三峡库区蓄水后地壳垂直变形场的模拟与分析

基于三峡库区DEM及现有GPS站点位置坐标数据,建立了三峡库区有限元网格模型,采用弹性有限元分析方法模拟计算水库蓄水至135 m1、56 m和175 m时库区地壳的垂直形变场;随后根据Farrell提出的质量负载原理产生的地壳形变理论计算库区蓄水至135 m时的库区垂直形变场;通过两种模拟方法对比可以看出变形等值线圈都包络河谷线,变形最大处都出现在香溪段,同时区域沉降是一个综合地质作用,水体的重力作用是主要诱因。     

陕西地区垂直形变分析

利用中国陕西地区三期国家一等水准网的平差成果、两期二等水准网成果、两期陕西省高程控制网成果、两期全球导航卫星系统（global navigation satellite system, GNSS）大地控制网成果、陆态网络等工程连续运行基准站及流动站成果、地理国情监测成果,分析陕西地区最新垂直运动趋势。结果表明:GNSS垂直运动与水准垂直运动趋势整体一致;20世纪70年代至2018年,关中平原垂直运动呈下降趋势,关中平原周边山区及高原垂直运动呈上升趋势;陕北地区地壳垂直运动总体上呈现上升趋势,平均上升速度约为4 mm/a;关中平原总体呈下降趋势,下降最大速度为6 mm/a;陕南地区也呈上升趋势,平均上升速度约为3 mm/a;陕北、西安局部区域的不均匀地面沉降灾害严重。     

地壳垂直形变场拟合技术在中国的发展

综述了自 80年代末以来地壳垂直形变场模拟技术在中国的发展情况 ,主要介绍了中国学者对多面函数拟合法的发展以及中国学者独立提出的一些拟合方法 :富里叶分析法、小波分析法和经验正交分解法 ,基于地球动力学的通量均衡基准的地壳垂直形变模型和综合地壳形变模型。并对它们的优缺点加以评述 ,对未来的发展作了初步展望     

利用InSAR分析陕西省垂直形变

从2018—2019年欧空局Sentinel-1免费数据中获取陕西省全域垂直形变面状信息,并将其与全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）以及水准点、线垂直形变信息进行对比分析,进一步验证合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）数据反映局部形变的有效性。垂直形变监测结果表明：在陕北榆林、神木地区,地下资源开采诱发的地表沉陷分布广泛、特征明显,地表沉陷速度达60 mm/a;在煤炭产区长武、彬县也出现不同程度的开采沉陷灾害,沉降速度达30 mm/a;西安市、渭南市等关中平原地区由于地下水开采出现不均匀沉降,其中,西安市的局部沉降最为严重,最大沉降速度达60 mm/a;InSAR与GNSS、水准获取的垂直运动趋势在全省范围总体上一致,但由于GNSS监测点、水准监测点一般布测在较稳定区域,其获取的沉降范围、沉降速度与InSAR沉降结果有一定差异。     

滇东南地区垂直负荷形变特征研究

针对传统的全球水文同化模型计算陆地垂直负荷形变的不确定度问题,该文采用GPS、GRACE以及GLDAS3种数据对滇东南13个GPS连续站的垂直负荷形变进行了综合的分析。结果表明:GPS垂向形变时间序列中,陆地水负荷形变显著,高值达12 mm,其中GRACE的贡献值为32.1%,GLDAS的贡献值为26.9%;对于初相位而言,GPS、GRACE、GLDAS三者符合得很好;对于振幅而言,GPS与GRACE的振幅较为接近,GLDAS的振幅最小;通过主成分分析方法所获取的GPS共模误差与GRACE的相关性高达0.90。虽然GRACE的空间分辨率较低,但GRACE为连续监测地表垂直负荷形变提供了一种有效和可靠的手段。     

地壳垂直形变场逼近的球冠谐分析法

基于地壳垂直运动的均衡理论,讨论了球谐函数法用于区域地壳垂直形变场逼近时所存在的问题,提出并推导了球冠谐分析法逼近区域地壳垂直形变场的模型.并利用该模型对两个实际区域进行了试验,取得了良好的效果.     

非构造形变对区域网GPS垂直形变的影响

文章定量分析了积雪、土壤水、海洋非潮汐3种非构造因素对中国大陆典型GPS连续站和区域网流动站垂直形变的影响特征;逐点计算了这些非构造因素对区域网GPS垂直形变的影响量级,得到经过非构造形变改正的中国大陆2009-2011GPS垂直速度场;并将通过荷载修正后的GPS垂直速度场与通过水准数据获得的中国大陆长期垂直速度场相比较.结果表明:修正后的区域网GPS垂直形变场能更加准确可靠地描述地壳的垂直运动.     

