基于D-InSAR的樱岛火山喷发形变场解算与反演分析

采用D-InSAR技术对覆盖2020年日本鹿儿岛市樱岛火山喷发前后时段的2景降轨Sentinel-1A数据进行处理,获取日本鹿儿岛市樱岛火山南岳火山口喷发事件引起的地表形变场,并在此基础上结合点源Mogi模型对樱岛火山喷发时的岩浆源进行反演分析。结果表明,2020-07-28~08-09期间沉降主要集中在火山中心地区,最大沉降区域为火山中心地带,最大沉降量与平均沉降量分别为5.5 cm与2.85 cm;抬升主要发生在火山边缘区域,最大抬升量与平均抬升量分别为5 cm与2.24 cm,抬升可能与艾拉火山口下方的岩浆活动有关。根据点源Mogi模型反演得到岩浆源深度和体积变化量分别为1.016 km和-0.139×10⁶ m³,岩浆源位于南岳下方,与南岳火山口的喷发活动有关。     

函数模型与随机模型双约束的GPS-InSAR数据融合方法建立三维形变场

针对InSAR技术研究地表三维形变时监测信息不足的问题，以GPS监测信息为先验信息，建立附有随机模型约束的地表三维形变模型。考虑到SAR卫星极轨方式运行导致LOS向观测量对南北向形变不敏感的问题，以GPS南北向形变观测值作为强约束，构建三维形变解算的函数约束条件。模拟数据与西安地区实测数据的计算结果表明，基于随机模型与函数模型共同约束的地表三维形变参数最小二乘解的精度优于仅有函数模型约束或仅有随机模型约束及无任何约束的参数解精度。     

基于差分干涉与GPS测量的夏威夷基拉韦厄火山形变监测

利用欧空局ENVISAT-ASAR影像数据,提取夏威夷基拉韦厄火山区域由2007-06-17～19小规模火山喷发引起的地表形变场,并结合GPS时间序列分析喷发前后形变特征。结果表明,此次小规模喷发造成Makaopuhi火山口附近发生明显地表形变,LOS向形变值最大超过30 cm。将研究区内同期GPS观测值投影至LOS方向,其结果与差分干涉所得形变量具有较高的一致性,均方根误差为1.8 cm。     

利用DS-InSAR技术监测黄河三角洲地表形变

针对黄河三角洲地区湿地及农田多、范围大,导致PS-InSAR技术难以获取高密度地表形变信息的问题,提出一种基于分布式目标InSAR（DS-InSAR）的黄河三角洲地表形变监测方法。该方法通过置信区间估计选取同质像元点,利用特征值分解方法计算主散射体对应相位值以达到相位优化的目的,再根据时空相干性确定分布式目标,最后建模解算时序地表形变信息。以26景Sentinel-1A影像为数据源,提取2019-12～2020-12期间黄河三角洲地区的地表沉降信息,与PS-InSAR方法结果相比,点位密度提高5.56倍;两种方法获取的同名点对形变速率的相关系数为0.727,说明两者具有很好的一致性。实验结果表明,研究区内存在4处明显沉降区域,最大沉降速率达-238 mm/a,经分析及实地调查验证,其主要影响因素为地下卤水及油气开采。     

两次大柴旦Mw6.3地震间地表形变的InSAR观测及与同震破裂的联合分析

基于2008-11-10、2009-08-28两次大柴旦Mw6.3地震期间的6景Envisat SAR影像,利用小基线集技术提取相应的InSAR地表形变场。结果显示,震中周缘区域未观测到显著的震后形变空间模式,6个特征点区域的形变序列也未显示由快到慢的时变特征。基于震后形变理论对获取的地表形变进行余滑解释,分析两次地震同震破裂的主要参数,建立震时及期间地下断层滑移过程。两次地震分别在不同深度发生破裂且平均滑移量差异较大,前次地震未产生显著的浅层震后余滑。地震区域岩石圈8.2~23.7km深度内在同震阶段的滑移亏损可能以震间无震滑动的形式予以补偿。     

基于GLM-PSO-coKriging模型的地表形变研究

以斜坡灾害易发地带兰州市城关区为研究区,通过PS-InSAR技术提取地表形变点的地表形变速率,反映地质灾害在空间范围内的分布。以协克里金插值为基础,结合广义线性模型（GLM）和粒子群优化算法（PSO）,构建PSO-GLM-coKriging插值模型,以地表形变速率为主变量,DEM,岩土疏松度和NDVI拟合参数为协变量,进行空间插值模拟。与co-Kriging模型和GLM-co-Kriging模型相比较,PSO-GLM-coKriging插值模型具有更高的精度和更好的模拟效果,消除了多维度产生的复杂度,改善了小尺度范围内的插值效果,3个模型的误差分别为1.25 mm/year,0.70 mm/year,0.47 mm/year。因此,通过PSO-GLM插值模型对形变点空白区的插值模拟,对城关区城镇化的规划建设提供一定的数据和理论支撑。     

