-
摘要:
长期超量开采地下水所诱发的地面沉降已经成为北京平原区最主要的地质灾害。文中针对现有水准监测网点位布设存在的不足，分别选取水文地质单元分区、主要开采层地下水位下降速率、可压缩层总厚度3类影响要素图件，基于GIS空间分析平台，划分北京平原区地面沉降综合影响因素分区，共划分448个分区。在此基础上，进行地面沉降水准监测网点位优化设计，新增水准点220个。同时，采用地质统计学中克里金插值误差的方差作为精度评价指标，分别绘制监测网优化前后标准差分布等值线图，发现优化后的标准差明显小于优化之前，证明以地质环境背景为依托，利用地面沉降综合影响因素分区图进行水准监测网点位优化设计的方法是可行的，可以作为今后地面沉降监测点布设的基础依据。
Abstract:Land subsidence induced by long-term excessive groundwater withdrawal has constituted a major geological disasters in Beijing plain. This paper is based on the deficiency of present leveling network, selected three kinds of influence factors, including the partition of hydrology geology unit, the groundwater level decreased rate of main exploitation layers and the total thickness of compressed layers. Based on GIS spatial analysis platform, the partition map of comprehensive affecting factors of Beijing plain is created, and divided into 448 partitions. On this basis, we optimized design the land subsidence leveling network, added 220 leveling points. Using geostatistical Kriging interpolation error variance as the accuracy evaluation index, we drew the standard deviation distribution contour map of land subsidence leveling network, found that the standard deviation of the optimized is lower than before. Proved that based on the background of geological environment, using the partition map of comprehensive affecting factors to optimize design the land subsidence leveling network is feasible. This method can be used as the basis of construction of leveling points.
-
Keywords:
- land subsidence /
- leveling network /
- GIS /
- affecting factors /
- optimize
-
1. 研究目的（Objective）
尼玛盆地构造上位于班公湖—怒江缝合带中部，是发育在侏罗系—白垩系海相地层之上的古近系陆相裂谷盆地，北接羌塘地块，南邻冈底斯地块，近东西向展布，面积约3000 km2。本次研究目的是初步查明尼玛盆地东部冻土发育特征，调查盆地东部古近系地层层序，获取古近系烃源岩、储盖层等关键评价参数，进一步评价盆地油气资源潜力。
结合新获取的大地电磁测深、地表地质调查及藏尼地1井资料，通过对盆地东部石油地质条件的进一步论证，中国地质调查局油气资源调查中心在盆地东部赛布错坳陷部署实施了藏双地1井，该井的实施对于西藏高原陆相盆地的油气勘探具有重要意义。
2. 研究方法（Methods）
通过资料的收集和重新处理解释，建立了尼玛盆地基础资料数据库，结合之前在尼玛盆地东部发现的油气显示带及最新的大地电磁测深和藏尼地1井资料，优选井位。藏双地1井完钻井深1206.78 m，全井段进行了取心、录井和测井，共有岩心407箱，岩心总长1108.88 m，收获率95.9%。在古近系牛堡组选取烃源岩样品进行地球化学分析测试，通过分析有机质丰度、有机质类型、热演化成熟度来评价烃源岩生烃潜力；使用荧光分析仪对岩石进行荧光分析，主要进行干照和滴照实验，来检测岩石、岩屑中的沥青、烃类等有机物质。
3. 结果（Results）
藏双地1井从上到下钻遇地层依次为第四系+ 新近系—牛堡组三段—牛堡组二段（未穿），气测录井有3处气测异常段，总烃最高为0.159%，岩性为棕红色粉砂岩、灰色细砂岩。含气量解析取样井段527.90~1206.78 m，共取样54个，现场解析在标准大气压下最高含气量为0.213 m3/t；共做浸水试验20个，拍摄视频20个，其中井深744.40 m、752.08 m、767.30 m、774.66 m、797.20 m、832.43 m均有气泡冒出，以井深752.08 m最为明显。
荧光录井井段0~1206.78 m，对全井岩心按设计逐包进行荧光直照、拍照、氯仿浸泡，定级；全井共录取荧光资料421个点，其中井深1024.23~1026.23 m牛二段灰绿色泥岩断面处，可见黑色薄膜状干沥青，具荧光显示，干照下呈黄色、淡黄色，产状为星点状、带状，用氯仿滴照可呈片状；井深1077.46~1077.76 m牛二段见油迹；井深1078.16~1078.76 m牛二段见点状干沥青；井深1078.76~1079.16 m牛二段层理间见油斑；井深1079.16~1080.16 m牛二段顶部断面处见油迹，都具有荧光显示，呈黄色、淡黄色，产状为星点状、带状（图 1）。
![]()
图 1 藏双地1井牛堡组二段录井柱状图及1079.16~1080.16 m油气显示Figure 1. Logging histogram and the oil and gas display in 1079.16-1080.16m of the second member of Niubao formation in Well Zangshuangdi 14. 结论（Conclusions）