西秦岭地区垂直形变的分析研究

本文在详细阐述多面函数模型原理的基础上,以西秦岭地区近40年的精密水准数据计算得到的垂直速率作为研究对象,对该模型在地壳形变拟合中的应用进行了深入研究。通过多种核函数建模的比较分析,认为正双曲面模型能够得到最优的拟合效果;通过与二次多项式拟合模型的比较分析,发现多面函数拟合结果能够较好地反映地壳形变的趋势,但速率异常点的选取会对其拟合结果产生影响。     

固体潮对三峡地区地壳垂直形变和重力变化的影响分析

利用IERS协议上的方法和DE405星历文件,基于三峡地区CORS站和重力台站位置,计算了从2011年到2015年6月固体潮每2 h对三峡地区地壳垂直形变和重力变化的影响,并计算了2012年12月14日大潮期间固体潮影响分布。研究发现,三峡地区固体潮有很强的周期性,存在半月和半年的长周期、一天和半天的短周期。三峡地区农历每月月中和月底前后有2次大潮,月中和月底的大潮潮差相差约1/4;每年冬季（月球赤纬28°36',约11、12、1月）和夏季（约5、6、7月,太阳高度角接近最大）大潮潮差大,春季和秋季大潮潮差小。大地高最大潮高0.346 m,最低潮高-0.190 m（参考历元2000.0）;固体潮对重力与对垂直形变影响异相,最大值110 μGal,最小值-200 μGal。区域固体潮呈明显的条带分布,固体潮对垂直形变与重力变化影响的增减方向相反。本文的研究成果可用于CORS站、重力台站的固体潮影响分析,为局部固体潮相关研究提供参考。     

有限元法在基坑变形分析方面的应用

作为基坑支护设计、变形分析的重要方法——连续介质有限元法,不仅具有强大的数据分析和图形显示功能,而且能够充分考虑基坑设计与土方开挖过程的许多影响因素,计算土方开挖对周围环境的影响。本文以南京某深基坑工程为例,首先采用有限元法进行建模分析得出周边环境的变形,然后结合现场实测数据验证模型的可靠性,最后进一步分析得出基坑变形相关影响因素。     

重力测量在三峡库区形变监测中的作用

阐述了重力测量在三峡库区形变监测中的作用。     

三峡库区龙头山滑坡变形机制研究

以三峡库区龙头山滑坡作为研究对象,研究库水位及降雨综合作用下滑坡体的变形机理及演化趋势。研究表明,滑坡体变形在空间上存在差异性,滑坡体中部、左侧前缘变形较大,中后部变形逐渐减小,表现出牵引滑动特征;降雨和库水位波动是滑坡体变形的主要影响因素,2次较大变形均与其叠加作用相关;从演化趋势上来看,滑坡体内不平衡应力得到不断释放,滑坡体变形趋势逐渐减缓,前期滑坡体变形受库水波动作用强烈,后期变形主要受降雨作用影响。     

大坝变形分析与预报的有限元法

在阐述有限元法基本理论的基础上,研究了采用ANSYS有限元分析软件进行大坝有限元建模、网格划分、荷载及边界条件施加等大坝变形分析的方法,在用有限元法获得水位位移分量及温度位移分量后建立大坝位移确定性模型,从而对大坝的变形监测提供可靠的依据。     

三峡库水位变化过程中的地壳垂直形变与重力变化监测

监测三峡库水位变化过程中的地壳垂直形变和重力变化,对三峡水库的安全运行和区域地质灾害监测防治等具有重要意义。本文从直接计算、实际测量和综合解算3个方面研究了三峡库水位变化过程中地壳垂直形变和重力变化。基于资源三号卫星影像提取的水体数据,结合水位数据,直接计算了三峡水库蓄放水从145~175m每隔5m的影响,地壳垂直形变最大可达30mm,对重力影响超过20μGal(1Gal=10~(-2) m/s~2)的范围距离长江中心线约2km内。库区较近的巴东CORS站(ES13)能够实际测量到库水位变化过程中的地壳垂直形变。由于目前三峡库区的CORS站和重力台站数量较少,分布不均,还不能满足紧密跟踪三峡库水位变化过程中的监测需求。利用三峡地区26座CORS站和部分重力台站数据,基于负荷形变理论和球谐分析方法,综合解算了库水位变化过程中的地壳垂直形变和重力变化,与实际CORS监测结果一致。通过对比分析发现,基于CORS站网的综合解算,能够有效提升对库水位变化过程中的地壳垂直形变和重力变化的监测能力。     

基于DEM的长江三峡地区流域分析

长江三峡地区地形复杂,水资源丰富,地质灾害频发,时时威胁着人民的生命和财产安全。水成为了引起灾害的一个重要因素,因此对水源分布情况的了解就显得极为重要。本文借助ArcGIS平台,在DEM上进行流域分析,提取研究区的河网、集水区域等重要水文信息。     

长江三峡GPS处理结果和应变背景场

采用Bernese GPS Software 4.2对长江三峡工程诱发地震监测系统GPS监测网络1998~2003年的6期观测数据进行了处理,结果表明,三峡库区与华南块体的水平相对运动在0~3mm/a(±0.1~±2.0mm/a);蓄水导致的垂直形变区域主要集中在茅坪香溪巴东库段,近岸点垂直沉降的量级在10~35mm左右,最大峰值区域香溪约35mm(±8.6mm),垂直形变沿远离库中心方向迅速衰减。采用贝塞尔双三次样条函数模型拟合该地区的应变率,推算各类水平应变场,结果表明,蓄水前各种应变背景在10^-9/a~10^-10/a量级。作为构造稳定地区,三峡库区近期因蓄水导致大规模形变,从而诱发中强地震的可能性不大。