鹏山水源地开采条件下的含水层固结模型摘要：以鹏山水源地地下水系统作为研究对象，针对研究区地下水开采引发的地面沉降问题，应用土力学和地下水动力学原理，建立了该水源地开采条件下的含水层固结模型。为保证模型的准确性，从渗流空间场和地下水运动过程两个方面，对模型误差积累、误差分布和模型稳定性进行了较全面的评估，使模型具有较高的可信度。关键词：地下水资源；地面沉降；含水层固结；有限单元法；可持续发展中图分类号：TU433文献标识码：AConsolidationmodelofaquiferunderpumpingconditionatPengshanwaterwellfieldZHANGLi-sheng1,ZHUGuo-rong2（1.ShandongGeotechnicalInvestigationCorporation,Jinan250014,China;2.DepartmentofEarthSciences,NanjingUniversity,Nanjing210093,China）Abstract：ThisstudyisbasedonthegroundwatersysteminPengshanwaterresourcesarea,aimingattheproblemofgroundsubsidenceinstudyarea,applyingthetheoryofsoilmechanicsanddynamicsofgroundwater,theaquiferconsolidationmodelundertheconditionofexploitationinwaterresourcesisestablished.Inordertoensuretheexactnessofthismodel,makinguseofseepagespatialfieldandgroundwatermovementprogressrespectively,theauthorcomprehensivelyevaluatestheerrorcumulatinganddistributionandthemodelstabilitysoastoleadtobetterreliabilityinthemodel.Keywords：groundwaterresources;groundsubsidence;aquiferconsolidation;finiteelementmethod;sustainabledevelopment1引言鹏山水源地位于莱芜市鹏山脚下蟠龙河与辛庄河交汇处，供水能力达莱芜市工业与居民用水的76%左右。自1999年底开始，水源地原有部分供水井开始出现水质混浊、涌砂、出水量降低等现象，于是在水源地西侧新凿Z11水井，并于2000年2月18日正式启用，同年4月即在百嘴红村的东部一带陆续产生地面沉降、地面塌陷、地裂缝及房屋墙体开裂等地质灾害。经调查，地面变形随水位的升降有所起伏。本文针对研究区地面沉降问题，从地下水资源合理开发利用角度，分析研究地面沉降的机理和固结模式，以探索缓解地面沉降继续恶化的对策，减轻或避免由此产生的重大经济损失，为莱芜市经济可持续发展战略提供决策依据。2研究区地质构造概况莱芜盆地在大地构造上受鲁中纬向构造和鲁西旋卷构造的控制，为一中生代形成的断陷盆地，北、东、南三面环山，中部为低缓起伏的平原，西部较为开阔。整个地势由东向西倾斜，北、东、南三面又向盆地中部倾斜(见图1)。鹏山水源地位于莱芜盆地东南部，地貌上属构造侵蚀、中切割低缓丘陵至中低山区，因受莱芜弧形断裂的控制，呈单面山地形向西南倾斜。与本研究有关的主要构造有：(1)F1断裂F1断裂是莱芜弧形断裂的东部延伸段，其东北盘为泰山群花岗片麻岩，西南盘为奥陶系、寒武系灰岩。具压扭性，走向325°，倾向SW，倾角60°～70°。破碎带具强烈的高岭土化和糜棱岩化，隔水性好。F1断裂从百嘴红小庄中间穿过。更多岩土工程资料http://www.docin.com/751741952图1莱芜盆地构造略图Fig.1ThestructureoutlineofLaiwubasin(2)F3，F5断裂为两条近乎平行的断裂，两断裂之间为石炭系地层。石炭系地层与断层上下地层呈不整合接触。该断裂走向o310，倾向NE，倾角约o60。F3的东北盘为奥陶系灰岩，F5西南盘为第三系砾岩。(3)F14断裂位于百嘴红村西南，呈舒缓波状，总体走向o40，倾向SE，倾角约70°。断裂东南盘为第四系，西北盘北部为奥陶系灰岩，南部为第三系砾岩，断裂带内岩溶裂隙相对发育，断裂接受西北和北部山区的地下水补给，再通过F14断裂的伴生断层间接补给研究区。(4)岩溶裂隙由于本区断裂构造异常发育，断裂带内岩石破碎，致使研究区内上部岩溶裂隙极发育，成为地下水赋存和运移的主要场所。而在此范围以下，岩性一般致密完整，岩溶裂隙均不甚发育，连通性较差，可视为相对隔水底板处理。3因抽水引起的土层固结模型3.1水文地质概念模型这是建立数学模型的基础，它必须突出反映实际水文地质条件的基本特征，又充分保留原型的普遍规律。为查明鹏山水源地的水文地质条件，笔者在充分收集与研究前人...
