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地面沉降是天津市的主要环境地质问题，造成天津市地面沉降的原因很多，但主要原因是大量开采地下水。本文重点研究开采地下水条件下的地面沉降数学模型及模拟，为控制地面沉降提供科学依据。通过对第四系的水文地质条件分析，建立第四系的水文地质概念模型和地层压缩概念模型，并建立相应的准三维水流数学模型和一维的地层压缩数学模型，两者通过含水层水头和弱秀水层粘性土中孔隙水头的内在联系耦合在一起。