参数累积估计灰色模型及地面沉降预测

基于传统GM(1,1)地面沉降预测模型的非稳定性,引入参数累积估计方法来代替最小二乘法,构建了参数累积估计的灰色沉降预测模型。通过对上海市地面沉降的预测,证实模型降低了矩阵条件数,提高了沉降预测的稳定性,进而对上海市分层沉降进行了预测,并给出相应的模型稳定性判别,预测结果给出了上海沉降的发展趋势,为地面沉降的合理防治提供了帮助。

VR-GIS技术在地面沉降研究中的应用

将虚拟地理信息系统技术应用于地面沉降研究中,以VisualC++6.0为开发工具,利用OpenGL(Open Graphics Library)开放图形库渲染三维空间信息。以苏锡常地区为例,实现以三维水文地质结构为基础,虚拟地面沉降动态过程;在三维水文地质结构模型的基础上构建地面模型,在虚拟模型中耦合地下水位埋深和地面沉降间的关系模型,实现地面累计沉降量的模拟预报,从而,为地面沉降研究提供一个可视化操作平台。

宁波平原地面沉降全耦合数值模拟研究

宁波地面沉降已有半世纪,随着城市化快速推进,地表动静荷载剧增,地面沉降已从地下水不合理开采的区域性地面沉降逐渐向大规模地表荷载和基坑降排水造成的工程性地面沉降转变。自2008年底市区地下水实施禁限采后,地面沉降漏斗仍继续缓慢扩张,监测中心沉降量持续增加,并相继出现了多个新型小漏斗。在充分论述工程性因素在宁波平原区域地面沉降中作用和特征的基础上,基于有限差分法,建立参数随应力应变变化的地下水开采和区域建筑荷载双重作用下的全耦合动态地面沉降方程。通过实测数据和模拟结果的对比研究,显示模型良好的拟合关系,并预测了2012～2015年地面沉降发展趋势,为宁波地面沉降防治及中心城区城市化建设、海洋经济发展提供依据。

基于MODFLOW地下水数值模拟对济南北部地区地面沉降的预测

为查明济南北部地区深层地下水开采影响地面沉降的成因机理,在综合分析区内水文地质、工程地质、地下水开采等资料的基础上,基于Visual MODFLOW三维有限差分地下水流动模型,对深层地下水降落漏斗发育情况进行了数值模拟,得出地下水流场时空动态分布规律,建立了流-固耦合模型,并对区内地面沉降发展趋势进行了预测。经验证,预测沉降速率与InSAR监测地面沉降速率基本吻合,预测结果基本可靠,具有较高的研究意义和应用前景。

地下水资源科学管理与地面沉降系统控制——中国科学院院士薛禹群接受本刊专访

2010年12月23日,本刊编委、上海市地质调查研究院副总工程师李勤奋教授,本刊编委、上海市地质调查研究院副总工程师王寒梅高级工程师,本刊编辑部主任、上海市地质调查研究院总工程师办公室副主任龚士良教授,专程赴南京拜访了中国科学院院士、南京大学薛禹群教授,并围绕地下水资源管理与地面沉降控制作了专题访谈。薛院士针对我国水资源分布的特点与现状及其对经济社会发展的影响、地下水资源合理调度及其科学管理、地下水开采与地面沉降防治、地面沉降模拟预测、科研工作与社会需求的结合及其成果的社会转化等方面发表了精辟论述和独到见解,提出了深化我国地下水资源科学管理和地面沉降研究与防治的指导性建议。

AM-LSTM网络的北京平原东部地面沉降模拟

基于传统数值方法构建的地面沉降模拟预测模型需要大量的水文地质数据和实测数据,对于地质条件复杂地区的形变模拟预测难度大。本文基于PS-InSAR技术获取的北京平原东部地区的地面沉降信息,综合考虑不同层位地下水水位对沉降的影响,采用基于注意力机制的长短时记忆网络(AM-LSTM)对不同沉降发育地区典型位置处的地面沉降进行模拟。结果表明:(1)研究区地面沉降空间差异性明显,2010年11月—2016年8月最大沉降速率约153 mm/a,累计沉降量达到1063 mm,位于朝阳区三间房乡附近;(2)基于AM-LSTM模型的模拟精度优于传统LSTM模型,本次模拟精度最高提升了22%;(3)AM-LSTM模型注意力权重表明,第二承压含水层水位对地面沉降贡献最大。本次研究能够为地面沉降防控提供可靠的技术支撑。