劉明遙，張其琪，龔緒龍，許書剛，顧春生，張 巖

（1.自然資源部地裂縫地質(zhì)災(zāi)害重點實驗室，江蘇·南京 210018，2.江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇·南京 210018）

地面沉降是一種緩變型地質(zhì)災(zāi)害，主要由于地下水、油氣等資源的過度開采導(dǎo)致，是目前影響城市安全的主要災(zāi)害之一，預(yù)計到2040年全球?qū)⒂薪?0%的人類受到地面沉降災(zāi)害的威脅[1]。為了有效控制地面沉降災(zāi)害，諸多學(xué)者對地面沉降的發(fā)展過程及模擬預(yù)測進行了深入研究，如：采用改進的黏彈流模型建立了蘇錫常和上海地區(qū)的一維土體三維水流的部分耦合地面沉降模型，模擬了不同水文地質(zhì)單元的地層形變特征與發(fā)展趨勢[2]；將黏性土蠕變方程引入含水砂層長期變形計算，并利用常州第二承壓含水砂層進行了預(yù)測驗證[3]；采用生物模型原理和灰色控制系統(tǒng)理論對寧波市地面沉降進行了預(yù)測，認為寧波市地面沉降壽命為90年[4]；采用灰色模型預(yù)測常州市地面沉降過程，認為至2050年沉降停止[5]；基于蘇州地面沉降時空演化特征分析，將蘇州地面沉降發(fā)展過程劃分為地面沉降—沉降加速—沉降變緩—沉降不明顯4個階段；進行劃分[6]；基于蘇州地區(qū)第四紀沉積物的變形規(guī)律和沉降階段探究了地面沉降生命過程，提出了土層壓縮潛力的評價方法[7]。但目前這些研究多以沉降階段的監(jiān)測成果為基礎(chǔ)，預(yù)測結(jié)果與后期的地面沉降實際發(fā)展過程偏差較大，對地面沉降發(fā)生發(fā)展的全過程刻畫不全面。

常州地區(qū)曾是江蘇省地面沉降重災(zāi)區(qū)，由于地下水過量開采導(dǎo)致，最大沉降量超過1000 mm。自2000年實施地下水禁采后，區(qū)域地面沉降逐年趨緩并出現(xiàn)地面回彈，土體變形呈現(xiàn)出新的特征。為了準確掌握地面沉降發(fā)生發(fā)展過程，基于地質(zhì)災(zāi)害防治全生命周期管理的理念[8]，以常州地區(qū)地面沉降監(jiān)測分層標近40年的監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)分析土體在地下水禁采前后的變形特征，從生命周期角度劃定地面沉降生命過程階段，識別關(guān)鍵水位，為新形勢下的區(qū)域地面沉降防控與地下水資源管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

1.1 水文地質(zhì)概況

常州市地面沉降主要發(fā)生在主城區(qū)（不含金壇區(qū)、溧陽市），地貌以沖積平原為主，地勢平坦，河網(wǎng)密布（圖1）。第四紀松散層較厚，約120～240 m，發(fā)育有1個潛水含水層和3個承壓含水層組（圖2）。潛水在區(qū)內(nèi)廣泛分布，含水層巖性以砂質(zhì)粉土為主，厚度一般在1～3 m之間，水位埋深一般在1～4 m，含水層富水性較差，單井涌水量一般3～10 m3/d。第一承壓含水層主要由粉砂、細砂、砂質(zhì)粉土組成，一般有1～2個砂層，平均厚度20～30 m，單井涌水量一般100～500 m3/d，水位埋深普遍小于5 m。第二承壓含水層是歷史上主要開采層，由粉砂、細砂、中砂和含礫粗砂組成，分布穩(wěn)定，頂板埋深一般大于45 m，砂層厚度由南至北逐漸增加，最厚達50 m，富水性好，單井涌水量可達5000 m3/d，該層由于超采導(dǎo)致水位埋深超過80 m，在2000年禁采后不斷回升，目前水位埋深已回升至40 m以淺，大部分地區(qū)在30 m以淺。第三承壓含水層由粉砂、中砂、含礫粗砂組成，局部含泥質(zhì)，分布不穩(wěn)定，部分地區(qū)缺失，含水層最厚超過60 m，該層歷史上存在一定的開采。

