地面沉降监测中一种新的数据处理方法

<正> 由于过量开采地下水造成的地面沉降,已成为我国相当多的大中城市和大型工矿区所面临的一个严重的环境问题,不少地方已开展了地面沉降的监测和控制工作。但在监测和控制工作中所使用的估计沉降量、评价控制沉降效果的常规方法都有不少缺点,本文针对这些提出一套相应的数据处理和定量分析方法。     

苏锡常地区地面沉降的虚拟表现

地下水的长期过量开采导致了苏锡常地区的地面沉降,引发了严重的地质灾害,威胁人民的生活安全,影响了该地区经济的发展;因此,查明含水层结构及各地层的分布规律,研究地面沉降的发生发展过程和机理甚为重要。作者利用Visual C 作为开发工具,采用OpenGL(Open Graphics Library)三维图形生成技术虚拟表现出苏锡常地区第四系含水层结构以及地面沉降的发生发展过程,从而,为研究地面沉降的机理提供了一个辅助手段。     

地面沉降成灾临界水位的识别及意义

在分析以往研究不足的基础上,首次提出了地面沉降成灾临界水位的概念及一般确定方法。以长江三角洲地面沉降区代表城市为例,给出了根据已发生地面沉降灾害城市的地面沉降监测数据确定地面沉降成灾临界水位的具体方法,并确定了该地区地面沉降成灾临界水位。分析了地面沉降成灾临界水位对预防地面沉降灾害发生及合理开采地下水资源的重要意义。     

中国城市灾害地学背景研究

根据特征致灾因子的差异，将中国城市灾害类型大体上划分为沿海台风暴雨洪涝地面沉降型、北方干旱缺水风沙地面沉降型和南方洪涝渍害地面沉陷塌陷型等三大类型区。分别用上海、北京、武汉作为三种案例地区，讨论了以上三种城市灾害类型区的主要灾害及其地学背景。指出除了自然地理的因素外，人类在城市灾害致灾因素中也通过开采地下水、设计防洪排涝设施等行为表现出一定程度的作用.     

北京顺义区地裂缝分布特征及成因分析

从区域特定的地质环境背景出发,对北京顺义区地裂缝的主要特征进行了初步研究,系统分析了地裂缝地质灾害的成因机制,即区域地质构造、基岩埋深及基岩起伏形态差异、第四纪沉积层厚度及空间分布差异引发地裂缝灾害的内在条件,而长期过量开采地下水是诱发地裂缝灾害的外在因素,并据此提出了几条防治的建议和措施。     

河北平原的地面沉降

本文通过分析河北省的水准测量资料，揭示了河北平原的地面沉降情况。整个河北平原都存在着下降的趋势。在大范围的下降背景上，又分布着许多大大小小的沉降中心。这些沉降区多数都是以城市为中心，互相连成一片，下沉速度有逐渐加快的趋势。河北平原地面沉降的原因，除少数有构造运动的因素以外，绝大多数都是集中过量开采地下水造成的。     

苏州地面沉降区土层微观结构和宏观力学性质分析

地面沉降是苏州地区主要的地质灾害之一,由于长期开采地下水,该地区地面沉降不断加剧,制约了经济发展。结合土体微观结构定量分析和宏观力学性质试验,探索地面沉降问题的微宏观机制。以苏州地面沉降区200m的钻孔土样为研究对象,开展了快速固结、液塑限测定等一系列土工试验。采用冷冻干燥法获取各土层的SEM图像,使用PCAS分析软件对土样进行微观结构分析并在钻孔中布设FBG光缆进行持续性土层应变监测。结合液、塑限试验,快速固结实验数据,微观结构定量分析结果与光纤监测数据,得出以下结论:沉积土层的含水率,液性指数,压缩系数随深度递减;随着深度的增加,土层的定向性由差变好;第二承压含水层土层孔隙大且数量多,压缩潜力强于第三承压含水层,稳定性较差,有必要开展进一步监测研究。     

