深层地热水开采与地面沉降的关系分析

深层地热水开采与地面沉降的关系分析
发表时间：2020-12-23T06:03:18.896Z 来源：《防护工程》2020年26期作者：徐树常
[导读] 创新和完善可能的传统思维和措施，细致研究利用合理开采、水位维持动态平衡的双重管理机制，使地下水资源管理工作向更高的阶段迈进。

(威廉莎士比亚、
嘉鱼县山湖温泉旅游有限公司 4372000
摘要：为了科学管理水资源，水利部制定了严格的水资源管理制度。

通过地下水战略宏观研究，明确加强对地下水保护的各种要求，创新和完善可能的传统思维和措施，细致研究利用合理开采、水位维持动态平衡的双重管理机制，使地下水资源管理工作向更高的阶段迈进。

(威廉莎士比亚、
关键词：深层地热水开采；地面沉降；关系
引言
超采地下水引发的地面沉降灾害已成为地区经济可持续发展的重要制约因素，如何从风险方面为决策者提供支持，实现灾害防治从被动应对向主动防御转变，是地面沉降防治研究领域的新课题。

1地下热水分布规律
地温梯度在地下1500米前随着盆地深度的增加而增加，1500米后又减少，南阳盆地地温梯度分布规律为西高洞低、北高南低、盆地中心最小。

地温场的基本分布区和地区结构的分布区基本一致。

根据研究地区地下水水位、水、水化学特征、储热部位岩石特征和地温梯度情况，可分为盆地浅部、盆地深部型、盆地基底型地热田三大具有高利用价值的地热田。

三者在垂直方向上没有水力关系，平面上是自主的体系。

其中盆地浅层地热田含水量高，温度在40℃左右，可以开采低温水。

盆地深部地热田的热水温度比较高，可以开采高温地热，其地下热水温度超过70℃，但储热量比较少。

盆地基地型地热田深度浅，水丰富，温度约在40℃~47℃之间，盆地基地型地热田与岩浆岩的分布密切相关。

2地面沉降
从地质角度而言，能够引起地面沉降的原因有多种，其一是在自然重力的影响下，地表上的松散地层会由于重力变为更加紧密、密度更高的坚硬地层，而由于密度增高的原因，整个地层的厚度自然就变薄，从而就会导致地面沉降；其二就是由于地震等地壳运动导致地面沉降；其三就是地质的构造作用引起地面沉降。

