劉有才（河北省地礦局水文工程地質勘查院，河北·石家莊 050021）

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河北省海岸帶地面沉降現(xiàn)狀及形成機理研究

劉有才
（河北省地礦局水文工程地質勘查院，河北·石家莊 050021）

摘 要：河北省沿海地區(qū)位于華北平原與渤海的交會地帶，是一個人口聚集、生態(tài)環(huán)境脆弱、開發(fā)程度較高的地區(qū)，存在著較為嚴重的地面沉降災害，對沿海地區(qū)人民生活、城市建設和社會發(fā)展造成了不利影響。本文通過InSAR監(jiān)測及二等水準測量相結合的方式來研究河北省沿海地區(qū)地面沉降狀況，分析影響海岸帶InSAR提取形變精度的誤差源及其校正方法，獲取大比例尺高精度海岸帶形變監(jiān)測結果，并在此基礎上分析研究河北省海岸帶地面沉降的原因，為工程建設、區(qū)域規(guī)劃、防災減災監(jiān)測提供技術參考。

關鍵詞：地面沉降；沉降監(jiān)測；機理研究；InSAR技術；海岸帶地區(qū)

隨著經濟和人口城市化的發(fā)展，地面沉降及其所造成的環(huán)境災害已十分嚴重，其造成的損失是綜合的，危害是長期的，其危害程度也是逐年增加的。在沿海地區(qū)，地面沉降加大了海水入侵、倒灌和內澇積水的危害，引起堤壩下沉、河道淤積、防洪能力大減，還導致工業(yè)民用建筑物破壞、地下管道斷裂，水準測量高程基準網(wǎng)失效、社會安定等一系列經濟、環(huán)境及社會問題[1]，我國每年由此造成的直接經濟損失達數(shù)百億元[2]。河北省是一個沿海大省，地下水超采現(xiàn)象嚴重，圍填海工程如火如荼，由此引發(fā)的地面沉降也愈演愈烈，開展河北省沿海地區(qū)沉降監(jiān)測和研究具有重要意義。

據(jù)相關資料，至2012年河北平原累計地面沉降量大于300mm的面積為4.49×104km2，占全省平原區(qū)面積的61.35%，主要分布在中東部地區(qū)。目前河北平原不同區(qū)域的沉降中心仍在持續(xù)發(fā)展，沉降量增大，沉降范圍擴展。至2012年河北平原共形成14個沉降漏斗，其中中部及濱海平原區(qū)地面沉降漏斗分布較多，呈串珠狀分布，并有連成一片的趨勢[3～6]，山前平原地區(qū)分布較少，中部及濱海平原共形成了滄州市沉降區(qū)、任丘沉降區(qū)、肅寧沉降區(qū)、河間沉降區(qū)、獻縣沉降區(qū)、東光沉降區(qū)、衡水沉降區(qū)、南宮沉降區(qū)、平鄉(xiāng)沉降區(qū)、豐南沉降區(qū)、唐海沉降區(qū)、廊坊沉降區(qū)12個沉降中心，其中唐海沉降區(qū)位于河北省沿海地區(qū)。

1　工作方法

利用InSAR與二等水準測量相結合的方式，開展地面沉降研究。研究精度的關鍵是InSAR解譯精度，因此從幾何定位精度、SAR基線分布、干涉配準RMS精度評價、時序分析精度評價幾個方面對收集的原始SAR數(shù)據(jù)及其成像和干涉處理質量進行分析，并將處理的結果與水準測量、歷史沉降資料進行對比研究，從而取得InSAR監(jiān)測成果；同時充分搜集地下水開采、水位動態(tài)、地層物理力學性質等數(shù)據(jù)，分析地面沉降機理。