区域地壳结构差异对GRACE-FO反演中国近10个月陆地水负荷垂直形变的影响

利用CSR、JPL、GFZ三家机构最新发布的新一代重力卫星GRACE-FO（GRACE-Follow On）时变重力场模型揭示2018-06~2019-05我国陆地水储量随时间演变的时空特征,研究利用Hard与PREM模型分析区域地球结构差异对GRACE-FO重力数据反演我国近10个月陆地水负荷垂直形变的影响。结果表明,60阶径向负荷勒夫数的相对差异为-4.267%,前60阶垂直负荷形变最大差异位于云南一带的澜沧江流域地区,幅值约为0.7 mm/a。因此在使用GRACE-FO重力卫星数据估算中国大陆地表垂直负荷形变时,区域地球结构的影响不容忽视。     

2021年漾濞MW6.1地震同震形变提取与断层源模型反演研究

基于D-InSAR技术,收集Sentinel-1卫星升、降轨及精密轨道数据,结合外部DEM,成功提取2021-05-21云南省大理州漾濞县M_W6.1地震的同震形变场。结果显示,升轨卫星视线向最大形变量级约为6.0 cm,降轨卫星视线向最大形变量级约为7.9 cm。以升、降轨InSAR观测结果为约束,对漾濞地震的断层几何参数及滑动分布进行联合反演发现,此次地震的最优发震断层走向为136.6°、倾角为83.1°,断层破裂主要集中在地下2~12 km深度处,最大滑动量约为0.45 m,位于地下7 km深度处,断层在近地表未出现大面积显著滑移现象,表明此次地震未破裂至地表。     

基于SBAS-InSAR的矿区采空区潜在滑坡综合识别方法

针对位于山区且受大量采空区影响的边坡,利用传统测量方法监测耗费人力、物力且光学遥感难以定量识别其是否为潜在滑坡的问题,本文提出一种融合研究区小基线集（SBAS-InSAR）地表监测数据、坡度及坡向的识别方法。通过SBAS-InSAR技术获得研究区地表雷达视线（LOS）方向形变速率,将其转化为垂直方向形变速率,并根据研究区DEM建立坡度及坡向分析图,根据不同山体的坡度、坡向找到易发生滑坡的区域,融入该区域垂直方向的时序形变速率,对其进行滑坡识别。实验表明：卡房镇周边受采空区的影响较大,多数区域垂直方向年形变速率大于10 mm/a;通过本文方法对研究区潜在滑坡进行识别,发现在研究区的21处历史滑坡点中,有16处被识别为潜在滑坡,5处未被识别但也位于发生形变的区域内,表明本文方法对潜在滑坡的识别精度高,具有可行性。该研究为识别采空附近的潜在滑坡提供了一种新的思路,可以有效识别采空区附近山体边坡是否处于潜在的、不明显的滑动状态,对滑坡灾害具有预警作用。     

基于单轨道OT DInSAR的矿山时序三维多量级形变重建

提出一种矿山地表时序三维多量级形变重建方法。首先利用单轨道OT和DInSAR技术提取LOS向非连续的多量级形变;再结合形变先验融合模型和概率积分法构建矿山三维多量级形变重建模型;最后以神东大柳塔矿山52303工作面为研究对象,对覆盖研究区的6对高分辨率TerraSAR-X数据进行时序处理,获取长时间序列的矿山地表三维多量级形变监测结果。与水准测量结果对比发现,该方法与水准测量结果形变趋势一致,垂直向、东西向和南北向的均方根误差（RMSE）分别小于0.188 0 m、0.224 3 m和0.207 4 m。该方法不仅能准确测量矿山地表三维多量级形变,还能精细反演矿山地表沉降漏斗边缘到中心的形变特征。     

呼图壁地下储气库三维有限元数值模拟分析

利用呼图壁地下储气库地质、地球物理资料，建立呼图壁地下储气库三维有限元模型。利用储气腔体压力变化对储气库进行边界约束，用一整个观测周期水准模拟数据结果对几何模型进行可靠性评定。结果显示，储气库整个注、采气过程类似于地球呼吸，在注气过程中地面点由于压力作用呈现出向外膨胀的趋势，在采气过程中地面点点位向着储气层垂直向上的盖层集中运动，呈现出向内塌陷的趋势。     

腾冲火山区地表垂直形变分析

对腾冲火山区1998～2000年的3期垂直形变资料进行了分析，进而利用相关资料得出与计算有关的参数，再用多元Mogi模型反演了岩浆房的位置和大小，所得出的结果与地震层析反演结果基本相似。分析反演结果，认为火山区可能存在多个岩浆房，并有岩脉相通。     

基于循环注蒸气和烟气激励的海上稠油开采技术

通过实验和油藏数值模拟,研究循环注蒸气和烟气激励的加热降黏、气体溶解降黏、气体扩大加热腔与减少热损失、蒸气与气体协同增产效应等开采机理,优化注入蒸气和烟气温度、烟气蒸气体积比、周期蒸气和气体注入量等参数,建议注入蒸气与烟气的温度高于300℃,在大气压下烟气蒸气体积比为0.4～0.6.在渤海稠油油田开展4口井循环注蒸气和烟气激励开采的现场试验.结果表明,循环注蒸气和烟气激励开采后稠油井平均日产油量达到冷采的3倍以上,最高日产油量超过100m3,周期产油量达到1.0×104 m3左右.基于循环注蒸气和烟气激励的海上开采稠油技术可以提高海上稠油开采速度和采收率,有潜力成为未来海上稠油油田的主要热采开发方式.     

