北京地面沉降已有60多年的歷史,其發(fā)生發(fā)展與半個(gè)多世紀(jì)城市的快速擴(kuò)張密不可分。從整個(gè)北京平原地下水系統(tǒng)出發(fā),梳理多年時(shí)間序列（1950-2015年）的城市發(fā)展規(guī)模、人口、水資源及開(kāi)采動(dòng)態(tài)等數(shù)據(jù),結(jié)合遙感技術(shù)解譯不同年代北京平原的不透水面變化,分析其對(duì)降雨入滲補(bǔ)給量的影響;構(gòu)建整個(gè)北京平原含水層-弱透水層三維結(jié)構(gòu)系統(tǒng),借助PMWIN軟件建立區(qū)域尺度的地下水流-地面沉降耦合模型,利用長(zhǎng)期水位及沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行識(shí)別驗(yàn)證;開(kāi)展長(zhǎng)時(shí)間序列的北京平原地下水水頭場(chǎng)與地面沉降演化模擬,研究快速城市化進(jìn)程下北京平原多層含水層系統(tǒng)滲流場(chǎng)演變與地面沉降響應(yīng)特征。研究表明:長(zhǎng)時(shí)間尺度區(qū)域地下水流場(chǎng)-地面沉降演化模擬基本再現(xiàn)了地面沉降形成和發(fā)展演化的過(guò)程;北京地下水開(kāi)采歷史與地面沉降發(fā)展歷史具有一致性,而不同沉降區(qū)地面沉降發(fā)展受地下水開(kāi)采和城市發(fā)展雙重控制,是二者綜合作用的結(jié)果。 

【文章來(lái)源】：地質(zhì)科技通報(bào). 2020,39(01)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

北京平原第四系地質(zhì)圖(據(jù)文獻(xiàn)[24]修改)

圖1 北京平原第四系地質(zhì)圖(據(jù)文獻(xiàn)[24]修改)北京處于海河流域,地表水資源匾乏,多年來(lái)一直以超采地下水維持城市用水供需平衡[29]。降水是北京水資源的主要來(lái)源,1950-2015年北京市人口、降雨量和地下水開(kāi)采量變化情況見(jiàn)圖3。由圖3可知,平原區(qū)20世紀(jì)60-70年代降雨量穩(wěn)定在610 mm左右;80年代大幅下降至550 mm;90年代有所升高;2000年后降至520mm,遠(yuǎn)低于多年平均降雨量,連年干旱直接導(dǎo)致了水資源的減少。地下水開(kāi)采是北京平原地下水最主要的排泄方式,也是北京平原形成地下水降落漏斗的直接原因。隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和城市人口的增長(zhǎng),地下水開(kāi)采量不斷增加。20世紀(jì)五六十年代,地下水開(kāi)采初期階段;70年代,開(kāi)采量快速增長(zhǎng),城近郊出現(xiàn)超采;80年代初,地下水開(kāi)采量達(dá)到最高值;80年代后期-90年代,由于水資源綜合管理水平提高,地下水開(kāi)采量相對(duì)穩(wěn)定,但始終處于超采狀態(tài);21世紀(jì)以來(lái),隨著城市污水管網(wǎng)的優(yōu)化、水處理技術(shù)的提高和南水北調(diào)工程的完善,再生水和南水北調(diào)供水逐漸成為北京市水資源供給的組成部分,很大程度地緩解了北京水資源危機(jī),減少了北京市地下水資源的開(kāi)采量。

城市地面硬化會(huì)大大降低降雨入滲補(bǔ)給量,進(jìn)而影響整個(gè)區(qū)域地下水系統(tǒng)的補(bǔ)給與循環(huán)。根據(jù)朱琳等[21]、Zhu等[31]研究結(jié)果,1982-2007年,城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張了831 km2,不透水面大面積增加,導(dǎo)致區(qū)域降水入滲補(bǔ)給量減少約0.3億m3。陳蓓蓓等[23]、Chen等[23]研究了2000-2009年北京城市擴(kuò)張與降雨入滲補(bǔ)給量變化后認(rèn)為,2000-2009年間中心城區(qū)迅速擴(kuò)張,不透水面積比例逐年增加,降低了降雨對(duì)地下水的有效補(bǔ)給;而研究區(qū)降雨有效補(bǔ)給比率從2000年的48%減少至2009年的38%,說(shuō)明隨著不透水面積增長(zhǎng),降雨對(duì)地下水補(bǔ)給的損失越來(lái)越多。綜合以上信息可推斷,隨著城市化的發(fā)展進(jìn)程,不透水面積比例逐年增加,從整個(gè)區(qū)域水循環(huán)的角度,勢(shì)必也會(huì)減少區(qū)域的地下水補(bǔ)給量,進(jìn)而間接導(dǎo)致地下水的超量開(kāi)采和地下水降落漏斗的形成。圖4 北京平原不透水面積與地下水水位埋深變化圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]北京平原地面沉降數(shù)值模擬情景分析[J]. 秦歡歡.  地質(zhì)科技情報(bào). 2019(01)
[2]沖洪積平原地面沉降特征及主控因素——以北京平原為例[J]. 周毅,羅鄖,郭高軒,羅勇,雷坤超,王榮.  地質(zhì)通報(bào). 2016(12)
[3]城市化發(fā)展歷程回顧與新型城市化發(fā)展趨勢(shì)分析——以特大城市北京為例[J]. 常艷.  理論月刊. 2014(09)
[4]國(guó)際地面沉降研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)評(píng)述(英文)[J]. Devin L. Galloway.  上海國(guó)土資源. 2014(02)
[5]城市擴(kuò)張下的北京平原區(qū)降雨入滲補(bǔ)給量變化[J]. 朱琳,劉暢,李小娟,郭高軒,潘云.  地球科學(xué)(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)). 2013(05)
[6]北京市城市化水平演變進(jìn)程的綜合測(cè)度[J]. 吳文佳,高斯瑤,吳殿廷.  經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊. 2013(22)
[7]北京平原區(qū)地下水水位與地面沉降關(guān)系研究[J]. 楊勇,鄭凡東,劉立才,王素芬,王榮.  工程勘察. 2013(08)
[8]基于Landsat TM5遙感影像的北京市平原區(qū)不透水面積變化分析[J]. 侯愛(ài)中,倪廣恒,雷志棟,敬書珍.  水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2013(03)
[9]北京市平原區(qū)地下水動(dòng)態(tài)要素的時(shí)間變化及其啟示[J]. 翟遠(yuǎn)征,王金生.  水利學(xué)報(bào). 2012(09)
[10]北京地下水系統(tǒng)演化與地面沉降過(guò)程[J]. 陳蓓蓓,宮輝力,李小娟,雷坤超,顧兆芹,黨亞南,杜釗鋒.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版). 2012(S1)

博士論文
[1]北京平原區(qū)地下水可持續(xù)利用模型研究[D]. 王麗亞.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京） 2014

碩士論文
[1]聯(lián)合遙感與分布式水文模型估算北京平原區(qū)降水入滲補(bǔ)給量[D]. 崔秋洋.首都師范大學(xué) 2014
[2]基于PS-InSAR技術(shù)與信息熵的北京典型區(qū)域不均勻地面沉降研究[D]. 周超凡.首都師范大學(xué) 2014
[3]北京典型區(qū)域不均勻地面沉降成因機(jī)制分析[D]. 杜釗鋒.首都師范大學(xué) 2013
[4]北京市城市化對(duì)城市用水影響機(jī)制研究[D]. 張麗平.首都師范大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3217263