油气开采过程中地质环境问题研究现状与展望 被引量：4

1

作者 苏培东 陆星好 +2 位作者 徐学渊 邱鹏 李有贵 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期147-163,172,共18页

随着经济建设发展,石油与天然气需求量不断增加,加速开采带来的地质环境问题也越发凸显,针对油气开采过程中地质环境问题的研究则具有重要理论意义和工程应用价值。在收集整理国内外油气开采过程中地质环境问题典型案例和研究成果的基础... 随着经济建设发展,石油与天然气需求量不断增加,加速开采带来的地质环境问题也越发凸显,针对油气开采过程中地质环境问题的研究则具有重要理论意义和工程应用价值。在收集整理国内外油气开采过程中地质环境问题典型案例和研究成果的基础上,归纳总结出地面沉降、诱发地震、地下水污染和地层结构改变是油气开采过程中主要的地质环境问题,论述了油气田地质环境问题的控制因素、发生机理和致灾效应的研究成果,对现有油气田地质环境问题的监测方法、预测方法和防治措施进行了归纳,分析了现有油气田地质环境问题方面研究存在的问题与局限性,并对油气田地质环境问题未来的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 油气开采 地质环境问题 地面沉降 诱发地震 地下水污染 地层结构改变

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人工神经网络技术在水质动态预测中的应用 被引量：26

2

作者 过仲阳 陈中原 +2 位作者 李绿芊 宋保平 陆衍 《华东师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期84-89,共6页

根据前人研究 ,上海地区地下水的水质变化主要受人工开采和回灌活动的影响 ,然而 ,由于地下水流动的复杂性 ,水质变化与采灌井的开采量及回灌量之间存在着完全非线性的关系 ;另一方面 ,人工神经网络技术具有较强的解决矛盾样本 (即非线... 根据前人研究 ,上海地区地下水的水质变化主要受人工开采和回灌活动的影响 ,然而 ,由于地下水流动的复杂性 ,水质变化与采灌井的开采量及回灌量之间存在着完全非线性的关系 ;另一方面 ,人工神经网络技术具有较强的解决矛盾样本 (即非线性问题 )的能力 ,因此 ,作者在收集已有观测资料的基础上 ,利用人工神经网络技术对上海地区第III承压含水层的矿化度变化进行了预测。算例表明 ,应用该法进行单井预测的相对误差只有 2 .0 7% ,多井预测的相对误差小于 1 .5%。 展开更多

关键词 人工神经网络 地下水水质 人工开采 回灌 动态预测 单井预测 多井预测

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华北平原深层地下水超采程度计算与分析 被引量：36

3

作者 石建省 王昭 +5 位作者 张兆吉 费宇红 李亚松 张凤娥 陈京生 钱永 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期215-220,共6页

华北平原深层地下水的超采已引起了一系列的环境地质问题。为了从区域上认识深层地下水的超采情况以及由此引发的环境地质问题,分别以地下水开采潜力系数(深层地下水可利用量/现状开采量)、地面沉降量、多年平均水位下降速率为指标对地... 华北平原深层地下水的超采已引起了一系列的环境地质问题。为了从区域上认识深层地下水的超采情况以及由此引发的环境地质问题,分别以地下水开采潜力系数(深层地下水可利用量/现状开采量)、地面沉降量、多年平均水位下降速率为指标对地下水超采情况进行了计算和分析。结果表明,不同方法的计算结果具有一定的一致性。从区域上来看,深层地下水总体上处于超采状态,已无开采潜力。地下水开采程度指标采用以2003年为现状年的开采量,因此更多反映的是开采程度现状。利用地面沉降和多年平均水位下降速率计算的超采结果更多地反映了深层地下水开采历史所产生的环境地质问题。 展开更多

关键词 华北平原 深层地下水 开采程度评价 地面沉降

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Biot固结理论在地面沉降计算中的应用 被引量：28

4

作者 陈杰 朱国荣 +1 位作者 顾阿明 王彩会 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 2003年第2期28-31,共4页

在回顾地面沉降研究现状的基础上,提出采用Biot固结理论进行由降水形成的渗流场与应力场的耦合分析,并运用二维Biot固结平面有限元程序计算因开采地下水而引起的地面沉降问题,最后通过工程实例验证了该方法的可行性。

关键词 地面沉降 BIOT固结理论 渗流场 应力场 耦合分析 地下水 开采

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冲洪积平原地面沉降特征及主控因素——以北京平原为例 被引量：22

