地面沉降對含水層參數及給水能力的影響研究

劉 蓉，曹國亮，趙 勇，陸垂裕，孫青言，嚴聆嘉，彭 鵬

(1.中國水利水電科學研究院流域水循環模擬與調控國家重點實驗室，北京 100038；2.河北省水文水資源勘測局，河北 石家莊 050031)

地面沉降已經成為一個全球性的地質災害問題，導致地面沉降的因素很多，過度開采地下水是造成地面沉降的主要原因，地面沉降的沉降速率和沉降量與地下水位的下降速率和下降量密切相關[1]。目前我國形成的面積較大的地下水漏斗區多達56個，漏斗中心地下水埋深最大達百余米，并且各個區域的沉降中心仍在不斷發展，沉降空間分布范圍有逐漸連成一片的趨勢[2]。由于深層地下水開采量很大一部分來自弱透水層的壓密釋水，這部分變形為不可恢復的非彈性變形，因此弱透水層壓密釋水量是一次性消耗量[3-5]。

土層壓縮變形會導致土層相關水文地質參數改變，其中釋水系數和滲透系數是關鍵影響參數，現有的地面沉降模擬中多將參數設置為固定值[6]，造成很大的誤差[7]。隨土層的壓縮變形，土壤孔隙度逐漸減小，滲透系數、儲水系數也隨之減小，不同時期不同深度土層的滲透系數和儲水系數都不同[8-9]，因此考慮時變性參數的含水層系統壓縮模擬已成為地面沉降研究的關鍵和趨勢。地面沉降過程中水文地質參數的變化規律是水文地質研究的一個難點，現有少量研究也基本是通過室內巖土壓縮實驗分析參數變化規律[10-15]。除了使地質參數發生改變外，土層壓縮變形帶來的更為嚴重的影響是對含水層系統給水能力和儲水能力的影響，弱透水層非彈性壓縮變形造成的含水層系統儲水能力的永久性減小對地下水資源保障能力的影響尤為重要?！?br>