Abstract
Land subsidence caused by the excessive use of groundwater resources has caused serious damage to Rafsanjan area. In this study, using finite element method, a 2D plain strain simulation of land subsidence has been conducted. A linear elastic constitutive law has been used for the simulation of the soil material skeleton. Actual water level during the analysis period has been modeled via specifying nodal water pressure at piezometer wells situation. The solution procedure consists of two parts. First, an initial static analysis is carried out in order to find initial steady-state solution for the pore pressure and stress distribution. Then, the above solution is used as initial condition for dynamic computation of consolidation equations during pumpage period. Tectonic effect has been considered as a rigid body motion. Numerical results showed that if the rate of pumpage remains constant in the future, settlement due to water withdrawal near Rafsanjan city will reach up to 110 cm by the year 2022
چکیده
فرونشست زمین، ناشی از استفاده ی بیش از حد از منابع آب زیرزمینی، موجب وارد آمدن خسارات جدی به منطقه ی رفسنجان شده است. در این مطالعه، با استفاده از روش اجزاء محدود، شبیه سازی کرنش مسطح 2 بعدی فرونشست زمین انجام شده است. به منظور شبیه سازی اسکلت مصالح خاکی، از قانون مشخصه ی الاستیک خطی استفاده شده است. تراز واقعی آب در طول دوره ی تجزیه و تحلیل، از طریق تعیین فشار گره ای آب در ایستگاه چاه های پیزومتری، مدل شده است. روش حل، شامل 2 بخش است. در ابتدا، برای پیدا کردن راه حل اولیه ی حالت پایدار، برای فشار آب منفذی و توزیع تنش، یک تجزیه و تحلیل استاتیکی اولیه انجام میشود. پس از آن، برای محاسبات دینامیکی معادلات تحکیم در طول دورهی پمپاژ، از راه حل فوق به عنوان شرایط اولیه استفاده میشود. اثر زمین ساخت، مانند حرکت یک جسم صلب در نظر گرفته شده است. نتایج عددی نشان دادند که اگر نرخ پمپاژ در آینده ثابت باقی بماند، نشست ناشی از برداشت آب در نزدیکی شهرستان رفسنجان، تا سال 2022، به 110 سانتیمتر خواهد رسید.
1-مقدمه
فرونشست زمین، نشست تدریجی یا ناگهانی سطح زمین، بدون محدودیت در سرعت یا منطقه ی وقوع است. فرونشست، به واسطه ی تغییرشکل یا حرکت مصالح خاک ناشی از فرآیندهای مختلف از قبیل خروج آبهای زیرزمینی، استخراج معادن و نفت یا گاز ایجاد میشود. استفاده ی بیش از حد از آبهای زیرزمینی، منجر به افت سطح آب زیرزمینی و کاهش فشار منفذی میشود. کاهش فشار آب منفذی نیز، منجر به فشرده سازی و تحکیم لایه ی خاک و نشست تدریجی سطح زمین میشود. فرونشست زمین به علت استخراج آبهای زیرزمینی، یک مشکل جهانی است....