人类活动对黄河三角洲地面沉降影响分析

作     者：付佳 

作者单位：中国科学院研究生院（海洋研究所） 

学位级别：硕士

导师姓名：黄海军

授予年度：2012年

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：黄河三角洲 地面沉降 城镇建设 石油开采 堤坝重力压实 

摘      要：在现代构造运动、沉积物自然固结压实和频繁的人类活动等因素的作用下，黄河三角洲地区出现了强烈的地面沉降和海平面的相对上升，使其成为严重的下沉区，其中人类活动的影响尤为重要。 引起黄河三角洲地面沉降的人为因素主要包括两类：一类是工程建设，包括高层建筑群、城市地下工程、沿岸堤坝港口建设等;另一类是地下流体的过量开采，包括地下水、石油和天然气等的过量开采。 本文选取了三个分别由城市建设、油气开采和沿岸堤坝建设占主导作用的沉降区进行研究，为此收集了东营区1990年和1999年两个年份的水准测量数据、1980年和1995年黄河三角洲地区的1:5万地形图以及孤东大堤一区2002年的钻孔资料。 本文利用水准测量数据提取了东营区1990～1999年间的地面高程变化信息，使用地理信息系统（GIS）软件生成数字高程模型并展开了相应的空间分析。利用1980年和1995年黄河三角洲地区的1:5万地形图，生成了新的数字高程模型，并对这两个时期孤东油区和东营区附近油区与地面沉降在空间上的对应关系进行了分析。利用钻孔资料计算了孤东大堤一区的沉积物自然固结压实量，大致估测了孤东大堤建设对该区地面沉降的贡献度。主要结论如下： 1.城镇建设对地面沉降的影响。1990～1999年期间，研究区内不同的水准点位置表现出不同程度的地面沉降。沉降量较大的位置主要分布在胜利油田基地附近、城市建设发展较快较早的地区。同时，本文利用1956年、1967年、1980年和1995年四个年份的1:5万地形图资料获取了该研究区在1956-1967年和1980-1995年两个时段的年均地面沉降速率，对比分析进一步证明城市建设可导致显著的地面沉降。 2.石油开采对地面沉降的影响。1980年，孤东油田虽然沿岸区域整体抬升，但仍有较大面积的地面发生沉降。1995年，孤东油区地面沉降的覆盖范围较1980年有所增大。胜利油田石油开采活动和力度较大，地面沉降覆盖比例较高，累积地面沉降量也较大。这均表明石油开采可导致显著的地面沉降。 3.堤坝建设对地面沉降的影响。在孤东大堤处，堤坝建成时，其引起的地面沉降速率约为42.5mm/a，随着时间减小。在2000年到2007年期间，堤坝引起的沉降速率约为7.4mm/a,与非堤坝因素引起的沉降速率8.0mm/a相当，总的沉降速率约为15.4mm/a。因此，堤坝建设可导致显著的地面沉降。 最后本文分析了导致黄河三角洲地面沉降的三类主要的人类活动因素特征，包括它们的影响范围、作用时间、作用强度等。