5

作者 周毅 罗郧 +3 位作者 郭高轩 罗勇 雷坤超 王荣 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2100-2110,共11页

北京由于长期过量开采地下水,相继引发了一系列地质环境问题,其中地面沉降问题尤为突出。回顾了北京地面沉降发展历史,从平面和垂向上分析了地面沉降特征,在此基础上对北京冲洪积平原区沉降的主控因素进行了研究。结果表明:(1)平面上,... 北京由于长期过量开采地下水,相继引发了一系列地质环境问题,其中地面沉降问题尤为突出。回顾了北京地面沉降发展历史,从平面和垂向上分析了地面沉降特征,在此基础上对北京冲洪积平原区沉降的主控因素进行了研究。结果表明:(1)平面上,沉降分为南、北2个大区,7个沉降中心。北区已由多个单独沉降中心区扩展成一个大区域,南区北扩明显;(2)垂向上,南区第一压缩层为沉降主贡献层,沉降占比42%,浅部地层沉降速率减小,深部地层沉降速率增加。土体变形特征为塑性变形,包含蠕变变形;北区第二压缩层为沉降主贡献层,沉降占比65%,浅部沉降量值很小且波动平缓,深部沉降量相对较大。土体变形特征为浅部以弹性变形为主,深部以塑性变形为主,包含蠕变变形;(3)沉降受构造作用及基底格架控制,北东方向受冲洪积扇上部单一砂卵砾石的地层条件控制扩展范围有限,沉降整体向北西、南东方向扩张;(4)地层结构决定沉降平面和垂向分布特征,尤其北部冲洪积与南部湖相沉积的差异,是产生深浅部地层沉降贡献率不同的重要因素;(5)地下水开采仍是沉降产生的主因,地下水漏斗的扩展和沉降中心的分布高度吻合,主要沉降层地下水位下降速率与沉降速率成正比。 展开更多

关键词 冲洪积平原 地面沉降 地质结构 地下水开采 主控因素

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黄河三角洲地区地面沉降驱动因素研究 被引量：17

6

作者 刘桂卫 黄海军 +2 位作者 杜廷芹 别君 陈纪涛 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期43-50,共8页

黄河三角洲地区地势低平、生态脆弱,地面沉降使得海水入侵和风暴潮灾害加剧。弄清该区域地面沉降驱动因素,对油田安全生产和湿地生态保护都有积极的意义。以20 m地层为界,将地面沉降驱动因素分为浅地层和深地层因素。分析了地表荷载增... 黄河三角洲地区地势低平、生态脆弱,地面沉降使得海水入侵和风暴潮灾害加剧。弄清该区域地面沉降驱动因素,对油田安全生产和湿地生态保护都有积极的意义。以20 m地层为界,将地面沉降驱动因素分为浅地层和深地层因素。分析了地表荷载增加、地下水和油气开采、沉积物固结压实、新构造运动等对该区地面沉降的驱动作用。此外,探讨了海平面上升和地震灾害对该区地面沉降的影响。结果表明:该区地面沉降驱动因素主要为沉积物固结和地下水开采,但控制范围存在区域性差异;1969年地震使该区产生明显地面沉降,海平面上升使该区地面沉降形势更加严峻。 展开更多

关键词 地面沉降 地下水开采 固结压实 黄河三角洲

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天津市地面沉降研究及综合治理 被引量：38

7

作者 吴铁钧 崔小东 +1 位作者 牛修俊 陈文杰 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 1998年第5期17-20,共4页

地面沉降是天津市主要地质灾害，使社会经济遭受严重损失。为减轻受害程度、控制地面沉降，天津市自１９８７年开始控制使用地下水，并在主要工业采水区实施人工回灌补充地下水。

关键词 地面沉降 地下水开采 人工回灌 综合治理

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高层建筑物荷载与地下水开采叠加作用下的地面沉降特征 被引量：15

8

作者 丁德民 马凤山 +2 位作者 张亚民 王杰 郭捷 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2011年第3期433-439,共7页

在地下水开采和高层建筑荷载叠加作用下,城市地面沉降分布愈加复杂。以天津塘沽地区为例,考虑到土体在固结沉降中的平衡条件、弹性本构条件、变形协调条件和水流连续条件,以比奥固结理论为基础,建立了高层建筑荷载和地下水开采叠加作用... 在地下水开采和高层建筑荷载叠加作用下,城市地面沉降分布愈加复杂。以天津塘沽地区为例,考虑到土体在固结沉降中的平衡条件、弹性本构条件、变形协调条件和水流连续条件,以比奥固结理论为基础,建立了高层建筑荷载和地下水开采叠加作用下三维地面沉降模型,采用有限元方法进行了数值计算。结果表明,高层建筑物的附加荷载作用在其建成后的3~4 a内将产生可观的地面沉降量;抽水和高层建筑荷载叠加作用下的地面沉降存在耦合效应,叠加作用下的地面沉降值小于可比条件下单独抽水和单独荷载作用下地面沉降值之和。 展开更多