本研究共采集了5種衛(wèi)星282景SAR數(shù)據(jù)，獲取了1992～2013年SAR數(shù)據(jù)覆蓋時間段內滄州及唐山沿海大范圍、高密度地面形變InSAR觀測結果，對比分析了1997年以來區(qū)內已有的地面沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)，較為全面和系統(tǒng)地從時間和空間兩種尺度上刻畫了上述地區(qū)的地面沉降特征。

1.1 InSAR數(shù)據(jù)處理方法

高分辨率InSAR數(shù)據(jù)處理對硬件配置及存儲空間要求很高，InSAR數(shù)據(jù)處理使用高性能大容量存儲服務器。InSAR數(shù)據(jù)處理采用美國航空航天局噴氣動力實驗室（JPL）和加州理工大學（Caltech）聯(lián)合研制的國際先進雷達處理軟件ROI_PAC，時序分析采用中國地震局地殼應力研究所自主開發(fā)的FRAM-SBAS軟件。

InSAR數(shù)據(jù)處理主要包括基本差分干涉處理和時序分析兩部分[7]。基本差分干涉處理采用的ROI_PAC軟件，具有SAR成像、干涉圖像生成、相位解纏、基線（衛(wèi)星之間距離）提取和優(yōu)化、地表形變量提取等多種功能。時序分析采用FRAM-SBAS軟件進行，用于消除DEM、衛(wèi)星軌道等誤差，估算大氣影響、提取精密的地表形變平均速率和時間序列。

1.2 處理精度分析

（1）幾何定位精度

在經過地理編碼以后的SAR圖像上，選取易識別的特征點（地面構筑物對應強散射點，水系交匯處附近的點等），通過與獲取的地理編碼高分辨率光學圖像（資源三號衛(wèi)星2.1m全色）手工選取同名點作為控制點（4～10個）配準并校正（一次或二次項校正），再通過配準多項式反算未校正前SAR圖像上的各點的相對偏移量并進行統(tǒng)計。從圖1中可以看出項目中幾種衛(wèi)星數(shù)據(jù)的定位精度TERRASAR-X的定位精度最高，達到了10m×12m，像元之間的相對定位精度在1m以內。ENVISAT衛(wèi)星的定位精度次之，定位精度達到45m×30m，像元之間的相對定位精度在2m以內；而JERS衛(wèi)星數(shù)據(jù)的定位達到了38m×50m，相對定位精度為3m。

圖1　SAR圖像幾何精度估計Fig.1 The geometrical accuracy of estimation of SAR image

（2）時序干涉網(wǎng)絡控制

為降低InSAR過程中大氣延遲誤差[8]、地形誤差、孤島誤差等，采用了最優(yōu)冗余短基線集的方法[9,10]，最優(yōu)的干涉圖集合才能保證后續(xù)的InSAR時序分析結果的精確[11]。

（3）干涉配準RMS精度評價

對幾種衛(wèi)星數(shù)據(jù)的影像配準精度進行評估，配準的精度只有達到亞像元級（1/8像元之內）才能保證干涉圖高質量，幾種衛(wèi)星的配準精度均在1/15個像元左右，滿足InSAR的精度要求。

（4）時序分析精度評價

在時序分析過程中，控制每個點的質量，在時序分析中將對相干點的質量進行評估，采用計算干涉解纏觀測相位和計算相位之間的平方根（RMS），通過評估RMS值來對整體形變解算質量進行精度評估。

（5）雷達波長對結果精度的影響

雷達載波頻率或者波長也必須進行考慮。長波長對單個反射體間的相對距離變化是較不敏感的，因此長波長系統(tǒng)可以提供比短波長更佳的像元間的相干性。另外，雷達信號在介質中的穿透性都依賴于觀測地表和波長。穿透的深度一般會隨著波長的增加而增加，這就意味著在低頻率（L，P），波的穿透力會比高頻波（C，X）要高。需要強調的是根據(jù)觀測地形的幾何和電介質參數(shù)，合適的波長是一個非常關鍵的因素用于提高PS點的密度。