砂岩含水层CO2封存中考虑盐沉淀反馈作用的数值模拟: 以鄂尔多斯盆地为例

盐沉淀是含水层CO₂封存中需要关注的问题。当前，大多数数值模拟没有考虑盐沉淀引起的地层孔隙度和渗透率变化对流体流动的反馈作用。以鄂尔多斯盆地刘家沟组地层为例，利用TOUGH2软件建立了一个二维模型。通过修改程序源代码，使得模型能考虑盐沉淀对流体流动的反馈作用。模拟结果表明，刘家沟组地层在CO₂注入20 a时，盐沉淀的反馈作用使得注入井附近地层压力提升达到了0.87MPa，储层注入性损失7.17%。地层水盐度对盐沉淀及其反馈作用的影响最大，CO₂注入速度的影响次之，地层渗透率的影响最小。在地层水盐度较高时，固体盐饱和度显著增加，从而造成地层渗透率明显下降。当地层水盐度为0.24时，盐沉淀造成注入性损失45.32%，引起的地层压力提升达到了12.14MPa。因此，需要特别关注高盐度地层水引起的盐沉淀及其反馈作用。      

长白山火山区几何形变的联合反演

应用长白山火山区的水准和GPS资料，采用Mogi源模型对火山区的压力源参数进行联合反演，并考虑天池火山南侧断层的影响，利用Okada的断层位错模型对长白山火山区近年来的主要活动区天池火山的地下岩浆的可能变化进行推测，得出以下结论：长白山天池火山浅层目前为单一的压力源，位置仍在天池老火山口一带；近几年岩浆上涌活动比较明显；天池南侧的北西向隐伏断裂有一定的活动性。     

日照傅疃河流域修建地下水库的必要性与可行性初探

日照傅疃河中下游地区的地下水是日照城区工农业生产和居民生活的主要水源，由于长期超采，使水资源的供需矛盾日益突显，并导致地下水降落漏斗、海水入侵、土壤盐渍化等环境地质问题的出现。为缓解水资源供水紧张局面，改善当地生态地质环境，对日照在傅疃河中下游修建地下水库的必要性和可行性进行了初步探讨，认为傅疃河中下游具有丰富的补给水源，良好的储水空间，理想的边界条件和适宜的拦蓄坝址。修建地下水库能够产生良好的社会效益和经济效益。     

日照傅疃河流域修建地下水库的必要性与可行性初探

日照傅疃河中下游地区的地下水是日照城区工农业生产和居民生活的主要水源,由于长期超采,使水资源的供需矛盾日益突显,并导致地下水降落漏斗、海水入侵、土壤盐渍化等环境地质问题的出现。为缓解水资源供水紧张局面,改善当地生态地质环境,对日照在傅疃河中下游修建地下水库的必要性和可行性进行了初步探讨,认为傅疃河中下游具有丰富的补给水源,良好的储水空间,理想的边界条件和适宜的拦蓄坝址。修建地下水库能够产生良好的社会效益和经济效益。     

基于GRACE RL06数据探测三江源地区陆地水储量变化

利用CSR最新发布的GRACE RL06数据反演2006~2015年三江源地区陆地水储量的时空变化,并结合GLDAS水文模型、TRMM降水数据及地表冻融数据进行对比分析。结果表明,三江源地区的陆地水和地表水在2006~2015年的变化趋势分别为5.2±1.2 mm/a和-3.8±0.9 mm/a;降水与陆地水的变化密切相关,也是造成陆地水储量呈季节性变化的主要原因;冻土作为特殊的蓄水层,影响着三江源地区地表水与地下水之间的水力联系,冻土活动可能造成GRACE与GLDAS水储量之间的差异;根据GRACE与GLDAS水储量在空间趋势上的差异推测,三江源地区高原多年冻土退化,活动层增厚。     

井工煤矿生态恢复治理工作中存在的问题探讨

井工煤矿对生态系统的影响和破坏主要为采空区导致地表变形、地面塌陷、地裂缝等地质灾害,地下水系统破坏和"三废"排放等。该文认为人们对矿区生产及闭坑后地下水污染对农业的危害未能引起足够的重视,急需强行关闭用作灌溉的污染水井,然后需要进行监测、封堵、治污等工作,逐渐提高矿区地下水质量;认为煤矿高岩温岩体作为地热能的主要赋存体,具有较好的热导率,通过水源热泵系统提取循环水中的热量,可以将采空区周边的地温能加以提取利用,让煤矿在生产及闭坑后均能产生地热能源;认为制约煤矿采空塌陷积水区治理的关键问题是解决充填积水区和井下采空区填充物问题,提出改造鲁南运河,将黄河泥沙输送到济宁及周边矿区;认为治理历史遗留矸石山的关键问题是爆破削坡过程中发生崩塌、滑坡、扬尘等灾害,可以利用高压水枪,配合破岩机和挖掘机联合作业来解决。