Suzhou City, located at the lower reaches of the Yangtze River in southeastern Jiangsu Province, is one of the few cities
in China which suffer from severe ground settlement. A research project was carried out to investigate this problem. Geological
and hydrogeological studies show that there is a multi-layered aquifer system with three distinct, soft mud layers of marine
and lagoonal origins. An examination of historical records of groundwater extraction, water levels, and ground settlement
shows that the ground subsidence is associated with the continuously increasing groundwater extraction in the deep, confined
aquifer. It is believed that the consolidation of the soft mud layers, especially the third layer which is thick and close
to the main pumped aquifer, contributes to the ground settlement. A three-dimensional finite difference numerical model representing
the multi-layered aquifer system was developed to study the ground settlement in response to groundwater extraction. By calibrating
the model with both the measured groundwater level and ground settlement, the aquifer parameters were estimated. The model
outputs fit reasonably well with the observed results, which indicates that the numerical model can reproduce the dynamic
processes of both groundwater flow and soil consolidation. The hydraulic conductivity of the third mud layer near the center
of the ground settlement has been reduced by over 30% in the last 14 years. The gradual deterioration in the hydraulic conductivity
of the mud may have significant adverse effect on the sustainable groundwater resource of the deep confined aquifer, since
the recharge from the shallow aquifers through the mud layer is the only source of water to the deep aquifer. An analysis
of the spatial distributions of groundwater drawdown and ground settlement shows that the area with maximum drawdown is not
necessarily the area with maximum ground settlement due to the occurrence of the soft mud layer. A simple reallocation in
pumping rates on the basis of the spatial distribution of the thick mud layer could significantly reduce the ground settlement.
La ciudad de Suzhou, situada en el tramo inferior del Río Yangtze, al sudeste de la provincia de Jiangsu, es una de las pocas
ciudades chinas que padece problemas serios de subsidencia. Esto ha motivado la realización de un proyecto de investigación
en la zona. Estudios geológicos e hidrogeológicos apuntan a un modelo de acuífero multicapa, con tres niveles distintos de
lodos blandos de orígenes marino y lacustre. Examinando los registros históricos de extracciones de agua subterránea, así
como de nivel piezométrico y de subsidencia, se observa que ésta se halla asociada al bombeo cada vez mayor del acuífero confinado
profundo. La hipótesis es que las capas de lodos blandos se van consolidando, si bien la que más contribuye a ello es la tercera,
potente y próxima al acuífero más explotado. Se ha realizado un modelo numérico tridimensional en diferencias finitas que
representa el sistema acuífero multicapa, con lo que se puede estudiar el efecto de la extracción de agua subterránea en la
subsidencia. Calibrando el modelo con niveles piezométricos medidos y con datos de subsidencia, se ha podido estimar los parámetros
del acuífero. Los resultados del modelo ajustan de forma razonable con los datos medidos, por lo que el modelo numérico es
capaz de reproducir los procesos dinámicos de flujo de aguas subterráneas y consolidación del terreno. La conductividad hidráulica
de la tercera capa de lodo cerca del centro de asentamiento se ha reducido en más del 30% durante los últimos 14 años. El
deterioro gradual de la conductividad hidráulica del lodo puede tener efectos adversos notables en la sustentabilidad de los
recursos de agua subterránea del acuífero confinado profundo, ya que se recarga exclusivamente de acuíferos más someros a
través de la capa de lodo. El análisis de la distribución espacial de descenso del nivel piezométrico y de subsidencia muestra
que el área de extracción máxima no coincide necesariamente con la de máxima subsidencia, debido a la existencia de la capa
de lodos blandos. Una mera redistribución de los caudales de bombeo en función de las propiedades espaciales de la gruesa
capa de lodos podría reducir drásticamente los problemas de subsidencia.
La ville de Suzhou, située dans la basse vallée du fleuve Yangtsé dans le sud-est de la province de Jiangsu, est l'une des
rares villes de Chine qui souffrent cruellement de tassements du sol. Un projet de recherche a été mené pour étudier ce problème.
Des études géologiques et hydrogéologiques montrent qu'il existe un système aquifère multicouche constitué de trois niveaux
distincts de limons non consolidés d'origine marine et lagunaire. Un examen des historiques des prélèvements d'eau souterraine,
des niveaux de nappe et des tassements de sol montrent que la subsidence du sol est associée à des prélèvements continuellement
croissants d'eau souterraine dans l'aquifère captif profond. On pense que le compactage des couches limoneuses non consolidées,
en particulier de la troisième couche qui est épaisse et proche du principal aquifère pompé, contribue aux tassements du sol.
Un modèle numérique aux différences finies en trois dimensions, représentant l'aquifère multicouche, a été réalisé pour étudier
les tassements du sol en réponse aux prélèvements d'eau souterraine. Les paramètres de l'aquifère ont été estimés par calibration
du modèle au moyen à la fois des niveaux piézométriques et des tassements du sol. Les résultats de la simulation s'ajustent
convenablement aux résultats observés, ce qui indique que le modèle numérique peut reproduire les processus dynamiques aussi
bien des écoulements souterrains que de compactage du sol. La conductivité hydraulique de la troisième couche de limon non
consolidé au voisinage du centre du tassement de sol a été réduit de plus de 30% au cours des 14 dernières années. La dégradation
progressive de la conductivité hydraulique du limon peut avoir un effet significatif néfaste sur la pérennité de la ressource
en eau souterraine dans l'aquifère captif profond, puisque la recharge à partir des aquifères superficiels au travers de la
couche de limon est la seule alimentation de l'aquifère profond. Une analyse des distributions spatiales de l'abaissement
du niveau piézométrique et des tassements du sol montre que la région soumise à l'abaissement maximal de piézométrie n'est
pas nécessairement celle des tassements maximaux du sol liés à la présence de la couche de limon non consolidé. Une simple
révision des débits de pompage basée sur la distribution spatiale de la couche de limon épaisse peut réduire significativement
les tassements du sol.
Groundwater Land subsidence Numerical simulation Finite difference Nonlinear consolidation