北京地面沉降时空分布特征研究

20世纪60年代以来,北京市地面沉降不断发展,目前已经形成了东郊八里庄-大郊亭、东北郊-来广营、昌平沙河-八仙庄、大兴榆垡-礼贤和顺义平各庄5个沉降区。本文选取目前地面沉降较为严重的北京市朝阳区、顺义区和通州区作为研究区,利用2003-2010年的47景ASAR影像数据,采用SBAS-InSAR技术获取了研究区的地面沉降监测结果,并分别以SFP点年均沉降速率和各年沉降量作为权重,计算SFP点空间分布中心与方向特征椭圆,定量分析了研究区地面沉降时空特征。结果表明：2004-2010年,北京市地面沉降表现为严重的不均匀沉降,年沉降量最大值由104.04 mm增加到178.83 mm;标准差椭圆长轴与南北方向平行,反映出地面沉降空间发展方向性在南北方向较东西方向明显,椭圆面积由592.25 km²减小到 503.84 km²,表明2004-2010年研究区内发生地面沉降的区域范围变化呈减小趋势,但从沉降量可以发现,北京地面沉降一直处于加重趋势。     

基于SBAS InSAR方法的苏州地区2007-2010年地表形变时空变化研究

苏州地区位于中国苏锡常地面沉降带,地面沉降严重影响了该地区的经济社会发展,因此对其进行地面沉降监测具有重要的意义。本文基于SBAS InSAR方法,利用27景ERS-2 SAR数据,反演了苏州地区2007-2010年地表年平均沉降速率分布图和时序沉降变化图,分析了该时间段地表沉降的时空演化特征。结果表明,在整个研究观测期,苏州地区整体呈现出“老区沉降趋缓,新区沉降较快”的特点。老城区（姑苏区及邻近的吴中区）地面沉降趋于缓和,年平均沉降速率在10 mm/a以下,无明显的沉降中心;而相对新发展的区域（相城区、工业园区和吴江区）则表现出明显的沉降特征,沉降速率普遍大于10 mm/a。其中,相城区年平均沉降速率大约为10~20 mm/a,局部地区沉降严重,速率可达或超过20 mm/a;工业园区年平均沉降速率约20 mm/a,最大累计沉降量在50 mm左右。吴江区地面沉降最为严重,表现出面积广、速率大的特点,其年平均沉降速率在 20 mm/a左右,最大累计沉降量可达60 mm以上。     

利用SBAS-InSAR技术监测菏泽市地面沉降

采用SBAS-InSAR技术对菏泽市65景Sentinel-1A SAR数据进行处理,获取菏泽市2017-05-20~2021-05-23的沉降结果,并结合地下煤矿工作面的开采对各成像时期的地面沉降情况进行精细化分析,最后利用实际水准数据对SBAS-InSAR监测结果进行精度验证。结果表明,研究时段内,菏泽市地面沉降不断加速,郓城地区沉降较为严重,最大年平均沉降速率达-311 mm/a,最大累积沉降量达-1 269 mm。SBAS-InSAR监测到的沉降位置和沉降变化趋势与水准测量结果相符,但在沉降严重区域,SBAS-InSAR监测到的沉降量与实际水准测量结果有一定差异。     

基于分层标监测的德州城区地面沉降分层沉降特征浅析

自20世纪80年代开始,由于地层结构松散、固结程度低,地下水超采等原因,鲁西北平原区地面沉降持续发展。年沉降速率最快的区域位于东营南部的广饶县、滨州南部的博兴县和聊城东部的茌平区附近。德州地面沉降漏斗与周边沧州、衡水沉降区连成一片,成为鲁西北平原区最为典型的地面沉降发育区。其中德州城区国棉厂监测点1991—2017年累计沉降量已超过1400 mm。该文简要介绍了德州分层标组施工工艺、监测方法,综合利用水准测量及分层标监测数据,开展了分层沉降特征研究,查明分层标组所在区域0~60 m,60~300 m,300~500 m及500 m以深地层因压缩变形引起的地面沉降速率分别为1.67 mm/a,20 mm/a,18.33 mm/a,8.00 mm/a。对引起地面沉降的主要因素进行了简要分析,对德州城区地面沉降监测工作提出了建议。     