（6）雷達分辨率對結果精度的影響

雷達影像的分辨率是另外一個需要考慮的參數(shù)。時間和空間去相干對高分辨率數(shù)據(jù)的影響比較小。因為降低了像元的大小，在一個像元內單個反射體的數(shù)量也會下降。特別是在城市地區(qū)，探測得到的反射體相互之間的距離非常短。像元點成為PS點的幾率會變得更高，因為當提高像元的分辨率，每一個點中主要的散射體在散射體集中更加占主導地位的幾率會更大。在考慮高分辨率數(shù)據(jù)時，只有一個像元受到了地面目標的污染，而其他像元都保持了相位反射特性。這就意味著，相干性得到了保留，可以繼續(xù)后面的相位測量處理。

（7）不同Track同一點的形變的回歸分析

同時項目組還利用對不同Track的SAR數(shù)據(jù)處理得到同一位置近似或相同時間段的形變量進行對比驗證，將每個Track的LOS方向的形變結果投影到垂直方向，利用回歸分析的方法對不同的Track的結果進行對比驗證。在唐山地區(qū)的Track404 和 Track268結果進行對比。在垂直方向上形變速率對比差值的平均值在5mm/a以下，兩者之間相關系數(shù)為0.85。

1.3 監(jiān)測結果與水準測量成果對比

水準點數(shù)據(jù)作為測量的重要數(shù)據(jù)，對于與InSAR作出的沉降結果的比對有重要意義，項目組將獲取的水準資料電子化（Excel格式）并在此基礎上將其矢量化為點文件（shp格式）。

滄州沿海共有46個水準點在數(shù)據(jù)處理范圍內，時間2006～2013年。唐山沿海共有62個，時間從2005到2012年。

本次工作利用InSAR資料求取的年沉降量與水準對應年沉降量比較，兩觀測數(shù)據(jù)重合時間段集中在2008～2012年，因此本項目對期間各年的InSAR（其中2011年InSAR結果部分通過外推+內插獲?。┡c水準結果進行了對比分析，在水準點位分布密集、趨勢明顯的區(qū)域，對比精度較高。顧及到兩者數(shù)據(jù)在空間上位置偏差以及插值等誤差影響，InSAR監(jiān)測形變量與同時段水準結果具有很好的一致性。對于兩種監(jiān)測手段差異點進行了實地驗證，發(fā)現(xiàn)存在地下水過量開采等人為因素導致InSAR監(jiān)測點異常的現(xiàn)象，在分析過程中對InSAR監(jiān)測異常點進行了校正或剔除。

1.4 監(jiān)測結果與歷史沉降監(jiān)測資料的比對

與滄州地區(qū)2007～2008年沉降速率圖對比：用本次監(jiān)測滄州工作區(qū)對滄州地圖進行裁剪，再對裁剪后部分進行矢量化與面積統(tǒng)計；對本次監(jiān)測得到的2005～2006、2008～2009年平均沉降速率圖進行面積統(tǒng)計，對比統(tǒng)計結果如表1所示。對這三年的沉降速率圖選取特征點進行對比分析，得到的結果如表2所示。通過對比可以看出，InSAR測量的沉降速率結果與歷史沉降速率具有較好的一致性。