（1）藏双地1井全井取心，获得了尼玛盆地东部古近系地层层序、烃源岩及储层等相关参数，分别在牛三段418.43~422.00 m、牛二段890.00~898.00 m及1068.16~1087.00 m发现3处气测异常段，总烃最高为0.159%，现场解析含气量值最大为0.213 m3/t，并在牛二段1077~1080 m处发现不同级别的油气显示，首次实现了尼玛盆地地下油气的重要发现，对盆地下一步的勘探部署具有重要意义。
（2）本井是继藏尼地1井后在西藏尼玛盆地部署实施的第2口地质调查井，通过对藏双地1井的钻井技术攻关，进一步总结出了适合高寒缺氧、地表及地下地质条件复杂的高原钻井施工工艺和设备参数，为下一步在该区钻井施工提供了重要的技术支撑。
尼玛盆地平均海拔近4800 m，由于其高海拔的特殊性，具有高寒缺氧、气候恶劣、生态脆弱等特征，在野外施工过程中与其他地区有着很大的不同，通过藏尼地1井、藏双地1井的钻探，克服了高寒条件下冻土发育钻井技术难题和高原缺氧条件下深井取心难题，基本形成了一套安全、环保、高效的作业技术体系，为高原地区的钻探施工工程积累了丰富的经验。
5. 致谢（Acknowledgement）
感谢李韬、李显亮等同志的交流和启发。
-
![]()
图 5 北京平原区主要开采层水位下降速率分区图
Figure 5. Drawdown rate of water level partition map of main production layer of Beijing plain
![]()
图 6 北京平原区可压缩层总厚度分区图
Figure 6. The total thickness partition map of compressed layers of Beijing plain
![]()
图 3 地面沉降综合影响因素分区技术路线图
Figure 3. Technology road map of comprehensive affecting factors of land subsidence partition
![]()
图 7 北京平原区地面沉降综合影响因素分区图
Figure 7. Partition map of comprehensive affecting factors in Beijing plain
![]()
图 8 北京平原区地面沉降监测点优化设计图
Figure 8. Optimization design of land subsidence monitoring of Beijing plain
![]()
图 9 地面沉降水准监测点高程变化量统计直方图
Figure 9. Statistic histogram of height variation of land subsidence leveling points
![]()
图 10 优化前水准点标准差等值线图
Figure 10. Contour map of Kriging interpolation error of existing network of leveling
![]()
图 11 优化后水准点标准差等值线图
Figure 11. Contour map of Kriging interpolation error of newly designed network of leveling
表 1 地面沉降水准监测点高程变化量统计信息
Table 1 Statistic information of height variation of land subsidence leveling points
下载: 导出CSV
-
[1] Galloway D L,Hudnut K W,Ingebritsen S E,et al.Detection of aquifer system compaction and land subsidence using interferometric synthetic aperture radar,Antelope Valley,Mojave Desert,California[J].Water Resources Research,1998,34(10):2573-2585. doi: 10.1029/98WR01285
[2] 殷跃平,张作辰,张开军.我国地面沉降现状及防治对策研究[J].中国地质灾害与防治学报,2005,16(2):1-8. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGDH200502001.htm Yin Yueping,Zhang Zuochen,Zhang Kaijun.Land subsidence and countermeasures for its prevention in China[J].The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2005,16(2):1-8(in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGDH200502001.htm
[3] 何庆成,刘文波,李志明.华北平原地面沉降调查与监测[J].高校地质学报,2006,12(2):195-209. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXDX200602005.htm He Qingcheng,Liu Wenbo,Li Zhiming.Land subsidence survey and monitoring in the North China Plain[J].Geological Journal of China Universities,2006,12(2):195-209(in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXDX200602005.htm
[4] 薛禹群,张云,叶淑君.中国地面沉降及其需要解决的几个问题[J].第四纪研究,2003,23(6):585-593. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DSJJ200306000.htm Xue Yuqun,Zhang Yun,Ye Shujun.Land subsidence in China and its problems[J].Quaternary Sciences,2003,23(6):585-593(in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DSJJ200306000.htm