基于时序InSAR的京津高铁北京段地面沉降监测

京津高铁是中国第一条高速运行的城际铁路,其安全运行对轨道的平顺性有着严格的要求。地面沉降,尤其是不均匀地面沉降会引起部分路基和桥梁变形,威胁着高速铁路的运营安全。合成孔径雷达干涉测量技术可以大范围监测地表形变,对高速铁路沿线地面沉降具有较好的监测能力。本文以45景高分辨率TerraSAR-X 数据为基础,采用 PS-InSAR技术监测京津高铁北京段沿线地面沉降,获取京津高铁北京段沿线地面沉降的分布信息,从动静载荷视角结合北京地区地下水、断裂带、地质条件和含水层系统介质等数据,综合分析高铁沿线不均匀地面沉降的原因,为京津高铁的安全运营提供技术支撑。研究结果表明：京津高铁北京段沿线地面沉降发展在空间上存在一定差异性,北京南站至十里河区间,年沉降速率小于10 mm/a; 至十八里店区间,年沉降速率在10~40 mm/a范围内浮动;过亦庄站至东石村以东区间,最大年沉降速率达到90 mm/a;至永隆村以西,年沉降有所缓解,往东至坨堤村,沉降较为稳定,年沉降速率小于10 mm/a。地下水超采是沿线区域地面沉降的主要因素,动静载荷共同作用下对地面沉降产生一定的影响,沿线地面沉降一定程度上受到南苑—通县断裂带和旧宫断裂带构造控制,沉降量较大的路段位于粘土层较厚的大兴迭隆起。     

基于Sentinel-1雷达影像的成都市地面沉降InSAR监测分析

利用2017-03~2018-03共30景Sentinel-1A SAR数据,分别采用PSI和SBAS技术获取成都市主城区地面形变分布信息,结合地面水准资料对InSAR结果进行精度评估,并初步分析地面沉降的原因。结果表明,成都市大部分区域稳定,平均形变速率主要集中在-5~5 mm/a;地面沉降主要位于一环线以外地区,地铁5、6号线主要站点及周边不均匀沉降明显,最大沉降速率达到20 mm/a;在成华区和锦江区等部分新建城区有不同程度的地面沉降,速率为5~15 mm/a,PSI和SBAS结果相关性较高。     

广饶县地面沉降成因及预测分析

地面沉降是指由于自然因素或人类工程活动引发的地下松散岩层固结压缩,并导致一定区域范围内地面高程降低的地质现象,是一种缓变性地质灾害。广饶县地处东营市南端,根据2004—2016年地面沉降监测资料,其沉降中心累计沉降量已超过了1 500mm,最大沉降速率超过70mm/a,属地面沉降强发育。通过对地面沉降发生、发展规律和引发地面沉降的成因进行了分析,并在现状条件下对地面沉降趋势进行了预测分析。     

西安市地面沉降发展趋势的灰色系统预测

西安市地面沉降已经对人们生活造成危害,因而日益受到人们的关注、本文将西安市地面沉降过程看作是一个灰色过程,地面沉降量被看作是一个灰变量,采用灰色系统理论中的GM(2,1)模型,对到本世纪末西安市地面沉降的发展趋势进行了预测。结果表明,到本世纪末,八府庄、长安环1、胡家庙、沙坡和草场坡将继续加速沉降,其中前二者的速率将达到350～360mm/y,胡家庙、沙坡的沉降速率将达到210mm/y,草场坡的沉降速率将达到100mm/y;金花饭店、小寨、西工大、导370的沉降速率将变慢,除金花饭店的沉降速率将降至78.8mm/y外,其余地点的沉降速率都将降下10～20mm/y。此外,还讨论了GM(2,1)模型对预测西安市地面沉降的适合性。     