2　監(jiān)測結果

2.1 滄州沿海

表1　沉降速率分區(qū)面積對比Table 1 The sedimentation rate comparison partition area

表2　特征點沉降速率對比Table 2 The compare feature points sedimentation rate

1992～1998年地面沉降速率最大區(qū)域位于黃驊市黃驊鎮(zhèn)，沉降中心區(qū)沉降速率超過40mm/a，而2003年之后的監(jiān)測顯示黃驊市城區(qū)沉降速率穩(wěn)定在10～20mm/a，較九十年代已明顯減緩；而滄州海岸帶2003～2013年沉降速率較大區(qū)域則位于中捷農場生活區(qū)及臨港工業(yè)開發(fā)區(qū)，最大沉降速率超過40mm/a，且沉降速率超過20mm/a的區(qū)域持續(xù)向東擴展，擴張最快階段為2005～2007年，海興縣城沉降速率在2010年后有增大趨勢，從原有的20mm/a增大到30mm/a量級。根據(jù)二等水準測量及InSAR解譯成果分析，滄州沿海地區(qū)存在兩個沉降中心，一是滄州中捷農場主城區(qū)，二是滄州臨港開發(fā)區(qū)（六分場十八隊—老盤莊—小司莊一帶）。至2010年，滄州沿海臨港工業(yè)開發(fā)區(qū)沉降中心區(qū)速率達30mm/a以上，而沉降速率20～30mm/a的區(qū)域也不斷向東擴展接近海岸方向，和南排河鎮(zhèn)沿海岸線一帶的老沉降區(qū)域連接。

2.2 唐山沿海

唐山工作區(qū)內主要沉降區(qū)地面沉降速率在每一年內均呈現(xiàn)周期性波動。1996～1998年地面沉降速率最大區(qū)域有兩個：一個位于黑沿子鎮(zhèn)至澗河一帶，一個位于古河鄉(xiāng)南至柳贊鎮(zhèn)東一帶。2003～2010年的InSAR監(jiān)測結果顯示這兩區(qū)域仍為沉降中心，其中黑沿子鎮(zhèn)以西的沉降帶向東北方向擴展至濱海鎮(zhèn)（南堡經濟開發(fā)區(qū)），古河鄉(xiāng)至柳贊鎮(zhèn)一帶的沉降區(qū)域向馬頭營鎮(zhèn)擴展，但最大沉降速率有所下降，兩個沉降帶部分區(qū)域最大沉降速率超過30mm/a。

2012～2013年，曹妃甸工業(yè)區(qū)地面沉降量以20～30mm/a為主，唐?？h沉降速率小于10mm/a，曹妃甸西北部地區(qū)地面沉降速率大于30mm/a。曹妃甸工業(yè)區(qū)內S262省道（通島路）以西沉降速率超過20mm/a，其中港區(qū)油罐區(qū)20～30mm/a，中山路南段鋼石路以北局部地段超過30mm/a，而S262以東沉降速率較小，為10～20mm/a；曹妃甸區(qū)濱海鎮(zhèn)以東—唐海鎮(zhèn)以西從十一分場至七分場村存在一個面積超過50km2的近南北向的沉降帶，沉降速率超過30mm/a，且沉降范圍正向東擴展（圖2）。

圖2　2012～2013年曹妃甸地區(qū)地面沉降速率分區(qū)圖Fig.2 The rate partition of land subsidence in Caofeidian (2012～2013)

3　影響因素分析

引起地面沉降的因素可以分為自然因素以及人為因素，自然因素包括構造活動、軟弱土層的自重壓密固結、海平面上升等，人為因素包括過量開采地下水、地下熱水及油氣資源等。據(jù)地震分析數(shù)據(jù)，本區(qū)由于構造活動引起的地面沉降速率僅為1～3mm/a。因此，人為因素尤其是深層地下水超量開采是導致地面沉降的主要原因。地面沉降的發(fā)生取決于兩方面因素，一是引發(fā)地面沉降的動因，地層系統(tǒng)內的液態(tài)動力場的變化；二是質因，地層系統(tǒng)包含大量塑性黏土層，且多與砂層互層。二者綜合作用，致使地層中水動力系統(tǒng)媒介抽空透氣，固體介質巖土結構內部在外荷力作用下，發(fā)生被動性位移變化，黏性土地層厚度變薄，由此出現(xiàn)地面沉降?，F(xiàn)就本區(qū)地面沉降主要成因分析如下：