关键词 地下水开采 高层建筑荷载 叠加作用 地面沉降 耦合效应

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天津地面沉降区土水比论述 被引量：9

9

作者 董克刚 王威 +4 位作者 于强 周俊 陆阳 易长荣 郑玉萍 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期76-80,91,共6页

天津市地面沉降分布广,沉降速率大。本文针对当前地面沉降研究和防治过程中所遇到的勘查资料严重缺乏、禁采难以全面实现等难题,提出了土水比指标量。通过概念分析和对多年数据的分析,认为土水比可以检验地下水开采量数据的统计精度,指... 天津市地面沉降分布广,沉降速率大。本文针对当前地面沉降研究和防治过程中所遇到的勘查资料严重缺乏、禁采难以全面实现等难题,提出了土水比指标量。通过概念分析和对多年数据的分析,认为土水比可以检验地下水开采量数据的统计精度,指示地下水资源补给及土层释水条件,并表明沉降的严重程度,反映地下水资源的保障程度。建议在沉降防治工作中,以土水比作为指标,通过相关分析模型来制定压采量。 展开更多

关键词 天津市 地面沉降 土水比

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地下水开采与地面沉降控制三维全耦合模型研究 被引量：23

10

作者 骆祖江 曾峰 李颖 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1080-1086,共7页

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,并以吴江市浅... 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,并以吴江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,以微承压含水层未来10 a内地下水位埋深不低于含水层顶板、地面沉降量不超过50 mm为约束条件,预测了吴江市各镇的地下水可采资源量合计为1203.59×104m3/a。 展开更多

关键词 比奥固结理论 地面沉降 三维全耦合模型 非线性 地下水 开采

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江苏沿江开发带地下水开采与地面沉降三维数值模拟 被引量：10

11

作者 骆祖江 张月萍 +1 位作者 刘金宝 刘建东 《地球科学与环境学报》 CAS 2007年第3期280-284,共5页

根据江苏沿江开发带地下水系统的水文地质机制以及地面沉降机理,在概化出江苏沿江开发带的地下水系统水文地质概念模型和地面沉降模型的基础上,建立了江苏沿江开发带地下水开采与地面沉降三维数值模型。并针对各种开采方案下地面累积沉... 根据江苏沿江开发带地下水系统的水文地质机制以及地面沉降机理,在概化出江苏沿江开发带的地下水系统水文地质概念模型和地面沉降模型的基础上,建立了江苏沿江开发带地下水开采与地面沉降三维数值模型。并针对各种开采方案下地面累积沉降量最少的原则,给出了各含水层的最优开采方案。 展开更多

关键词 地下水开采 地面沉降 三维数值模拟 最优开采方案

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徐水县北楼村漕河地裂缝形成机理及其演化 被引量：7

12

作者 杨为民 张永双 +1 位作者 黄晓 邱占林 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期122-128,共7页

依据现场调查、工程探测和室内测试分析,探讨了徐水县北楼村漕河地裂缝的形成机理和演化过程。北楼村漕河地裂缝沿河道发育,属张性拉裂缝,呈现逐年向上游、下游扩展的趋势。地裂缝的发生主要是由当地超量开采地下水引起的。特别是农田... 依据现场调查、工程探测和室内测试分析,探讨了徐水县北楼村漕河地裂缝的形成机理和演化过程。北楼村漕河地裂缝沿河道发育,属张性拉裂缝,呈现逐年向上游、下游扩展的趋势。地裂缝的发生主要是由当地超量开采地下水引起的。特别是农田灌溉机井的大量抽水,使第四系松散层地下水水位急剧下降,水力坡度加大,含水砂层发生渗透变形,砂层被淘空,导致漕河两侧地表沉降。而相比于河道两侧,河道内地表沉降量小,致使河道中心土体中产生次生拉张应力,形成地裂缝。因而,有必要进一步研究地裂缝的灾害效应,为地裂缝灾害的预测防治提供科学依据。 展开更多

