地下水降落漏斗區動靜載荷演化誘發地面沉降機理研究

《地下水降落漏斗區動靜載荷演化誘發地面沉降機理研究》是依託首都師範大學，由宮輝力擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：地下水降落漏斗區動靜載荷演化誘發地面沉降機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：宮輝力
• 依託單位：首都師範大學

項目摘要

本項目以北京平原區為研究背景區，以地下水超量開採降落漏斗為典型研究區，系統研究地下水降落漏斗區動靜載荷演化誘發形變機理。在傳統水準網、GPS（全球定位系統）網、地下水監測網等基礎上，採用多基線、多模式、多視角相位組分分解InSAR（合成孔徑雷達干涉測量）技術，獲取高精度區域三維形變場信息，提高動靜載荷作用下的區域地面沉降監測的能力與精度；在系統研究地下水流場系統演化與地面沉降回響的基礎上，結合土工實驗、地球物理勘探等手段，揭示地下水降落漏斗區動靜載荷（城市密集建築群、立體交通網路設施）演化模式下的地面形變場回響機理；為區域地面沉降調控提供理論依據及技術方法。

結題摘要

地面沉降是一種不可補償的永久性環境和資源損失，是地質環境系統破壞所導致的區域地質災害，並可以誘發一系列其它環境災害，形成災害鏈。開展地面沉降機理與監控方法研究，對於預防、控制和減緩地面沉降的發生、演化，理論與現實意義重大。 本項目以北京平原區為研究背景區，以地下水超量開採降落漏斗為典型研究區。有機集成空中、地面、地下監測網路，結合InSAR等先進的地面形變監測技術，最佳化多模式、多視角相位組分分解算法，融合小基線、永久散射體技術的干涉測量方法，基於Envisat ASAR數據獲取地面三維形變信息；以京津城際鐵路為研究對象，開展高解析度SAR鄰近軌道、臨近圖幅基準轉換及數據拼接方法研究，提高高分辨SAR監測城市重大交通線設施的能力。 結合地下水動態長期觀測網數據，基於InSAR提取三維形變信息與GIS空間分析技術，結合長時間序列的監測資料，揭示了北京地區地下水漏斗的形成及動態變化，闡明地面沉降漏斗的形成與演化，進行區域地下水流場與地面沉降三維數值模擬，分析地下水流場系統演變及地面沉降回響特徵。從應力場與應變場互饋作用機理出發，研究含水層系統釋水形變機理，不同地下水開採強度、變化水位模式下的土體變形特徵，揭示區域不均勻沉降的形成、演化機理。在地下水超量開採降落漏斗區域，針對同一區域水文地質體，綜合研究其地下水流場演化與建築集群、立體交通設施時空變化對地面沉降的影響。