[5] 虞定麒.水准网优化设计的方法[J].勘察科学技术,1989,(2):43-48. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KCKX198902015.htm Yu Dingqi.Methods of optimal design of leveling networks[J].Site Investigation Science and Technology,1989,(2):43-48(in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KCKX198902015.htm
[6] Xu P L,Grafarend E.A multi-objective second-order optimal design for deforming networks[J].Geophysical Journal International,1995,120(3):577-589. doi: 10.1111/j.1365-246X.1995.tb01840.x
[7] 董国凤,张蕾,赵全,等.天津市塘沽区地面沉降监测网络优化[J].武汉大学学报(信息科学版),2006,31(11):1015-1017. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WHCH200611018.htm Dong Guofeng,Zhang Lei,Zhao Quan,et al.Land subsidence monitoring network optimization at Tanggu in Tianjin[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2006,31(11):1015-1017(in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WHCH200611018.htm
[8] 蔡向民,郭高轩,栾英波,等.北京山前平原区第四系三维结构调查方法研究[J].地质学报,2009,83(7):1047-1057. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE200907013.htm Cai Xiangmin,Guo Gaoxuan,Luan Yingbo,et al.Quaternary geological features of Beijing Piedmont Plain using 3-D structural method[J].Acta Geologica Sinica,2009,83(7):1047-1057(in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE200907013.htm
[9] 蔡向民,栾英波,郭高轩,等.北京平原第四系的三维结构[J].中国地质,2009,36(5):1021-1029. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI200905009.htm Cai Xiangmin,Luan Yingbo,Guo Gaoxuan,et al.3D Quaternary geological structure of Beijing plain[J].Geology in China,2009,36(5):1021-1029(in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI200905009.htm
[10] 田芳,郭萌,罗勇,等.北京地面沉降区土体变形特征[J].中国地质,2012,39(1):236-242. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI201201024.htm Tian Fang,Guo Meng,Luo Yong,et al.The deformation behavior of soil mass in the subsidence area of Beijing[J].Geology in China,2012,39(1):236-242(in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI201201024.htm
[11] 栾英波,蔡向民,郭高轩,等.北京平原区新5孔岩心特征及地层初步划分[J].中国地质,2011,38(2):495-503. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI201102025.htm Luan Yingbo,Cai Xiangmin,Guo Gaoxuan,et al.Core characteristics and preliminary stratigraphic classification of the New-5 Hole in Beijing Plain[J].Geology in China,2011,38(2):495-503(in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI201102025.htm
[12] 蔡向民,郭高轩,张磊,等.北京城湖泊的成因[J].中国地质,2013,40(4):1092-1098. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI201304009.htm Cai Xiangmin,Guo Gaoxuan,Zhang Lei,et al.The origin of lakes in Beijing City[J].Geology in China,2013,40(4):1092-1098(in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI201304009.htm
[13] 贾三满,王海刚,赵守生,等.北京地面沉降机理研究初探[J].城市地质,2007,2(1):20-26. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CSDZ200701005.htm Jia Sanman,Wang Haigang,Zhao Shousheng,et al.A tentative study of the mechanism of land subsidence in Beijing[J].City Geology,2007,2(1):20-26(in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CSDZ200701005.htm