关键词 地裂缝 地下水开采 地表沉降 拉应力 漕河

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太原市地面沉降的计算与预测 被引量：7

13

作者 方鹏飞 朱向荣 武胜忠 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期44-46,共3页

为分析太原市地面沉降 ,对太原市区进行了地质模型概化 ,建立了太原市区大规模开采地下水引起地面沉降的数值计算模型 ,同时对研究区内的地面沉降进行了预测。分析结果表明 。

关键词 地面沉降 地下水开采 计算模型 预测 太原市 承压水

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土水比指标在天津沉降区地下水资源管理中的应用 被引量：5

14

作者 董克刚 王威 +2 位作者 于强 易长荣 周俊 《水资源保护》 CAS 2009年第6期51-55,共5页

天津地面沉降形势严峻,加强地下水资源管理是控制地面沉降的关键。理论和实践证明,可开采量和临界水位等地下水资源管理指标,其可操作性不强。为此,在综合分析沉降区内地下水开采量和地面沉降所引起的土方损失情况的基础上,提出了一种... 天津地面沉降形势严峻,加强地下水资源管理是控制地面沉降的关键。理论和实践证明,可开采量和临界水位等地下水资源管理指标,其可操作性不强。为此,在综合分析沉降区内地下水开采量和地面沉降所引起的土方损失情况的基础上,提出了一种新的地下水资源管理指标——土水比。研究结果表明:土水比能够指示地面沉降相对于地下水开采的易发性以及沉降区内的地下水资源保障程度;将土水比作为沉降区地下水资源管理的指标,就可以确定出不同级别的沉降易发区域以及地下水资源的保障程度,了解开采条件下地下水资源的补给能力,从而可保证地下水开采不消耗地下水储存资源,有效监控和防治地面沉降。 展开更多

关键词 地面沉降 地下水资源管理 地下水环境容量 土水比 天津市

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抽水导致区域性地面沉降中的s–lnr线性关系 被引量：15

15

作者 杨建民 纪森林 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1606-1614,共9页

地下水开采造成区域性地面沉降及其带来的危害已成为全球性的地质灾害之一。对沉降区域内控制点的监测和预测是沉降研究的主要内容。基于弹性力学、有效应力原理和土体线弹性本构关系,在单井抽水造成地面沉降规律性研究的基础上,应用线... 地下水开采造成区域性地面沉降及其带来的危害已成为全球性的地质灾害之一。对沉降区域内控制点的监测和预测是沉降研究的主要内容。基于弹性力学、有效应力原理和土体线弹性本构关系,在单井抽水造成地面沉降规律性研究的基础上,应用线性微分方程叠加原理论证了多井抽水时沉降–距离仍遵循s–lnr线性关系。通过国内外若干抽水导致的区域性地面沉降实例验证,虽然由于地层不均匀性和地质构造如断裂等影响,各地沉降漏斗并不规则,但都存在以上s–lnr的线性关系。文中揭示的区域性地面沉降中的s–lnr线性关系规律,可用于地面沉降研究中非监测点的沉降值推测和沉降趋势预测,具有重要应用价值。 展开更多

关键词 抽水 沉降 距离 对数 线性

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基于平原高潜水位采煤塌陷土地复垦的人工湿地规划──以徐州市九里人工湿地规划为例 被引量：19

16

作者 渠俊峰 李钢 张绍良 《节水灌溉》 北大核心 2008年第3期27-30,共4页

平原区高潜水位采煤塌陷土地拥有丰富的水资源,地势低洼,土壤接近饱和湿度,为人工湿地的规划建设提供了良好的自然条件。结合平原采煤塌陷土地开发复垦,对平原高潜水位采煤塌陷区进行水、土资源的优化配置,规划建设人工湿地,改善矿区城... 平原区高潜水位采煤塌陷土地拥有丰富的水资源,地势低洼,土壤接近饱和湿度,为人工湿地的规划建设提供了良好的自然条件。结合平原采煤塌陷土地开发复垦,对平原高潜水位采煤塌陷区进行水、土资源的优化配置,规划建设人工湿地,改善矿区城市的生态环境,推进采煤塌陷土地的综合效益的发挥。 展开更多

关键词 平原 高潜水位 塌陷土地 湿地规划

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超固结粘性土变形特征及可持续开采水位降的室内试验确定方法 被引量：10