圖1 研究區(qū)位置及累計沉降量圖（至2020年）Fig.1 Location of the study area and cumulative subsidence map

圖2 水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)概化剖面圖（A-A’）Fig.2 Generalized profile of hydrogeological structure

1.2 地面沉降發(fā)展歷史與現(xiàn)狀

蘇錫常地面沉降涉及范圍廣，發(fā)生發(fā)展過程與地下水開采密切相關(guān)。20世紀80年代開始，蘇錫常地區(qū)由于過度開采深層地下水（第二承壓含水層為主），誘發(fā)了地面沉降地質(zhì)災(zāi)害[9]，以蘇州、無錫、常州三大主城區(qū)為中心迅速向外蔓延為區(qū)域性沉降漏斗，至2004年累計沉降量超過200 mm的區(qū)域達4400 km2，約占蘇錫常平原區(qū)總面積的1/2，沉降中心累計沉降量超過2 m。為了有效控制災(zāi)情，2000年開始實施深層地下水禁采政策，至2005年全面完成禁采工作，封填了近5000眼開采井[10]。禁采后地面沉降不斷趨緩，地面沉降得到有效控制，并隨著地下水位的持續(xù)回升，在常州—無錫形成連片回彈區(qū)域，年均回彈速率達5 mm/a。

常州市地面沉降最早發(fā)生于20世紀50年代，由于地下水開采井數(shù)及開采量增加，主采層二承壓水位不斷下降形成地下水降落漏斗，至1965年最大水位埋深達20 m，此時地面沉降較輕微。70年代后期水位埋深超過50 m，出現(xiàn)井管相對抬升，地面沉降跡象明顯。80年代后，地下水開采井數(shù)和開采量進一步增加，開采區(qū)域由城區(qū)向周圍鄉(xiāng)鎮(zhèn)擴展，地下水位漏斗區(qū)不斷擴大，至1994年75 m水位埋深等值線已將馬杭、戚墅堰、橫林包圍[11]；地面沉降速率不斷增加，最大沉降速率達80 mm/a；沉降區(qū)范圍不斷擴大，形成與無錫、江陰等市相連的區(qū)域性地面沉降漏斗，累計沉降量大于800 mm的沉降區(qū)面積達50 km2，最大累計沉降量超過了1200 mm。2000年深層地下水禁采后，地面沉降不斷趨緩，至2015年，全區(qū)沉降速率大于30 mm/a的區(qū)域已全部消失，局部地區(qū)出現(xiàn)地面回彈；此后地面沉降持續(xù)趨緩，無區(qū)域性地面沉降。至2020年常州地區(qū)累計沉降量超過200 mm的區(qū)域面積約796 km2（圖1），相比2000年禁采時沉降區(qū)范圍僅增加約46 km2。

2 禁采前后土體變形特征

常州地面沉降監(jiān)測分層標建設(shè)于1983年，位于常州地面沉降中心區(qū)域（圖1），累計沉降量超過1000 mm，由1個基巖標、10個分層標、3個地下水位觀測孔（第一、二、三承壓水位）和1個地面標組成，基巖標成標深度288.09 m，標底巖性為泥巖，1983年開始穩(wěn)定監(jiān)測，至2005年12月地面標監(jiān)測到最大沉降量為704 mm；此后出現(xiàn)地面回彈，至2018年12月累計回彈65 mm。

根據(jù)分層標的監(jiān)測數(shù)據(jù)得到不同深度土體的壓縮量變化情況（表1、圖3），其中淺部（0～39.19 m）的第1層、第2層、第3層壓縮量很小或基本無壓縮，對地面沉降的貢獻不大。其他地層均有明顯的壓縮，壓縮量從大到小的順序依次是第5層、第8層、第4層、第6層、第7層、第9層，其中第5層、第8層、第4層、第6層占總沉降量的93%以上，是主要壓縮層。下面結(jié)合地下水位對主要壓縮層進行分別闡述。