3.1 超采地下水

地面沉降伴隨著地下水的開采而產生，地面沉降速率和發(fā)展趨勢隨地下水位變化而變化，伴隨著開采量增加而發(fā)展，又伴隨著開采量減少而減緩，地面沉降的漏斗與地下水位下降漏斗基本一致，引起地面沉降的層位與各含水組的開采量相對應[12,13]。因此，超量開采地下水是引起地面沉降的主要原因。

沿海地區(qū)沉積物顆粒較細，以第二三含水層組、部分地區(qū)為第四含水層組為主要開采層。由于大量開采深層地下水，引起孔隙水壓力降低和有效應力增大，致使含水層被壓縮，顆粒接觸面積增大，孔隙度減小并釋水，產生彈性變形。當含水層中的水壓恢復后，骨架復原，含水層的儲容水量亦能復原，只形成暫時性地面沉降，含水系統(tǒng)的供水能力可以得到恢復，其沉降量小，一般相當黏性土壓縮率的15%，沉降反應快。但黏性土層孔隙度大、孔隙微小，內含結合水。大量開采地下水，使含水層水頭大幅下降，當含水量水層與黏粘性土層之間的水頭差足以克服水與顆粒間的結合力時，水便從黏性土層中排出。釋水時孔隙壓縮，使黏土礦物顆粒接觸面積增大，顆粒間發(fā)生相對位移，孔隙結構破壞而發(fā)生塑性形變。當含水層中水壓恢復后，只能使黏性土層被壓縮的孔隙中水壓增高，而不能使孔隙度和儲水容量恢復到初始狀態(tài)，形成永久性地面沉降。

本區(qū)地面地面沉降的產生和發(fā)展過程與地下水的開采過程基本保持一致或滯后一個時段。地面沉降量與地下水水位下降幅度呈高度正相關，其分布范圍與地下水水位下降漏斗基本一致[14～16]，唐山沿海地區(qū)地面沉降趨勢與地下水漏斗的相似性也證明了這一點。地面沉降的產生和發(fā)展過程是含水層排水后孔隙水壓力發(fā)生變化，相鄰黏性土層多為欠固結巖層，由于水的頂托壓力下降，在上覆土層的自重壓力下，排水固結是一個相對緩慢的過程。所以地面沉降滯后水位下降。當開采和補給能夠趨向平衡時，開采層和弱透水層水位將先后趨于穩(wěn)定，黏性土壓密釋水趨向緩和。在開采水位先期穩(wěn)定時，地面沉降仍在繼續(xù)，但隨著時間的推移，地面沉降也將趨緩。

3.2 地表荷載

伴隨著社會經濟的持續(xù)發(fā)展，城市基礎設施建設迅猛發(fā)展，舊區(qū)改造、新居住區(qū)成片開發(fā)，大量高層、超高層建筑不斷興建，城市規(guī)模不斷擴大，交通運輸線路越來越密集，使得地表荷載加重，工程建設的地面沉降效應逐漸凸顯，成為近年來新的沉降制約因素之一。高層建筑群造成的城區(qū)地面沉降的特點是距建筑物一倍基礎寬度范圍內的地面沉降速率大于建筑物本身的沉降速率，尤以相鄰建筑之間中心城區(qū)地表的沉降量最大。密集高層建筑群之間地表存在明顯的應力迭加效應，并使沉降量超過容許值，從而帶來不穩(wěn)定因素[17]。

3.3 構造活動

華北平原自古近紀始新世以來一直為持續(xù)沉降區(qū)，第四紀隆起區(qū)平均沉降速率0.23～0.54mm/a，同時強烈地震也引起了地殼快速形變，造成地面升降異常。據(jù)國家地震局地形變測量大隊的資料，華北平原最大構造沉降在沿海地區(qū)為2.5mm/a，最小構造沉降在山前為1.7mm/a。根據(jù)本區(qū)地層厚度和沉積年代資料、歷史水準點沉降資料和區(qū)域地形變資料推算，華北平原東部沉降區(qū)構造活動造成的地面沉降速率在1.3～2.0mm/a左右。