基于时序InSAR的常州市地面沉降时空演变规律及成因分析

采用PS-InSAR时序技术对常州市2018-01~2019-12的24期Sentinel-1A影像数据进行处理,获取常州市地面形变信息。所得结果与同期水准监测数据有较好的一致性,两者较差最大值为6.1 mm、平均值为2.7 mm、均方根误差(RMSE)为1.7 mm。结果显示,抬升区域主要位于城镇,累积抬升量平均值约为7.3 mm;沉降区域主要位于农村,累积沉降量平均值约为7.6 mm;武进区南部等地局部沉降严重,累积沉降量平均值超过15 mm。分析第Ⅱ承压水水位变化对地面沉降的影响显示,两者相关系数为0.55;同时分析某分层基岩标各地层回弹情况发现,深部地层多数处于反弹阶段,而浅部地层是目前土层压缩（沉降）的主要层段。说明近2 a第Ⅱ承压水对常州市地面沉降具有一定的影响,但已不是主要影响因素,浅部地层土层压缩已成为常州市地面沉降的主要影响因素。     

南水北调中线区域地面沉降SBAS-InSAR监测研究

基于1 009景Sentinel-1A影像,利用SBAS-InSAR技术对南水北调中线区域地面沉降进行长时间序列监测。结果显示,整个中线沿线地面沉降主要分布于河北省东南部,最大形变速率为-139 mm/a,由于与渠道间有一定距离,因此对输水影响较小。北京市的最大形变速率为-133 mm/a,天津市西南部最大形变速率为-81 mm/a,但天津支线经过了2个沉降区,应当引起相关部门的重视。本文重点分析了南水进京后北京市地面沉降的时序形变特征,结合相关资料分析得知,南水北调工程有效补充了北京地区地下水储量,显著遏制了北京市地面沉降的发展态势。     

鲁北平原地面沉降现状与机理分析

该文详细论述了鲁北地区水文地质条件、工程地质条件。以多期水准测量数据为基础,以校验后的多年insar解译数据辅助,获取了鲁北地区地面沉降速率及多年累积地面沉降量。结果表明,鲁北平原年沉降速率大于50mm/a的地区面积502.73km~2,区内存在2个显著的沉降中心,一个位于德州市城区西北部张庄,地面累积沉降量超过1.3m,一个位于广饶县县城东北部,多年地面累积沉降量达1.605m,200mm沉降等值线圈闭面积14 904km~2,占鲁北平原区面积的34.34%。分析了鲁北平原地区地面沉降机理,建立了地面沉降与地下水水位相关关系,并针对现状问题提出了防治措施与建议。     

嘉兴市地下水资源开发区域规划

本文通过区域水文地质条件、地下水动态及环境地质问题的分析研究,针对当前嘉兴市地表水遭受污染,地下水严重超采,造成区域地下水位下降及地面沉降等环境地质问题,利用长期监测资料进行地下水开来资源评价,提出合理开发利用地下水资源的区域规划意见,为政府部门水资源综合规划、确定地下水开采量、实施地下水资源开发利用监督管理提供了科学依据。     

滨州市地面沉降成因浅析

截至2016年4月,滨州市地面沉降量超过20mm的面积达到了2 881km2,约占全市面积的30%,地面沉降灾害日益严重。为查明滨州市地面沉降现状和沉降成因,采用二等水准测量、地下水位监测、钻探取样、测试分析、地下水开采量调查等方法,对比2005年5月、2008年8月、2012年9月、2014年10月、2015年5月、2016年4月等多期二等水准测量数据和水位数据,从点、线、面3个方面进行了累计沉降量和沉降速率的分析,并从山前冲积、洪积平原水文地质单元区和黄河冲积平原水文地质单元区的水文地质特征、地层结构及其力学性质方面进行了滨州市地面沉降成因分析,基本查明了滨州市地面沉降现状及其演变特征,揭示了超量抽取地下水造成地下水位下降和具有较大压缩性的地层结构是影响该区地面沉降的2个主要因素。     

