稳定性明显要好。     

枯竭油藏CO_2地质封存对地表变形的影响

二氧化碳封存技术可以有效解决当前碳排放过量的问题,但是其注入地层后与地层发生相互作用引发地层变形,会对生态环境造成一定的影响。为了探究CO_2注入对地表变形的具体影响,基于渗流-应力耦合理论,通过数值模拟,研究了二氧化碳封存对地表变形的影响,得到了二氧化碳注入速度、注入压力和原始地层压力对地表变形的影响规律,结果表明:地表变形与注入速度和注入压力为正相关关系,与原始地层压力为负相关。研究可为降低CO_2地质封存过程中的地质灾害风险提供理论参考。     

山西某成盐盆地第四系含盐系盐类矿物的初步研究

一、含盐系简述山西某成盐盆地位于涑水盆地的东南端。著名的某盐湖又位于成盐盆地的东南隅。这是个第四纪内陆盐湖,属硫酸盐——氯化物型。在盐湖盆地的地表及地下均赋存着相当数量的液相和固相盐类矿体。现将第四系含盐系简述如下: 1、第四系下更新统(Q_1) 埋藏300-600米间,为河湖相沉积。主要为兰灰色或暗褐色粘土、亚粘土及亚砂土等,局部夹粉砂及薄层泥灰岩。在这套岩层中见有2-3层含石膏的粘土层。 2、第四系中更新统(Q_2) (1)中更新统下组(Q_2~1):埋深200-300米间,为湖相沉积。岩性主要为兰灰色、灰色亚粘土、亚砂土及粉细砂质粘土等。局部见夹有薄层白云质泥灰岩。     

山东淄河流域北段地下水系统中的供排关系

本文通过建立地下水系统的数值模型来研究处在同一系统内的店子铁矿矿坑排水和大武水源地供水之间的关系。在数值模型的基础上,运用响应矩阵法建立了地下水系统供排水最多目标优化模型。用模糊线性规划法求解,确定了地下水系统的最佳供排水量开采方案。     

基于多自主体系统的区域自然资源开发利用问题研究

利用多自主体系统构建了人群开采区域自然资源模型,考虑自主体的开采策略与区域自然状态间的双向关系,利用博弈论中的雪堆模型定义了自主体收益矩阵,考察了区域自然恢复系数、收益矩阵取值与投入比例等参数对最终仿真结果的影响,进行了环渤海等地区的地下水资源开发利用问题的案例研究,得出了对理解人群实际开采行为及制定相关政策具有启示意义的结论。