[14] 雷坤超,陈蓓蓓,贾三满,等.基于PS-InSAR技术的北京地面沉降特征及成因初探[J].光谱学与光谱分析,2014,34(8):2185-2189. http://www.cnki.com.cn/article/cjfdtotal-guan201408039.htm Lei Kunchao,Chen Beibei,Jia Sanman,et al.Formation and genetic mechanism of land subsidence based on PS-InSAR technology in Beijing[J].Spectroscopy and Spectral Analysis,2014,34(8):2185-2189(in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/article/cjfdtotal-guan201408039.htm
[15] 周仰效,李文鹏.区域地下水位监测网优化设计方法[J].水文地质工程地质,2007,34(1):1-9. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SWDG200701002.htm Zhou Yangxiao,Li Wenpeng.Design of regional groundwater level monitoring networks[J].Hydrogeology&Engineering Geology,2007,34(1):1-9(in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SWDG200701002.htm
[16] 董殿伟,林沛,晏婴,等.北京平原地下水水位监测网优化[J].水文地质工程地质,2007,34(1):10-19. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SWDG200701003.htm Dong Dianwei,Lin Pei,Yan Ying,et al.Optimum design of groundwater level monitoring network of Beijing Plain[J].Hydrogeology&Engineering Geology,2007,34(1):10-19(in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SWDG200701003.htm
[17] 杨勇,郑凡东,刘立才,等.地下水开采引发的地面沉降易发性区划及控制措施[J].中国地质,2013,40(2):653-658. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI201302030.htm Yang Yong,Zheng Fandong,Liu Licai,et al.Susceptibility zoning and control measures on land subsidence caused by groundwater exploitation[J].Geology in China,2013,40(2):653-658(in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI201302030.htm
[18] 刘予,叶超,贾三满.北京市平原地面沉降区含水岩组和可压缩层划分[J].城市地质,2007,2(1):10-15. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CSDZ200701003.htm Liu Yu,Ye Chao,Jia Sanman.Division of water-bearing zones and compressible layers in Beijing's land subsidence areas[J].City Geology,2007,2(1):10-15(in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CSDZ200701003.htm
-
期刊类型引用(8)
1. 张云，张天福，程先钰，孙立新，程银行，王少轶，王善博，马海林，鲁超. 鄂尔多斯盆地东北部侏罗纪含铀岩系三维地质结构与铀成矿规律浅析. 中国地质. 2022(01): 66-80 . 
本站查看
2. 庞康，吴柏林，孙涛，郝关清，雷安贵，杨松林，刘池阳，傅斌，权军明，王苗，郝欣，刘明义，李琪，张效瑞. 鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿碳酸盐岩碳氧同位素及其天然气-水混合流体作用特征. 中国地质. 2022(05): 1571-1590 . 本站查看
3. 林兆民，张嘉冕. 甘肃省207铀矿及富铀岩体特征研究. 甘肃地质. 2022(04): 42-48 . 百度学术
4. Reng-an Yu，Shan-bo Wang，Qiang Zhu，Qing-hong Si，Xue-ming Teng，Xiao-xue Liu，Hou-ning Liu，Yong-xiang Tang. Zircon U-Pb ages and provenance characteristics of the Zhiluo Formation sandstones and the formation background of the uranium deposit in Huangling area, Ordos Basin, China. China Geology. 2021(04): 600-615 . 必应学术
5. 张天福，张云，金若时，俞礽安，孙立新，程银行，奥琮，马海林. 鄂尔多斯盆地东北缘侏罗系层序界面特征对砂岩型铀矿成矿环境的制约. 中国地质. 2020(02): 278-299 . 本站查看
6. 张云，张天福，孙立新，程银行，张祺，王少轶，程先钰，周小希. 鄂尔多斯盆地南缘黄陵地区煤铀兼探钻孔数据集成与三维地质模型构建. 中国地质. 2020(S1): 231-254 . 本站查看
7. 张天福，张云，程先钰，孙立新，程银行，周小希，王少轶，马海林，鲁超. 鄂尔多斯盆地北部东胜地区侏罗系-白垩系钻孔数据库与三维地质模型. 中国地质. 2020(S1): 220-245 . 本站查看
8. 田亮，赵天林，尹永朋，李名，叶阳. 内蒙古二连盆地额仁淖尔地区铀成矿水文地质条件分析. 矿产勘查. 2020(11): 2424-2429 . 百度学术
其他类型引用(0)
计量
- 文章访问数: 2869
- HTML全文浏览量: 472
- PDF下载量: 5530
- 被引次数: 8