圖3 各土層壓縮量變化曲線（1983-2020）Fig.3 Variation curve of compression amount of each layer

表1 常州分層標各層形變情況統(tǒng)計（1983-2020年）Table 1 Deformation statistics of each layer of layerwise mark in Changzhou

2.1 第二承壓隔水頂板

第二承壓隔水頂板地層深度為39.19～92.33 m，由第4層（39.19～71.85 m）與第5層（71.85～92.33 m）兩個監(jiān)測層段組成，其中上部第4層為粉質(zhì)黏土，可塑—硬塑；下部第5層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，軟塑。第二承壓隔水頂板是該分層標的主要形變層，1983-2005年累計壓縮量371.64 mm，占總沉降量的52.8%；2006-2020年累計回彈44.82 mm，占總回彈量的53.5%（圖4）。下面對禁采前后第4層和第5層變形特征進行分析。

圖4 第二承壓隔水頂板變形及水位變化曲線Fig.4 Deformation process of the aquitard above the 2nd confnied aquifer and water level of the 2nd confined aquifer

（1）禁采前地下水位保持極低狀態(tài)，土層出現(xiàn)壓縮趨緩

在地下水禁采前，第二承壓水位長期處于極低狀態(tài)，其中1983-1994年間以平均1.3 m/a的速度持續(xù)下降，至1994年12月達78.87 m；1995-2001年間呈回升，平均回升速率為1.31 m/a，至2000年12月為71.14 m。雖然地下水位出現(xiàn)小幅回升，但結(jié)合區(qū)域上來看，地下水漏斗區(qū)域仍在擴大，地下水超采狀態(tài)仍較嚴重[12]。因此本次分析認為在地下水禁采前，區(qū)域第二承壓含水層一直處于超采階段，監(jiān)測孔水位小幅回升主要由于局部開采量降低導(dǎo)致。

首先來看與含水層相鄰的第5層，該層壓縮速率由1983年的40.15 mm/a持續(xù)減小到1994年的14.38 mm/a，至2001年減小至2.2 mm/a，表明在70～80 m的水位埋深狀態(tài)下土層主固結(jié)（塑性變形）已接近完成，進入次固結(jié)階段（蠕變）。而第4層在1983-1991年壓縮速率變幅不大，平均壓縮速率為7.09 mm/a；1992-1994年平均壓縮速率增加到11.42 mm/a，壓縮速率較大；1995-2001年壓縮速率出現(xiàn)明顯減小，基本在3～4 mm/a；與第5層相比，該層壓縮趨緩相對滯后超過10年以上。

（2）禁采后地下水快速回升，土層滯后穩(wěn)定后回彈

2000年地下水禁采開始實施后，第二承壓水位自2002年開始大幅回升，平均回升速率約2.5 m/a，至2018年埋深已小于30 m；地下水漏斗區(qū)不斷縮小[13]，2020年常州地區(qū)已無水位埋深超過40 m的漏斗區(qū)。

地下水禁采后，第5層壓縮基本停止，并在2003年開始回彈，平均回彈速率1.5 mm/a。第4層壓縮速率進一步減小，至2006年減小至0.2 mm/a；2007年開始回彈，平均回彈速率1.6 mm/a，相比第5層回彈滯后時間約4年。

對比第5層和第4層兩層的形變特征來看，1983-2005年單位厚度壓縮比分別為12.04 mm/m、3.83 mm/m，第5層是第4層的3.1倍；2006-2019年單位厚度回彈比分別為1.02 mm/m、0.59 mm/m，第5層是第4層的1.7倍。造成這兩層形變特征差異原因主要有三方面：第一是巖性差異，第5層為軟塑的淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、夾薄層粉砂，而第4層為可塑的粉質(zhì)黏土、含鐵質(zhì)和鈣質(zhì)膠結(jié)礫塊，第5層的可壓縮性和滲透性優(yōu)于第4層；第二是第5層與含水砂層相鄰，滲流路徑短，孔隙水壓力傳導(dǎo)快；第三是變形階段不同，第5層在1983-1994年間主固結(jié)階段已基本完成，而上部粉質(zhì)黏土層未表現(xiàn)出壓縮速率減小，說明主固結(jié)仍在繼續(xù)。