基于Landsat数据的开都河两岸绿洲地下水遥感监测及影响因素分析

为了研究干旱区绿洲地下水位时空变化特征及其归因,以新疆开都河两岸绿洲为研究对象,利用实测地下水埋深数据和Landsat数据计算得到的改进型温度植被干旱指数(MTVDI)相结合,建立了地下水位监测关系模型(R2=0.82)。对研究区1999年到2016年地下水的时空分布进行了监测,利用2005年和2003年两年实测数据对模型进行了验证。结果表明:1)两年实测地下水位和监测水位相关系数(R2)分别为0.75和0.77,均方根误差(RMSE)分别为0.17和0.27,平均相对误差(RME)分别为11.4%和16.7%,研究结果符合研究区实际情况;利用MTVDI建立的地下水位监测模型对干旱区绿洲一定深度的地下水位监测是可行的;2)开都河两岸绿洲1999年到2016年地下水位年际变化逐渐降低,年内地下水位升降显著;3)地下水位年际降低的主要原因是耕地面积的增加和灌溉方式向高效节水方式转变,增加了地下水开采量和降低了补给量。在年内随着渠系灌溉水的作用,使地下水位在季节性里变化较大。     

基于频率比与AHP模型的西藏东部地区滑坡易发性评价

滑坡是破坏性极强的自然灾害，因此，对我国高风险滑坡进行快速监测尤为必要。当前，遥感技术为滑坡监测提供了重要的支撑。文中通过选取数字高程数据(digital elevation model, DEM)及衍生数据(坡度、坡向)、断层、地层岩性、地震点等因子开展了西藏东部地区滑坡的评价与等级划分。文中通过对各因子进行归一化处理，运用频率比法和层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)对各评价因子进行分析，并获得各因子风险等级的权重系数，进而构建了一个滑坡易发性评价模型(landslide susceptibility assessment, LSA)。结论如下：1)LSA可以很好地表达滑坡空间分布情况；2)据实际滑坡点统计分析，可知西藏东部地区的滑坡主要分布在左贡县、墨脱县、察雅县、洛隆县和丁青县；3)西藏东部地区滑坡高易发区主要分布在道路沿线，中易发区主要分布在西藏东部地区的东北部和西南部，低易发区主要分布在唐古拉山山脉一带。     

福州温泉区地面沉降灰色系统预测模型

地面沉降是一种永久性资源损失的环境地质灾害现象，其具有成生缓慢、持续时间长、影响范围广、成因机制复杂和防治难度大等特点。福州温泉区地面沉降的影响因素是多方面的，包括地质条件、地热水开采、地下水水位动态变化、地面荷载等多种因素。根据灰色GM(1，1)模型的建模机理和条件，采用灰色系统理论，对福州温泉区的地面沉降历史观测数据进行处理，建立了福州温泉区灰色动态GM模型，模型的预测计算结果与实测数据拟合良好。还可以将新的实测数据补充到GM模型中，并剔除一些老的数据，再建GM(1，1)模型，因此GM(1，1)模型具有动态时变性。     

西安地裂缝的数值模拟研究

在分析总结西安地裂缝基本特征的基础上,采用二维有限单元法,对西安地裂缝进行了数值模拟,并从土动力学角度探讨了地裂缝的形成机制．结果表明,西安市区超采地下承压水导致地面不均匀沉降是西安地裂缝产生和发展的主要原因。故认为只有通过对地下承压水的合理开采,控制西安市区地面的不均匀沉降,才是减缓西安地裂缝活动的根本对策。     

构造运动与中国沿岸平原的地质灾害

中国海岸穿过构造沉降带和隆起带，沉降带及隆起带断陷盆地的持续下降吸引了源远流长的大河在此人海，而隆起带内入海的河流多为近源小河，从而引起河流泥沙沿岸分配的不均和海岸沉积物的差异。沉降带内每公里海岸线接受的沉积物是隆起带的数十倍，且以砂质沉积物为主．隆起带河流泥沙来量少．而且砂质沉积物占了压倒的优势．河流泥沙沿岸分配的不均决定了中国沙质和淤泥质海岸的基本类型和分布格局、沉降带和隆起带松散沉积层的厚度和结构，山此产生了中国沿岸与第四纪沉积层有关的灾害和环境问题的有规律的分布。地面沉降主要分布于沉降带内，而地下海水入侵多出现在依赖地下水的隆起带内，底辟构造、浅层天然气往往在大河三角洲构成灾害和潜在的地质灾害．沉降带和隆起带断陷盆地内的海岸低地通常是海平面上升的主要脆弱地区．此外，丰富的河流泥沙使中国海岸对全球海平面上升的响应也不相同，如海岸湿地的再生和海岸侵蚀原因的复杂性等．     

包头西6.4级地震震害及经济损失评估

介绍了１９９６年包头西６．４级地震震害并对地震经济损失作出了评估;根据包头市的震害评估经验,提出了大工业城市震害评估和工业设备、仪器仪表地震经济损失评定的基本原则和方法;此外,对大工业城市震害评估中有待解决的问题进行了探讨。     

