含水层厚度突变型地裂缝控制因子敏感性分析

过量开采地下水引发的“采水型”地裂缝灾害在国内外广泛存在。采水型地裂缝的发育是过量开采地下水与复杂的地质、水文地质条件共同作用的结果。含水层厚度突变型地裂缝是常见的一类采水型地裂缝。为了深入理解含水层厚度突变型地裂缝发育机制,文章基于这类地裂缝的概念模型设计了一个理想的地裂缝发育数值试验算例,应用有限元方法计算含水层连续性介质的应力应变分布,应用界面元方法计算非连续裂缝的发育。在此理想算例基础上,进一步应用Sobol全局敏感性分析方法评估含水层厚度比、孔隙水压力变化、压缩系数以及内聚力四个控制因子对地裂缝发育深度的影响。研究结果表明:开采地下水过程中,由于孔隙水压力降低,差异性沉降和剪切应力在含水层厚度突变处集中并不断增大,导致地面产生地裂缝,并进一步向下扩展。含水层厚度比是地裂缝发育最敏感的控制因子,孔隙水压力变化的敏感性次之,压缩系数敏感性弱,内聚力是不敏感控制因子。含水层厚度比和孔隙水压力变化之间有明显的交互作用,含水层厚度差异越大且孔隙水压力降低越大则地裂缝发育越深。

基于全偏确定度的区域水资源承载力动态评价

为尽可能挖掘联系数所隐含的各类信息价值以更准确地评价分析区域水资源承载力时空状况,利用同一度、差异度、对立度之间的模糊关系作为计算基础,求解差异度与同一度、对立度之间的偏确定度,进而改进联系数中对差异度系数的分配方式,并将该方法用于实际区域水资源承载力动态评价中。结果表明:(1)改进的差异度系数分配方式在实际评价中得到的结果与安徽省水资源承载力实际状况基本一致。(2)2011—2015年安徽省水资源承载力状况随时间有向好的发展趋势,但仍处于临界超载状况;从空间上看,安徽省水资源承载状况由北往南逐渐向好,其中皖北地区处于超载状态、皖中处于临界超载状态、皖南处于未超载状态;从承载子系统看,承载支撑力方面皖南较皖中和皖北偏好,承载压力方面皖北较皖中和皖南偏好,承载调控力方面皖中和皖南偏好。(3)评价结果显示皖北处于超载状况,主要是由于水资源支撑力偏弱;承载子系统间相对均衡发展是皖中处于承载临界状况的主要原因;皖南水资源承载状况最好,得益于较强的调控力和支撑力。由分析可知,上述动态评价分析结果合理可靠,该方法直观简便、在资源环境承载力动态评价分析问题中具有较好的推广应用价值。