17

作者 王秀艳 刘长礼 张云 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期875-879,共5页

通过对海口市深层地下水开采漏斗附近区超固结粘性土大量的物理力学性质等试验研究,认为饱和超固结粘性土在附加应力作用下同样会产生释水变形并存在一定规律;根据室内压缩曲线变形规律可以确定深层地下水的可持续开采水位降。研究成果... 通过对海口市深层地下水开采漏斗附近区超固结粘性土大量的物理力学性质等试验研究,认为饱和超固结粘性土在附加应力作用下同样会产生释水变形并存在一定规律;根据室内压缩曲线变形规律可以确定深层地下水的可持续开采水位降。研究成果对科学开采深层地下水、预防与治理地面沉降及相关灾害具重要指导意义。 展开更多

关键词 超固结粘性土 地面沉降 释水变形 有效应力 可持续开采水位

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地下水人工回灌和停采对地面沉降控制的影响分析 被引量：6

18

作者 罗勇 田芳 +4 位作者 秦欢欢 崔文君 欧志亮 孙爱华 田苗壮 《水资源与水工程学报》 CSCD 2020年第1期52-57,共6页

地面沉降是全世界主要的工程地质灾害之一,而地下水超采是造成地面沉降的主要原因之一。为研究地下水人工回灌和停采对北京平原地面沉降的影响,采用三维地下水模型和情景设计法,设计3个情景(保持现状、人工回灌和地下水停采)对北京平原... 地面沉降是全世界主要的工程地质灾害之一,而地下水超采是造成地面沉降的主要原因之一。为研究地下水人工回灌和停采对北京平原地面沉降的影响,采用三维地下水模型和情景设计法,设计3个情景(保持现状、人工回灌和地下水停采)对北京平原区域及沉降中心的沉降速率进行模拟。结果表明:保持现状、人工回灌和地下水停采等情景下北京平原在2015、2020和2030年的区域地面沉降分别为24 mm/a左右、12.7~23.2 mm/a及12.4~23.7mm/a,沉降中心地面沉降分别为39.30~158.62 mm/a、21.09~165.83 mm/a及16.5~162.95 mm/a;人工回灌和地下水停采对研究区地下水水位和含水层储存量的恢复以及地面沉降的控制有显著的促进作用,但地下水停采的效果要优于人工回灌的效果;只有综合考虑社会经济发展和地面沉降控制,才能既控制地面沉降的恶化,又保证北京平原社会的可持续发展。 展开更多

关键词 地面沉降控制 人工回灌 地下水停采 北京平原

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沧州市地面沉降灾害预测预警 被引量：14

19

作者 骆祖江 张鑫 田小伟 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期365-373,共9页

为了准确模拟评价沧州市地下水开采对地面沉降的影响,为沧州市政规划和地下水资源管理提供决策依据,基于比奥固结理论,建立了地下水开采与地面沉降三维全耦合数学模型。在对模型进行识别和校正的基础上,模拟预测了在地下水现状开采情况... 为了准确模拟评价沧州市地下水开采对地面沉降的影响,为沧州市政规划和地下水资源管理提供决策依据,基于比奥固结理论,建立了地下水开采与地面沉降三维全耦合数学模型。在对模型进行识别和校正的基础上,模拟预测了在地下水现状开采情况下,从2010年12月31日至2025年12月31日逐年的地面沉降变化趋势,并根据地面沉降速率对地面沉降进行了地质灾害预警分区。结果表明,到2025年12月31日,沧州市累计最大地面沉降量为466.82 mm,最小地面沉降量为241.54 mm,大部分地区为四级预警区和五级预警区,仅肃宁县为三级预警区。 展开更多

关键词 地下水开采 地面沉降 比奥固结 耦合 预测预警模型

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沧州市地下水开采-地面沉降数值模拟 被引量：9

20

作者 马青山 骆祖江 《水资源保护》 CAS CSCD 2015年第4期20-26,共7页

以沧州市地下水开采引起的地面沉降为例,在分析研究区地质和水文地质条件的基础上,得到研究区地下水开采与地面沉降地质概化模型,建立地下水三维渗流和土体垂向一维变形耦合数值模型,在完成模型识别验证的基础上,预测了现状开采条件下从... 以沧州市地下水开采引起的地面沉降为例,在分析研究区地质和水文地质条件的基础上,得到研究区地下水开采与地面沉降地质概化模型,建立地下水三维渗流和土体垂向一维变形耦合数值模型,在完成模型识别验证的基础上,预测了现状开采条件下从2010年末到2025年末地下水流场的变化特征和地面沉降的变化趋势。结果表明,到2025年底,整个沧州市范围内累计地面沉降量最大值为475 mm,最小值为270 mm。 展开更多

关键词 地下水开采 地面沉降 预测模型 耦合数值模型

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