2.2 主采含水砂層

常州分層標第二承壓水位與第三承壓的水位波動基本一致，在禁采后水位變化基本相同，表明這兩個含水砂層之間的隔水層不是連續(xù)分布，具有直接的水力聯(lián)系（圖5）。

圖5 第二承壓含水砂層與第三承壓含水砂層壓縮量及水位變化曲線Fig.5 The sand deformation and water level change curves of the 2nd and the 3rd confined aquifers

（1）第二承壓含水砂層

第6層為第二承壓含水砂層，深度為92.33～109.09 m，厚度為16.76 m，巖性為粉砂、細砂。該層在1983-1994年壓縮速率基本在5 mm/a以上；1995-2001年壓縮明顯趨緩，由1995年的2.94 mm/a逐漸降低至2001年的1.02 mm/a；2002-2020年基本穩(wěn)定，呈輕微回彈。

第二承壓含水砂層并未隨著地下水位回升而立即出現(xiàn)回彈，大約滯后了6年。表明含水砂層不僅存在塑性變形，還有一定的蠕變變形[14]。

（2）第三承壓含水砂層

第8層為第三承壓含水砂層，深度為118.5～144.78 m，厚度為26.28 m，巖性為粉細砂、細砂夾粉質(zhì)黏土、黏土。1989-1994年第三承壓地下水位快速下降，平均下降速率1.6 m/a，含水砂層壓縮速率由1983年的3.14 mm/a增加至1988年的10.24 mm/a，此后基本保持在10 mm/a以上；1995-2000年地下水位仍下降，但下降速率有所趨緩，至2000年水位埋深超過72 m，含水砂層壓縮速率有所減小，基本在6 mm/a以上；2001-2020年地下水位快速回升，平均回升速率2.43 m/a，含水砂層壓縮速率在2001-2003年迅速減小至2.7 mm/a，2004-2010年基本穩(wěn)定，2011年開始回彈。第Ⅲ承壓含水砂層壓縮滯后約9年，造成其壓縮滯后時間較長的主要原因是該層段內(nèi)有5.4 m厚的粉質(zhì)黏土、黏土，占該層厚度的20%。

對比第6層與第8層形變特征來看，隨著地下水位的回升，含水砂層均表現(xiàn)為壓縮速率逐漸減小后回彈，存在一定的滯后效應(yīng)，表現(xiàn)為一定塑性變形和蠕變。

2.3 其他層段

第7層為第二與第三承壓之間隔水層，深度為109.09～118.50 m，厚度為9.41 m，巖性為粉質(zhì)黏土，局部含礫石。由于其厚度不大，能夠產(chǎn)生的形變量較小，最大壓縮速率僅3.37 mm/a。其形變過程與第Ⅱ承壓含水砂層較一致，隨著水位回升，地層也出現(xiàn)回彈。

第9層為第三承壓下段地層，深度144.78～288.09 m，但在185.6 m以下基本為泥巖，因此其主要監(jiān)測層段為144.78～185.6 m，厚度為40.82 m，巖性為粉質(zhì)黏土、粉細砂、泥巖、泥質(zhì)砂礫層。該層形變量較小，年變化量在3 mm/a以內(nèi)。由于巖性組成較為復(fù)雜，且缺少水位監(jiān)測數(shù)據(jù)，這里不進行分析。

