地面沉降是一种对社会经济发展以及人民生活构成威胁的地质灾害,天津市汉沽地区是华北平原地面沉降极其严重的地区之一,由于大量超采地下水,该地区的地面沉降严重影响着人民的生产和生活。通过对汉沽地区自然地理状况、地质条件以及水文地质条件的论述可以看出,由于汉沽地区的沉积特点,高压缩性土比较厚,分布比较广,地下水的超量开采极易引起严重的地面沉降。地面沉降的发生会导致河道的防洪和航运能力、交通生命线受到很难修复的破坏破损、建筑物构筑物的下沉以及海面的相对上升等对人民生产和生活具有危害性的破坏发生,造成的经济损失也不可估量,因此治理和预防地面沉降在现今经济发展中必须引起高度的重视。治理和预防地面沉降的前提是掌握发生区的地面沉降发生机制、因素、分布以及动态等,并依据前提构建计算模型模拟地面沉降量,进一步了解危害程度。计算地面沉降量的方法根据构建形式分为两大类:一是数理统计和随机统计模型,二是水土耦合模型。数理统计和随机统计模型建模简单,不能很好地反映地面沉降的沉降机制,适用于精度不高的趋势分析;水土耦合模型考虑了土体与水流的相互作用,能很好地解释地面沉降的发生机理,并根据机理比较准确地反映地面沉降的发生过程和趋势,是比较常用的地面沉降计算模型。所以,本文计算方法采用水土耦合模型。本文通过构建三维地下水非稳定流模型和土层压缩模型,运用2002年至2007年的数据和资料,经过多次识别和验证,建立了汉沽地区的地面沉降数值模拟耦合模型,并结合南水北调中线工程入津以及汉沽地区的水资源规划特点,制定了一套地下水规划方案,根据方案运用所建耦合模型预测了2015年至2030年的地面沉降变化趋势,为该地区的地面沉降的预防和治理提出了一些建议通过耦合模型计算结果结合实测资料对比发现,汉沽地区地面沉降中心主要集中在汉沽城区、营城及大田附近;该区地面沉降量逐年增加,但是沉降速率却在减小,大大抑制了更深的沉降中心的扩散,反映了地下水开采方案的可行性。