3.4 軟弱土層物理力學特性

濱海地區(qū)廣泛分布有淺海相、濱海相、瀉湖相軟弱土層，軟土的壓縮固結是產生地面沉降的一個重要因素[18]。它的力學特征是含水量高、壓縮性高、孔隙比大、天然容重低、強度低，屬于欠固結地層，不僅會自然壓密，而且在荷載長期作用下容易產生次固結變形。據(jù)觀測資料，此類軟土層壓縮所引起的沉降占總沉降量的50%～60%，其壓縮沉降量為10～20mm/a，這是濱海地區(qū)地面沉降的一個主要因素。

3.5 開采液體礦產

本區(qū)地熱井主要分布在曹妃甸工業(yè)區(qū)、柳贊鎮(zhèn)及唐山市樂亭縣馬頭營鎮(zhèn)，地熱資源豐富，地熱水主要用途為供暖。新近系是本區(qū)礦泉水和地熱水的主要產出層，屬于承壓水，底界埋深1350～2080m。本區(qū)引起地面沉降的主要原因為過量開采第四系地下水造成，本區(qū)地熱水取水段主要為新近系館陶組孔隙熱儲，地層以砂巖為主，結構致密，處于半膠結狀態(tài)，開采地下熱水短期內引發(fā)的地面沉降量較小，對地質環(huán)境的影響輕微。

冀東油田、大港油田年產原油1212萬噸，天然氣7.7億立方米。根據(jù)大港油田的有關資料，2500m以下普遍出現(xiàn)了欠壓密地層，黃驊凹陷中最大異常地層壓力系數(shù)為1.552，發(fā)現(xiàn)于3702.7m處沙河街組地層中。古近系是本區(qū)石油、天然氣的主要聚集層，底界埋深1480～3300m。當油氣開發(fā)后，必將使流體壓力降低，固體顆粒的有效應力增加，使泥巖進一步固結壓密，從而引起地面沉降。本區(qū)石油開采后均通過注水方式緩解沉降進一步發(fā)展，石油開采區(qū)未引起大范圍沉降，但在油區(qū)石油天然氣的開采也是引起地面沉降不可忽略的因素之一。地下流體的產出經常與儲層巖體的壓縮相關聯(lián)，這種壓縮通過上覆地層可以到達地表。

4　結論

（1）為控制InSAR解譯精度，從幾何定位精度、SAR基線分布、干涉配準RMS精度評價、時序分析精度評價幾個方面對收集的原始SAR數(shù)據(jù)及其成像和干涉處理質量進行分析，極大地提高了數(shù)據(jù)的精度。

（2）河北省沿海沉降速率較大區(qū)域位于中捷農場生活區(qū)及臨港工業(yè)開發(fā)區(qū)，最大沉降速率超過40mm/a，且沉降速率超過20mm/a的區(qū)域持續(xù)向東擴展。唐山市黑沿子鎮(zhèn)以西的沉降帶逐步向東北方向擴展至濱海鎮(zhèn)，古河鄉(xiāng)至柳贊鎮(zhèn)一帶的沉降區(qū)域向馬頭營擴展，近年來沉降速率有所下降，但兩個沉降帶區(qū)域最大沉降速率仍超過30mm/a，地下水開采、軟弱土壓密是本區(qū)發(fā)生地面沉降的主要原因。

（3）通過InSAR、二等水準測量點面結合的方式開展地面沉降監(jiān)測，既發(fā)揮了InSAR技術具有的面測量優(yōu)勢，又通過水準測量精度控制有效減少了InSAR雷達干涉誤差，使InSAR監(jiān)測能夠較客觀地反應工作區(qū)的實際情況，從而實現(xiàn)了時間和空間兩種尺度上展現(xiàn)了工作區(qū)的地面沉降特征，可在地面沉降監(jiān)測研究中推廣。

參考文獻(References)

[1] 薛禹群,張云,葉淑君,等.中國地面沉降及其需要解決的幾個問題[J].第四紀研究,2003,23(6):585-593.Xue Y Q,Zhang Y,Ye S J,et al.Land subsidence in China and its problems[J].Quaternary Sciences,2003,23(6):585-593.