城市地下水流场人工调控与减灾方案

以郑州市为例,针对城市区域长期过量开采地下水导致的一系列严重的环境地质灾害,诸如地下水水位持续下降形成区域地下水降落漏斗并不断扩张、含水层疏干、供水井吊泵、泉水断流、地下建筑工程浸没、地面沉降和塌陷等,探讨了城市地下水流场人工调控的减灾方案。建立了地下水系统的准三维动态数值仿真模型,以非均质各向同性渗流模型仿真地下水流,用不规则三角网格有限差分法求解了三维数值仿真模型。先解逆问题反求参数,再解正问题计算地下水各项资源量,数值仿真预报地下水渗流场至１９９８年。在此基础上,通过地下水渗流场的宏观调控与优化管理,使研究区内不合理开采地下水资源所引发的环境灾害减小到最低程度,为郑州市的环境减灾工作提供了科学依据。     

山西霍州西部地裂缝地质灾害成因分析

自20世纪90年代以来，山西省霍州西部地区出现了大量地裂缝，破坏了许多房屋和耕地，并且改变了地下水资源的空间分布，严重影响了当地人民的日常生活和地区经济发展。由于该地区地裂缝的成因尚不清楚，防治措施难以制订，其影响范围内的人群、房屋、耕地、水资源仍然受着地裂缝地质灾害的威胁。基于此种状况，在调查霍州地区采空塌陷地裂缝时空分布的基础上，结合区内区域地质、水文地质、工程地质及人类经济工程活动等条件，分析了地裂缝形成的主要原因。分析结果认为，采煤形成的采空区和采煤排水造成的地下水位下降是地裂缝形成的主要原因，雨水的冲蚀加速了地裂缝的扩展，确定了该地区地裂缝的非构造属性，并据此提出了相应的治理措施。     

河间地区地裂缝分形特征研究

基于分形理论研究了河间地区地裂缝的分布分形、受控分形以及影响分形特征,利用MAT-LAB软件分别计算了地裂缝、活动断裂、地下水、地面沉降等相关物理量的分维值。地裂缝的发育具有自组织性,其分维值的大小及变化反映了地裂缝活动的复杂性。地裂缝平面、剖面分形特征反映了该区域孕裂应力场在平面和纵深方向上的非均一性。地裂缝的形成和发育可以看作是断裂运动的一种调整,影响地裂缝断裂的分维值具有一定的区间。地下水开采、地面沉降作用与地裂缝活动存在很大的关联。     

我国东南沿海地面沉降类型及其特点

东南沿海是我国地面沉降发育严重的地质灾害区,按照形成地面沉降的主要原因分为超采地下水而产生的地面沉降、软土地基地面沉降与工程性地面沉降,各类型呈现出各自的沉降特点.     

地下水过量开采的概率风险分析

应用一种概率风险分析方法评价了济宁市地下水水位降落漏斗区的风险度。该方法引入了可靠度和严重度来进行分析评价，可靠度从宏观上反映了含水层系统的安全可靠程度，而严重度从微观上详细地刻画了含水层系统的易破坏程度。其中，影响可靠度大小的因子主要有可开采量和实际开采量，严重度大小的主要影响因子包括实际开采量、净补给、降深和含水层的初始饱和厚度。在可靠度和严重度计算结果的基础上，利用AreGIS软件计算了漏斗区风险度的空间分布。结果表明：占研究区总面积5．53％的中部地区风险度最大，而西部和南部的风险度相对很小，符合该地区实际的水文地质条件和地下水资源的开采现状。     

利用水准测量资料计算局部地区地壳的主倾斜方向和倾角

地震形变资料表明,震中往往位于形变量较大或者形变差异剧烈的地方,也即大致上位于形变梯度矢量的方向,如果掌握某地区形变梯度的失量方向,尤其是掌握多地区形变梯度矢量方向,这对从形变资料推断未来可能发震的危险区域显然具有现实意义。当某地区有限长度水准路线水准点高程变化呈现较强的地形变信息,一定程度上表现为面的趋势倾斜时,用本文介绍的方法,根据水准点平面座标和高程可以计算其主倾斜方向和倾角。本文利用上海佘山地区基岩水准点资料计算出1984年5月21日南黄海6.2级地震前一年,其最大倾斜方位为NE43°,倾角0.16角秒;1975年9月2日郎家沙5.3级地震前,其主倾斜方位为NE28°,倾角0.08角秒。倾斜应变的方向基本上指向震中。