《地下水开采诱发地面沉降机理及防控》出版发行

地下水超量开采诱发的地面沉降是众所关注的地质灾害问题之一，地面沉降的同时还伴生着重大工程安全和生态环境破坏等问题。开展地下水开采引发的地面沉降机理研究和预测防控具有迫切的理论及现实需求。本专著交叉融合水文地质学、工程地质学、岩土力学等学科理论，围绕地面沉降发生发展全过程开展特征机制、演化规律及趋势预测等综合研究，揭示了地面沉降不同发展阶段的本质机理和演化规律，建立了水文气象-地表水入渗-地下水流场变动-应力场响应-变形场发展全过程的演变分析模型。该研究成果在城市建设、高铁线路重大线性工程等领域的地面沉降预测防控和风险评价工作中进行了有效应用和实践。

本书可供水工环地质及岩土工程等领域的专家学者及本科生、研究生研究与教学参考使用。

伴随着经济社会的快速发展，对地下淡水资源依赖度日益增加，地下水超量开采与诸如不合理的开采井及开采层位布置等往往会产生地面沉降灾害现象，并有逐年加重的趋势。地面沉降所产生的地质灾害必然对生态环境（城市地质环境、沿海区域海水入侵等）产生重大影响，甚至对重大工程（高铁线路、调水通道、油气管线机场、高层建筑等）的安全造成威胁，是必须要研究和解决的问题。对该问题进行深入系统的研究具有迫切的现实需求。

超量开采地下水诱发地面沉降的本质机理是地下水开采引起地下水流场的变化，变化的地下水流场引起地应力场的调整改变，应力场的改变诱发含（隔）水层土体形变，最终显示为地面沉降。整个地面沉降过程是地下水流场和地应力场紧密耦合和相互作用的系统过程。

地面沉降问题是多学科、多尺度及非线性特征明显的“空天地深一体化”复杂系统的地质灾害演化问题，其发展过程也具有典型的阶段性特征。以往领域内对该问题的研究普遍存在过程割裂和学科割裂、分析计算过程中开采条件表征不精确、非线性特征反映不充分等现象。针对这些问题，本团队经过近10年全面深入系统的研究，取得了一些有益进展。有效将水文地质、工程地质、岩土力学等学科进行有机融合，从地面沉降的全过程着眼，开展区域性地面沉降全过程演化规律及趋势预测精准化方法研究。建立了能够定量化刻画水文气象-地表水入渗-地下水流场变动-应力场响应-变形场演化全过程演变的分析模型。重点解决了分析模型中开采井等边界条件精准表征问题。深入研究了地面沉降发展过程的时间效应问题。通过研究有针对性地提出了合理有效的地下水开采及地面沉降防控方案。

本书是对团队近10年在地下水开采诱发地面沉降领域研究工作的总结。期望通过本书的出版起到抛砖引玉的作用，使更多的专家学者不断投入到该领域的研究工作中来，完善和推动地面沉降领域的理论研究及实践发展。

本书的出版，团队众多成员付出了艰辛劳动，我的学生狄胜同、丁朋朋、张国荣、李康、何玥、杨霄、张晓伟、张少鹏、边超等均在该研究中做出了重要贡献，部分学生在本书的出版过程中参与了资料和文字的整理工作，在此对他们的工作表示感谢!同时，本成果得到了山东省国土空间生态修复中心、山东省地质调查院、山东省鲁北地质工程勘察院、山东省第四地质矿产勘查院、山东省鲁南地质工程勘察院等单位的支持，在此一并表示感谢!

鉴于地下水开采诱发地面沉降是一个多学科交叉的复杂系统工程，我们的认知水平尚有不足之处，书中有些方面难免偏颇，不当之处敬请广大读者批评指正。

贾　超                     

2021年9月于山东大学（青岛）

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