Análisis de los factores de hundimiento del terreno en la ciudad de Dongying

(Shandong Lubei Geological Engineering Survey Institute, Texas 253015)

Sobre el autor: Zou Zuguang (1961-), nativo de Penglai, Shandong, ingeniero senior, dedicado a la geología ambiental hidráulica. encuesta y evaluación.

La ciudad de Dongying está situada en la zona de hundimiento del norte de China, donde el Cenozoico es denso. Debido a la explotación a largo plazo de petróleo, gas natural y aguas subterráneas profundas, se ha formado un embudo de hundimiento de aguas subterráneas profundas, que aumenta y comprime la tensión de formación, provocando el hundimiento del suelo. Los movimientos neotectónicos y la consolidación por peso propio de suelos poco consolidados también tienen un cierto impacto en el hundimiento del suelo. Este artículo analiza la situación actual y los factores de formación del hundimiento del terreno en la ciudad de Dongying y propone medidas de prevención y control.

Palabras clave: hundimiento del terreno; análisis de factores; petróleo y gas natural; ciudad de Dongying

La ciudad de Dongying está ubicada en el delta del río Amarillo y es una importante zona de desarrollo económico en la provincia de Shandong. y el sitio de Shengli Oilfield. Principales áreas productoras de petróleo. El desarrollo económico y la intensificación de las actividades humanas han tenido graves consecuencias para el medio ambiente ecológico. La sobreexplotación de los recursos de petróleo, gas natural y aguas subterráneas ha provocado desastres geológicos y problemas geológicos ambientales como el hundimiento de la tierra. El terreno de la zona es bajo y llano con pendiente muy pequeña, cerca del mar de Bohai. Si el hundimiento del suelo se desarrolla aún más y se superpone con el aumento del nivel del mar, la función de descarga de inundaciones del área urbana y la capacidad de resistencia a las marejadas ciclónicas se reducirán aún más, lo que fácilmente provocará desastres graves.

1 Descripción general del hundimiento del suelo

Durante 1985, el Instituto de Geofísica de la Administración Sismológica Estatal y la Oficina Sismológica Provincial de Shandong llevaron a cabo mediciones modernas de la deformación de Dongying-Kenli en esta área. El hundimiento máximo del suelo fue de 80 mm, algunos puntos de elevación en el área se volvieron a medir en 2000 y el hundimiento del suelo fue de 248 ~ 397 mm.

De 2002 a 2003, los resultados del monitoreo de 43 puntos de observación del hundimiento del suelo en la zona fueron analizados. Hay 7 puntos para asentamientos superiores a 30 ~ 30 mm, 14 puntos para asentamientos superiores a 20 ~ 29 mm, 5 puntos para asentamientos inferiores a 10 mm y el resto son 11 ~ 19.

El hundimiento del terreno es común en esta área, y la cantidad de hundimiento del terreno en el oeste es mayor que en el este. El asentamiento promedio de cada punto de observación en el área occidental de Xicheng-Liuhu-Niuzhuang es de 21 mm, el asentamiento es mayor de 20 mm y el área costera oriental es de menos de 10 mm (Figura 1).

2 Condiciones geológicas de fondo

2.1 Terreno

El área de trabajo está ubicada en el área del delta del río Amarillo. El terreno general es más alto en el oeste y más bajo en. hacia el este. La pendiente del terreno es de 1/10000 y la elevación es de 12 ~ 2 m. Afectado por factores naturales y humanos, especialmente los procesos geológicos del río Amarillo, se ha formado un complejo paisaje de micro relieve de colinas, laderas y depresiones entrelazadas. sido formado. Hay tierras altas de llanuras aluviales, tierras altas de abanicos de grietas, laderas, depresiones y playas.

Figura 1 Mapa de contorno de hundimiento del terreno de la ciudad de Dongying

2.2 Condiciones hidrogeológicas

Las profundidades superior e inferior del acuífero de agua subterránea profunda en esta área son 400 ~ 500 metros y 800 ~ 1000 metros. Distribuido en el sur del embalse de Shikou-Guangbei. El espesor acumulado del acuífero es de 20 ~ 40 m, el espesor de una sola capa es de 2 ~ 5 m, el volumen de entrada de agua de un solo pozo es de 500 ~ 1000 m3/d, la salinidad es generalmente inferior a 1 g/L y el tipo químico del agua Es principalmente bicarbonato de sodio y bicarbonato de sodio. La minería a largo plazo ha provocado que el nivel del agua subterránea siga disminuyendo, formando un embudo de agua subterránea. Se abrió un pozo de observación en la ciudad de Liuhu y el nivel medio del agua cayó de 191,4 m en junio de 2007 a -31,9 m, una disminución media anual de 3,15 m.