3 地面沉降生命過程的階段劃分

相比突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，地面沉降的生命周期具有多次性，即第一次沉降結(jié)束后，隨著水位的變化，會進入第二次沉降，但由于地層形變不可完全恢復(fù)，第二次形變幅度會小于上一次。因此，通過建立一個完整的地面沉降生命周期，可以判定地層所處的生命過程階段，這對于地下水位管控與地面沉降防治具有一定的實際價值和指導(dǎo)意義。

3.1 沉降生命過程

本次以常州分層標主要形變層（第二承壓含水砂層及其頂板）變形特征與主采層水位（第二承壓）的響應(yīng)關(guān)系為依據(jù)，結(jié)合區(qū)域地面沉降發(fā)展歷史，探索建立常州地區(qū)地面沉降生命周期，劃分五個地面沉降生命過程階段（圖6）。

（1）地下水位初步下降，主采含水砂層壓縮階段（A）

對應(yīng)時間為20世紀50年代至70年代初。此時期地下水開采量少，主采層第二承壓水位下降速度較慢，沉降量主要來自第二承壓含水砂層壓縮，以彈性形變?yōu)橹?，壓縮量較小。地下水位下降速率和含水砂層壓縮速率均呈平緩并有加速趨勢。

（2）地下水位快速下降，隔水層快速壓縮階段（B）對應(yīng)時間為20世紀70年代初至1995年。此時期地下水開采量劇增，第二承壓水位迅速下降，漏斗區(qū)面積不斷擴大，當?shù)诙袎核幌陆抵?0～40 m時，地面沉降進入快速壓縮階段[12]。常州分層標在1983-1995年總沉降速率基本在40～50 mm/a之間波動，地面沉降速率平穩(wěn)，表現(xiàn)為線性沉降。其中第二承壓隔水頂板累計壓縮327.74 mm（占比58.3%）、第二承壓含水砂層累計壓縮68.34 mm（占比12.2%）、第二與第三承壓之間的隔水層累計壓縮34.6 mm（占比6.2%）、第三承壓含水砂層累計壓縮97.86 mm（占比17.4%）、其他層段累計壓縮33.17 mm（占比5.9%），可見此階段沉降貢獻量主要為第二承壓含水砂層及上部隔水層，其中弱透水層壓縮比重超過含水砂層。含水砂層仍以彈性形變?yōu)橹?，并伴有塑性形變；隔水層以塑性形變?yōu)橹?，伴有彈性形變?/p>

（3）地下水位保持最低狀態(tài)，地層壓縮速率趨緩階段（C）

時間對應(yīng)為1995-2001年，此時期雖然分層標第二承壓水位有所回升，但區(qū)域上地下水位降落漏斗仍在擴展。由于地下水位長期處于在一個極低狀態(tài)（埋深在70～80 m），第二承壓含水砂層固結(jié)接近完成，壓縮速率由1995年的2.94mm/a逐漸降低至2001年的1.02 mm/a。第二承壓隔水頂板也由主固結(jié)（塑性變形）階段進入次固結(jié)（蠕變）階段，壓縮速率由1995年的18.33 mm/a逐漸降低至2001年的5.84 mm/a。

（4）地下水位回升初期，地層壓縮滯后階段（D）

時間對應(yīng)為2001-2006年，此時期地下水禁采工作全面實施（2005年底完成全面禁采），地下水位快速回升。第二承壓含水砂層2001年停止壓縮，壓縮滯后約6年，并在2003年出現(xiàn)回彈，回彈時水位埋深約65 m。第二承壓隔水頂板呈輕微壓縮，至2006年停止壓縮，相比含水砂層滯后5年。此階段含水砂層為彈性形變，隔水層為蠕變。

（5）地下水位大幅回升，地層回彈階段（E）

時間對應(yīng)為2006年以后，隨著地下水位不斷回升，第Ⅱ承壓含水砂層繼續(xù)回彈，但回彈量較小，2007-2020年累計回彈僅7 mm；同時第二承壓隔水頂板也出現(xiàn)回彈，2007-2020年累計回彈44.7 mm，是回彈主要貢獻層。此階段各地層均為彈性形變，含水砂層回彈潛力小，隔水層回彈潛力較大。