[2] 殷躍平,張作辰,張開軍.我國地面沉降現(xiàn)狀及防治對策研究[J].中國地質災害與防治學報,2005,16(2):1-8.Yin Y P,Zhang Z C,Zhang K J.Land subsidence and countermeasures for its prevention in China[J].The ChineseJournal of Geological Hazard and Control,2005,16(2):1-8.

[3] 何慶成,劉文波,李志明.華北平原地面沉降調查與監(jiān)測[J].高校地質學報,2006,12(2):195-209.He Q C,Liu W B,Li Z M.Land subsidence survey and monitoring in the north China plain[J].Geological Journal of China Universities,2006,12(2):195-209.

[4] 吳愛民,李志明,李長青,等.略論華北平原地面沉降及其控制[J].水文地質工程地質,2010,37(S1):12-14.Wu A M,Li Z M,Li C Q,et al.A sudy on land subsidence and control of North China Plain[J].Hydrogeology &Engineering Geology,2010,37(S1):12-14.

[5] 張玲,葛大慶,郭小方,等.近十年來滄州地區(qū)地面沉降演化狀況[J].上海國土資源,2014,35(4):72-75,80.Zhang L,Ge D Q,Guo X F,et al.Land subsidence in Cangzhou over the last decade based on interferometric time series analysis[J].Shanghai Land &Resources,2014,35(4):72-75,80.

[6] 張進才,李志明,陳英杰,等.河北平原地面沉降災害防治分區(qū)[J].水文地質工程地質,2010,37(S1):282-287.Zhang J C,Li Z M,Chen Y J,et al.The prevention and control regionalization of the land subsidence disaster in Hebei Plain[J].Hydrogeology &Engineering Geology,2010,37(S1):282-287.

[7] 李德仁.InSAR技術進步與地面沉降監(jiān)測應用[J].上海國土資源,2013,34(4):1-6.Li D R.InSAR:Technological progress and its application to land subsidence monitoring[J].Shanghai Land &Resources,2013,34(4):1-6.

[8] 楊成生,張勤,曲菲霏,等.基于相位回歸性分析的SAR差分干涉圖大氣延遲改正研究[J].上海國土資源,2012,33(3):11-15.Yang C S,Zhang Q,Qu F F,et al.Obtaining an atmospheric delay correction for differential SAR interferograms based on regression analysis of the atmospheric delay phase[J].Shanghai Land &Resources,2012,33(3):11-15.

[9] 楊成生,張勤,趙超英,等.短基線集InSAR技術用于大同盆地地面沉降地裂縫及斷裂活動監(jiān)測[J].武漢大學學報(信息科學版),2014,39(8):945-950.Yang C S,Zhang Q,Zhao C Y,et al.Small baseline bubset InSAR technology used in Datong basin ground subsidence,fissure and fault zone monitoring[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2014,39(8):945-950.

[10] 張靜,張勤,曲菲霏.運城市地面沉降SBAS-InSAR監(jiān)測和敏感性GIS分析[J].上海國土資源,2012,33(1):58-61.Zhang J,Zhang Q,Qu F F.Monitoring land subsidence using SBAS-InSAR and GIS to conduct sensitivity analysis in Yuncheng[J].Shanghai Land &Resources,2012,33(1):58-61.

[11] 陳蓓蓓,宮輝力,李小娟,等.綜合時序InSAR和GIS技術地面沉降時序演化規(guī)律研究[J].光譜學與光譜分析,2014,(4):1017-1025.Chen B B,Gong H L,Li X J,et al.Spatial-temporal evolution characterization of land subsidence by multi-temporal InSAR method and GIS technology[J].Spectroscopy and Spectral Analysis,2014,(4):1017-1025.