Figura 2 Curva dinámica de aguas subterráneas profundas

2.3 Condiciones geológicas de ingeniería

Los sedimentos poco profundos en esta área son sedimentos marinos aluviales cuaternarios, amarillo terroso-amarillo grisáceo -Limo ​​negro gris, arcilla limosa limosa y arena fina limosa. El contenido de agua natural, la proporción de vacíos y la compresibilidad son grandes; las partes profundas son en su mayoría depósitos de facies de lagos aluviales del Paleógeno-Neógeno, con intercalaciones de arcilla, arcilla limosa y arena medianamente fina. Su contenido de agua natural, proporción de huecos y compresibilidad son relativamente pequeños. La parte poco profunda se rellena con tierra blanda y arena saturada de fácil licuación. Está dividido en tres capas de compresión de arriba a abajo.

3 Análisis de los factores de subsidencia del suelo

Los factores que conducen al hundimiento del suelo en esta área incluyen los movimientos neotectónicos, la consolidación natural del suelo y la explotación de petróleo, gas natural y agua subterránea.

3.1 La relación entre subsidencia del terreno y movimiento neotectónico

Esta área está ubicada en la zona de subsidencia del norte de China. Desde el Neógeno, bajo la influencia de los movimientos neotectónicos, la corteza terrestre se ha ido hundiendo lentamente, depositando sistemas Neógeno y Cuaternario extremadamente gruesos.

Al comienzo del Neógeno, la actividad de la falla en esta área se debilitó, la diferencia entre las depresiones se hizo más pequeña y los límites entre las protuberancias y las depresiones tendieron a desaparecer. La Formación Guantao depositada era delgada (300 ~ 400). m) y distribuido de forma estable. El modo de actividad de la falla en esta etapa es la actividad de empuje, formando una estructura anticlinal de tracción inversa derivada.

Desde finales del Terciario, esta zona ha mostrado generalmente una tendencia de subsidencia unificada, con un espesor sedimentario de 900 a 1100 m, de los cuales la Formación Minghuazhen tiene de 600 a 800 m de espesor, el Cuaternario tiene unos 300 metros de espesor; con pocos cambios. En esta etapa, la actividad de la falla se manifiesta como movimientos temblorosos heredados y nacientes. La actividad diferencial de la falla se debilita gradualmente y se transforma en una deformación tectónica de la corteza terrestre caracterizada por torsión horizontal y ruptura por cizallamiento.

Debido a las diferencias de elevación provocadas por los movimientos neotectónicos, los cambios regionales son pequeños, lo que tiene cierto impacto en los cambios espaciotemporales en el hundimiento del terreno.

3.2 La relación entre el hundimiento del terreno y la consolidación de suelos poco consolidados

Esta área está ubicada en el delta del río Amarillo y la mayoría de los estratos se encuentran dentro del rango de profundidad de 0 ~ 30 m. son los estratos Cuaternario y Holoceno Su ambiente depositacional se ve afectado por la interacción o influencia conjunta del río Amarillo y el océano, formando un estrato dominado por partículas finas. La litología más común es la limosa, seguida de la arcilla limosa, el limo y la arcilla. y localmente limo. La presión de consolidación temprana del suelo es baja y el índice de sobreconsolidación es de aproximadamente 0,5, lo que lo convierte en un suelo poco consolidado. Bajo presión de peso propio, se producirá una liquidación de consolidación. Esto muestra que la proporción de liquidación de consolidación con ponderación propia respecto de la liquidación total es muy pequeña. El espesor de la capa de suelo suelto en esta área es de 25 ~ 31 m, y la tasa de asentamiento natural del suelo se calcula en 3 mm/a. La relación con el embudo de asentamiento del suelo no es obvia. En las zonas costeras, los asentamientos de consolidación por peso propio representan una gran proporción.