3.2 臨界地下水位

通過地面沉降生命過程階段劃分可以看出，不同階段的過渡均對應(yīng)一個地下水位埋深值，在這里我們稱之為臨界水位，并識別出三個臨界地下水位（圖6）。

首先是階段A向階段B過渡的快速壓縮臨界水位，標志地面沉降進入快速發(fā)展期，該水位埋深為30～40 m。

第二個是階段B向階段C過渡的歷史最低臨界水位，該水位為本次地面沉降生命周期中保持的歷史最低水位，該水位埋深為70～80 m。根據(jù)先期固結(jié)壓力理論，當?shù)叵滤徊辉俚陀跉v史最低水位時，黏性土層不會產(chǎn)生較大壓縮。

第三個是階段C向階段D過渡的壓縮轉(zhuǎn)回彈的臨界水位（壓縮—回彈臨界水位），是地層經(jīng)歷過一次壓縮后，隨著地下水位回升，經(jīng)滯后效應(yīng)后首次出現(xiàn)回彈時的水位。該水位的意義在于當?shù)叵滤辉俅蜗陆禃r，只要水位不低于壓縮—回彈水位，地層只會出現(xiàn)少量的彈性變形。第二承壓含水砂層壓縮—回彈臨界水位約65 m，第二承壓隔水頂板壓縮—回彈臨界水位約57 m。

4 主要回彈層趨勢預(yù)測

為了掌握禁采背景下地層回彈的趨勢，通過建立地面沉降相關(guān)分析模型，對常州分層標主要回彈地層進行預(yù)測，進一步完善地面沉降生命過程。

4.1 相關(guān)因子分析及模型建立

常州地區(qū)地面沉降是深層地下水過量開采導(dǎo)致，其累計沉降量與主采層地下水位之間大致呈S形線關(guān)系[15]，隨著禁采后水位回升，主采含水砂層及相鄰隔水層均出現(xiàn)回彈，各層回彈過程與地下水位之間同樣具有很好的相關(guān)性。因此本次對分層標監(jiān)測的地層回彈過程與地下水位進行相關(guān)分析，并結(jié)合地層回彈特征，采用S形線中的Boltzmann模型進行擬合。模型一般式為：

式中：y為形變量，是地層累計回彈量，單位為mm；x為地下水位變幅，是地層開始回彈時的地下水位累計回升量，單位為m；dx為常數(shù)，是地下水位與地層回彈之間的傳導(dǎo)系數(shù)，單位為m-1；x0為常數(shù)，是地層由快速回彈轉(zhuǎn)向趨緩時的水位變幅，此時擬合曲線斜率為1，對應(yīng)回彈量為（A1+A2）/2，單位為m；A1為常數(shù)，其擬合結(jié)果為負數(shù)，以表征地層回彈的滯后性，單位為mm；A2為常數(shù)，是地層最大回彈量，單位為mm。

4.2 模型擬合與預(yù)測

以2006-2020年累計回彈量來看，第二承壓隔水頂板（第4層和第5層）累計回彈44.82 mm，占總回彈量的53.5%；第二承壓含水砂層（第6層）累計回彈7.94 mm，占總回彈量的9.5%；第二三承壓隔水層（第7層）累計回彈5.96 mm，占總回彈量的7.1%；第三承壓含水砂層（第8層）累計回彈7.42 mm，占總回彈量的8.9%；第三承壓下段地層（第9層）累計回彈17.56 mm，占總回彈量的21.0%。可見常州分層標主要回彈層為第二承壓隔水頂板，其他層段雖有回彈，但回彈量極小，因此對第二承壓隔水頂板進行預(yù)測。擬合時間起段為2005年6月至2017年12月，通過擬合得到曲線和參數(shù)（表2、圖7）。

圖7 第二承壓隔水頂板擬合曲線Fig.7 Fitting curvee of the upper aquitard of the 2nd confined aquifer