[12] 薛禹群.地下水資源科學管理與地面沉降系統(tǒng)調控[J].上海地質,2010,31(4):1-6.Xue Y Q.Scientific management of groundwater resource and systematic control of land subsidence[J].Shanghai Geology,2010,31(4):1-6.

[13] 于廣明,張春會,潘永站,等.采水地面沉降時空預測模型研究[J].巖土力學,2006,27(5):759-762.Yu G M,Zhang C H,Pan Y Z,et al.Space-time predicting model research of surface subsidence caused by groundwater exploitation[J].Rock and Soil Mechanics,2006,27(5):759-762.

[14] 房浩,何慶成,宋建新,等.基于地下水調控的滄州市地面沉降防治模擬研究[J].上海國土資源,2014,35(4):21-24.Fang H,He Q C,Song J X,et al.Modeling land subsidence prevention based on groundwater regulation in Cangzhou[J].Shanghai Land &Resources,2014,35(4):21-24.

[15] 李鐸,劉洋,方曉峰.唐山沿海地區(qū)地面沉降滲流固結耦合模擬研究[J].工程地質學報,2015,23(1):105-110.Li D,Liu Y,Fang X F.Simulation of land subsidence in coastal areas of Tangshan with a seepage-consolidation coupling model[J].Journal of Engineering Geology,2015,23(1):105-110.

[16] 馬青山,駱祖江.滄州市地下水開采—地面沉降數(shù)值模擬[J].水資源保護,2015,31(4):20-26.Ma Q S,Luo Z J.Numerical simulation of groundwater exploitation and land subsidence in Cangzhou city[J].Water Resources Protection,2015,31(4):20-26.

[17] 葉昭龍,羅偉誠,林政偉,等.荷重引發(fā)土體應力增量對壓密沉陷之影響[J].上海國土資源,2014,35(4):31-34,39.Yeh C L,Lo W C,Lin C W,et al.Consolidation of unsaturated porous media due to external loading[J].Shanghai Land &Resources,2014,35(4):31-34,39.

[18] 劉峰川,張進才,范建民,等.河北平原第四系地層巖性與地面沉降的關系[J].水文地質工程地質,2010,37(S1):43-46.Liu F C,Zhang J C,Fan J M,et al.The relationship between the formationlithology and land subsidence in Hebei Plain[J].Hydrogeology &Engineering Geology,2010,37(S1):43-46.

The current situation of land subsidence and its formation mechanism in the Hebei coastal province

LIU You-Cai
(Hydrology and Engineering Geology Surνey Institute,Hebei Proνince Geology and Mineral Exploration Bureau,Hebei Shijiazhuang 050021,China)

Abstract:The coastal areas of the Hebei province are located at the intersection of the North China Plain and the Bohai Sea,which is a densely populated and fragile ecological environment with a high development rate.This province is currently facing a serious land subsidence disaster,which has a negative impact on the local living standards,urban construction efforts and social development.In this paper,we investigated the land subsidence in coastal areas of the Hebei province by means of Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) and II-grade level measurement.We also analyzed the error sources and their correction methods.The results were obtained from large-scale precision coastal zone deformation monitoring.Accordingly,we determined the reasons controlling land subsidence in the coastal zone of the Hebei province,which serve as a technical reference for engineering construction,regional planning,disaster prevention and reduction.

Key words:land subsidence;deformation monitoring;mechanism research;InSAR technique;coastal zone

基金項目:中國地質調查局地質調查項目“河北省海岸帶地質災害調查評價與防治對策”(2013995454)

作者簡介:劉有才(1981-),男,碩士,工程師,主要從事環(huán)境地質研究.

修訂日期:2015-12-30

收稿日期:2015-12-05

doi:10.3969/j.issn.2095-1329.2016.01.016

中圖分類號：P642.26

文獻標志碼：A

文章編號：2095-1329(2016)01-0069-05

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