而如今，由于人类大量、无序开采地下能源等行为，间接引发了地面的沉降，这对地球环境会造成很大危害。

当人们过度地开采地热水后，地下水位下降，于是地层的平衡就会因水位下降的原因而遭到破坏，从而使得地层的有效应力增加，进而导致地面沉降的情况发生。

如今随着我国大力开采地热能源，我国多地均出现了地面沉降的情况，所以相关部门在开采时应尽量节制，并且相处更合适的开采方法。

3深层地下水位与地面沉降的关系
分别以沉降中心、边缘为基础，建立深层地下水位和地面沉降量关系。

SA V数据文件通过在SPSS-forwingdows11.5软件中合理运行分析模块来分析结果(表1)。

表1分析显示，任何地区都使用某种分析方法，深层地下水水位和地面沉降量相关系数均超过0.960，0相关概率均为0.000，具有非常高的相关度。

比较分析三个领域的数据，相关系数最高的是沉降中心，达到0.995。

表1深层地下水位与地面沉降相关性分析
4结论
4.1水位下降后，深度越大，地表沉降变形也越大，水位为1米时，指标下沉2.7毫米。

因此，可以采取多孔、真空、降水等施工措施，防止施工区的土体因肝功水压损失而变软，防止指标下沉。

4.2填土坡度越大，地表沉降变形也越大，坡度为0.3时地表沉降量为3.83毫米。

因此，要多次压缩充填材料，保持稳定材料的平衡状态，减少地表沉降。

随着4.3个小时的推移，接近1米的地表沉降增长率越来越小。

可以在施工现场设置过滤器，提前平衡土壤的洞隙压力、土粒之间的粘合力和上部负荷。

4.4充填高度越大，地表沉降变形也越大，但增速逐渐放缓。

因此，在初期施工过程中，应结合当地调查设计资料，合理计算沉降安全系数，通过反推计算填土临界高度。

5控制地下水开采与地面沉降
5.1合理掌控深层承压的水位指标
华北平原深层压水的逐步扩大为我国地区经济的快速发展奠定了坚实的基础。

据相关统计，深层地下水开采量大的地区有沧州、天津、衡水。

这三个地区分别占地下水总开采量的52.8%、83.6%和47.7%。

一旦深层扣押水开采过度，深层扣押水位就会迅速下降，水资源流失，地面沉降现象，水质下降等问题。

另外，大量开采会加速水资源泄漏和地面沉降是一个严重的问题。

对此，合理控制深层压的水位指标可以降低本地区内深层压水资源大量开采及地面沉降现象的发生概率，科学合理地开采深层压水。

5.2过度开采对环境的影响
过度开采地下水对开采地区的生态环境有重要影响，主要表现在植物群落和水生态环境恶化上。

地下水对植物的生长有很大的作用，地下水位的深度直接影响本地区植物的生长状态，因此过度开采地下水会直接影响植物的生长密度和生长质量，即植物的生长状态和分布。

生态环境质量又直接影响到我国社会和经济的发展。

过度开采地下水会引发一系列生态问题，主要是下游径流变小、湿地不断退化、水质污染等，会对生态平衡产生不利影响。

5.3提高地热能源的利用率，对地热进行梯级利用
地热能源之所以会造成多种污染，主要是因为目前各个领域对地热能源的利用率不够，很多热量、矿物质以及气体都排放在外，从而对水资源、大气资源等造成污染。

所以为了减少地热利用时引发的污染，各个领域应提高对地热能源的利用率，对地热能源进行多层次的利用，这样不仅可以解决多种污染，同时也能促进各种能源的循环利用。

5.4加强能源开采利用管理，完善相关制度
对于能源开采利用时造成的环境问题，除了要找到具体的解决措施外，在管理方面同样不能忽视。

而在管理上不仅要对开采人员进行严格管理，同时也要对那些能源利用企业进行严格监督。

对于开采人员而言，他们的开采方式、开采频率是否规范，都需要相关部门加紧注意。

对于那些加工利用能源的企业而言，他们的利用过程也要受到重视，不少企业专注于获取更多利润，容易疏忽最后的污染处理，这对环境会造成恶劣影响，相关部门应定期对企业的操作流程进行审察。

除此之外，国家也应完善相关制度，确保政策制度能在各个企业中完全落实。

5.5加大区域地表水的调水力度
充分发挥区域调水工程的作用，加大调水量，补充缺水地区的用水量，从而改善区域地下水开采量，降低区域地下水超采的比重，重点调节高风险地区的地下水开采使用量。

5.6加强区域地下水的监督和管理
加强对于区域地下水埋深以及区域地面沉降监测的频率和力度，使得地下水埋深数据和地面沉降的数据进行实时动态更新，对区域地下水管理体制进行补充和完善，加强区域地下水开采的监督和有效管理，尤其是针对地下水超采比重较高的区域，需要严格落实地下水保护措施，压实各级主体管理单位的责任，通过法律法规有效保护地下水资源，降低区域地面沉降的风险度。

5.7通过回灌地下水来逐步抬升发生沉降的地面高度
对于地面沉降高风险地区，可通过地下水回灌措施逐步抬升地面沉降的高度，通过补充地下水，对由于地下水压力引起的土层颗粒弹性变化，通过逐步的回灌地下水，使得区域土层地面的高度逐步回弹，并可对地面沉降产生一定的阻止作用。

结束语
作为一种清洁、可再生的能源，地热资源近些年来在我国愈发重要，它在一定程度上解决了资源短缺的问题，对我们的经济发展产生了很大的促进作用。

如今，正因为地热资源的开发利用愈发广泛，国家也应更加重视能源开发利用中的环境问题，在资金方面大力扶持，在政策上大力鼓励，只有这样，我国地热能源的开发利用才能有更好的发展。

参考文献
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作者简介
徐树常，1973年8月，男，汉族，湖北咸宁人。

中南财经政法大学工商企业管理专业，专科学历。

现在嘉鱼县山湖温泉旅游有限公司从事营销管理工作。