基于SBAS-InSAR的北京地区地表沉降监测与分析

运用SBAS-InSAR获取北京地区的地表沉降信息,采用18景ENVISAT ASAR影像完成北京地区2007～2010年地表沉降的时空分析。结果表明,北京地区沉降不均匀较为严重,在昌平区、顺义区、通州区等区域出现多处沉降漏斗,且有连成一片并向东扩张的趋势;大部分地区的平均沉降速率在-150 ～10 mm/a,沉降中心的最大沉降量超过400 mm;地表沉降受地下水开采与城市化影响明显。     

青岛市黄岛区潮河水源地地下水数值模拟

在分析研究青岛市黄岛区潮河流域水文地质条件基础上,建立了水文地质概念模型和地下水流数值模拟模型,利用地下水水位动态监测资料对模型进行了识别,并预测了三枯一丰一平条件下地下水最大开采量以及水位、降深分布情况。结果表明,模型验证拟合结果较好,地下水最大开采量为2.4万m3/d,地下水开采不会引起地面沉降、海水入侵等问题。     

鲁西北平原深层地下水动力场时空演化

深层地下水是鲁西北平原区特有的含水系统,具有分布范围广、埋藏深和开采恢复能力差等水文地质特征。近30年来的人工开采使天然流场发生了较大改变,形成多个规模不一、形态各异的超采漏斗。利用多年来区域研究成果和实测资料,在研究区域地下水循环系统的基础上,分析开采初期和开采条件下特征年份深层地下水动力场特征,研究鲁西北平原深层地下水演化程度。研究发现,近30年来,区域水头整体下降,地下水动力场发生了显著变化。除黄河三角洲全咸水区、莘县阳谷、嘉祥凸起周围降幅较小外,其余地区均大于20m,其中德州一武城、滨州-博兴、菏泽城区降幅均在60m以上,德州、滨州漏斗中心降幅大于100m。目前已造成德州、滨州、东营、菏泽、济宁等城区不同程度的地面沉降。     

黄河三角洲生态区孔隙热储地热开发对地面沉降的影响分析

黄河三角洲地区地热资源丰富,热储类型以孔隙热储为主,开采潜力巨大。同时黄河三角洲地区由于成岩差、土层新,地热开发引发的地面沉降问题逐渐引起人们的重视。研究表明:现状条件下,黄河三角洲地区地面沉降以地层(土体)自然固结与地面建筑物载荷有关,地热开发对地面沉降影响微小,南部的广饶地区过量开采地下水是引起地面沉降的主要原因。     

济宁城区地面沉降演变规律及经济损失估算方法

济宁城区位于汶泗河冲积平原的前缘地带，孔隙地下水资源丰富，开采量多年来处于超采状态，1988年以来发生了地面沉降。经采取调整地下水开采井布局等措施后，城区地面沉降速率逐渐减小，而沉降漏斗随地下水的开采向城区北部、东北部转移，地面沉降值大于60mm的范围达到了145km^2证实地面沉降的发生完全受控制于地下水的开采程度。根据济宁市地面沉降的危害程度和破坏性，可将其造成的经济损失分为直接和间接经济损失，其中间接经济损失为全部经济损失的75％以上。     

江苏沿江开发带地下水开采与地面沉降三维数值模拟

根据江苏沿江开发带地下水系统的水文地质机制以及地面沉降机理,在概化出江苏沿江开发带的地下水系统水文地质概念模型和地面沉降模型的基础上,建立了江苏沿江开发带地下水开采与地面沉降三维数值模型。并针对各种开采方案下地面累积沉降量最少的原则,给出了各含水层的最优开采方案。