表2 擬合與預(yù)測結(jié)果Table 2 Fitting and prediction results

以線性差值估算2025年地下水位埋深，并帶入相關(guān)模型得到2025年地層累計回彈量。至2025年水位埋深回升至17.75 m時，第二承壓隔水頂板累計回彈47.04 mm，2018-2025年平均回彈速率為2.13 mm/a，是2005-2017年平均回彈速率的37%，回彈速率大幅減小，回彈將逐漸趨于停止。

5 結(jié)論

以常州地面沉降監(jiān)測分層標近40年的沉降和水位監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)分析了禁采前后地層變形特征與地下水位的響應(yīng)關(guān)系，劃分了地面沉降生命過程階段，得出以下結(jié)論：

（1）1983-2005年，常州分層標第二承壓隔水頂板累計壓縮327.74 mm（占比58.3%）、第二承壓含水砂層累計壓縮68.34 mm（占比12.2%）、第二與第三承壓之間隔水層累計壓縮34.6 mm（占比6.2%）、第三承壓含水砂層累計壓縮97.86 mm（占比17.4%），其他層段累計壓縮33.17 mm（占比5.9%），地面沉降主要貢獻層為主采含水砂層及其相鄰隔水層，其中第二承壓含水砂層及其隔水頂板占比最大。

（2）1995-2001年，當?shù)叵滤宦裆铋L期處于70～80 m時，第二承壓含水砂層與隔水頂板壓縮速率開始逐年減小，其中含水砂層壓縮速率由1995年的2.94 mm/a逐漸降低至2001年的1.02 mm/a，表明在該水位狀態(tài)下含水砂層固結(jié)接近完成；第二承壓隔水頂板壓縮速率由1995年的18.33 mm/a逐漸降低至2001年的5.84 mm/a，表明在該水位狀態(tài)下隔水頂板由主固結(jié)（塑性變形）階段進入次固結(jié)（蠕變）階段。

（3）2005年地下水全面禁采后，地下水位持續(xù)回升，含水砂層與隔水層均出現(xiàn)回彈，均表現(xiàn)為彈性形變。2006-2020年第二承壓隔水頂板累計回彈44.82 mm（占比53.5%）、第二承壓含水砂層累計回彈7.94 mm（占比9.5%）、第二三承壓隔水層累計回彈5.96 mm（占比7.1%）、第三承壓含水砂層累計回彈7.42 mm（占比8.9%）、第三承壓下段地層累計回彈17.56 mm（占比21.0%），地面回彈主要貢獻層為第二承壓隔水頂板。

（4）將常州地區(qū)地面沉降生命過程劃分為五個階段，識別出三個臨界水位，分別為快速壓縮臨界水位（水位埋深為30～40 m）、歷史最低臨界水位（水位埋深為70～80m）、壓縮—回彈臨界水位（第二承壓含水砂層約65 m，第二承壓隔水頂板約57 m），這三個臨界水位對于地面沉降防控措施制定以及地下水位控制紅線優(yōu)化具有重要實際意義。目前常州地區(qū)地下水位控制紅線為（禁采水位埋深）50 m[16]，因此可根據(jù)地面沉降生命周期理論與臨界水位，建立精細化的地下水位分區(qū)管控模式，將地面沉降控制在土體的彈性變形范圍內(nèi)，實現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境保護與地下水資源科學(xué)利用并舉，充分發(fā)揮地下水的優(yōu)質(zhì)資源屬性。

（5）目前常州分層標處地面一直處于回彈，各段地層均進入到地面沉降生命過程第五階段，但回彈不會持續(xù)下去。根據(jù)主要回彈層預(yù)測結(jié)果顯示，2018-2025年第二承壓隔水頂板累計回彈量為14.95 mm，年均回彈速率為2.13 mm/a，是2005-2017年平均回彈速率的37%，回彈速率大幅減??；同時隨著地下水位回升趨于停止，地層回彈也會不斷減小并進入穩(wěn)定期。地層累計回彈總量有限，不會產(chǎn)生次生環(huán)境地質(zhì)問題。