3.3 La relación entre el hundimiento del terreno y la producción de petróleo y gas

Esta zona está situada en el delta del río Amarillo y es rica en recursos de petróleo y gas. Ha sido el segundo yacimiento petrolífero más grande de China desde que fue minado por primera vez en los años 1960. Los yacimientos de petróleo y gas se producen principalmente en las formaciones de arenisca, esquisto y caliza de la Formación Paleógena Shahejie. La explotación a largo plazo ha formado un enorme embudo descendente para el agua subterránea en la Formación Shahejie. El nivel del agua subterránea en el centro del embudo es de aproximadamente 700 m. Los principales campos petroleros en esta área incluyen el campo petrolífero Dongying, el campo petrolífero Dongxin, el campo petrolífero Shinan y el campo petrolífero Liangjialou. y el campo petrolífero de Niuzhuang, el campo petrolífero de Hezhuang, el campo petrolífero de Liuhu, el campo petrolífero de Wangjiagang y el campo petrolífero de Guangli.

Debido a la explotación a largo plazo de los recursos de petróleo y gas, también es fácil comprimir la formación, provocando hundimiento del terreno. Las principales áreas de producción de petróleo y gas en esta área se encuentran principalmente en el área del embudo de hundimiento, como el embudo de hundimiento en el campo petrolífero de Guangli. Esto muestra que la extracción de petróleo y gas es uno de los factores importantes que causan el hundimiento de la tierra (ver Figura 3).

3.4 La relación entre el hundimiento del terreno y la extracción de agua subterránea

La ciudad está ubicada en el delta del río Amarillo, donde los recursos de agua dulce son extremadamente escasos y están distribuidos de manera desigual. Debido a los efectos estacionales, el Amarillo. El agua de los ríos suele ser escasa. Desde los años 1970 se explotan aguas subterráneas profundas. En la etapa inicial de desarrollo, el agua subterránea profunda fluye por gravedad y la altura del flujo por gravedad es generalmente de más de 3 m. Después de un largo período de sobreexplotación, el nivel freático ha formado ahora un embudo.

Figura 3 La relación entre el hundimiento del terreno y la extracción de petróleo y gas

La extracción profunda de agua subterránea se distribuye en Shikou y el sur de la central eléctrica, concentrándose en las áreas de Niuzhuang y Liuhu. El nivel del agua subterránea en el centro del embudo tiene de 50 a 60 m de profundidad, con una tasa de descenso de 2 a 3 m/a

El agua subterránea en el medio se ve afectada principalmente por fuera del área, y un agua subterránea Se ha formado un embudo descendente. Su forma de embudo es similar a la de las aguas subterráneas profundas.

En la actualidad, la distribución regional del centro del embudo de hundimiento del suelo y la distribución regional del embudo de hundimiento del nivel del agua subterránea en esta área son básicamente consistentes (ver Figura 4). El centro del embudo de hundimiento del suelo está ubicado en Niuzhuang y Liuhu, y también es el centro del embudo de hundimiento profundo del agua subterránea. Ubicado en el borde del embudo donde el nivel del agua subterránea desciende en el norte y este de Dongcheng, el hundimiento del suelo es pequeño. Por tanto, la explotación de aguas subterráneas profundas es actualmente el principal factor causante de hundimientos del terreno.

Figura 4 La relación entre el hundimiento del terreno y la explotación de aguas subterráneas

4 Conclusión

La explotación de aguas subterráneas, petróleo y gas natural en esta área está estrechamente relacionada con El hundimiento del terreno es Las principales causas externas del hundimiento del terreno.

La consolidación por peso propio y el movimiento neotectónico del suelo poco consolidado son factores importantes que causan el hundimiento del suelo, pero su impacto en el hundimiento del suelo es relativamente pequeño.

El hundimiento del terreno es un desastre geológico progresivo y difícil de detectar, pero una vez que provoca graves consecuencias será difícil de remediar. Los principales peligros incluyen la intrusión de agua de mar, la intrusión de agua salada, el drenaje urbano deficiente, las grietas en los edificios, las fallas de los equipos, etc. Fortalecer el monitoreo de la dinámica de las aguas subterráneas y el hundimiento de la tierra, explotar racionalmente los recursos de agua subterránea, petróleo y gas natural, e implementar proyectos de recarga artificial de aguas subterráneas son medidas importantes para proteger el entorno geológico y prevenir y controlar el hundimiento de la tierra.

Referencia

Fan Xiufeng et al. Análisis del hundimiento del terreno en la zona de aguas termales de Fuzhou. Peligros geológicos y protección ambiental, volumen 6, número 2: páginas 89 ~ 92.

Xue Chuandong et al. Análisis del mecanismo de hundimiento del terreno en Kunming. Revista china de prevención y peligros geológicos, 9 (3): 47 ~ 53.