地下水降落漏斗区动静载荷演化诱发地面沉降机理研究

本项目以北京平原区为研究背景区，以地下水超量开采降落漏斗为典型研究区，系统研究地下水降落漏斗区动静载荷演化诱发形变机理。在传统水准网、GPS（全球定位系统）网、地下水监测网等基础上，采用多基线、多模式、多视角相位组分分解InSAR（合成孔径雷达干涉测量）技术，获取高精度区域三维形变场信息，提高动静载荷作用下的区域地面沉降监测的能力与精度；在系统研究地下水流场系统演化与地面沉降响应的基础上，结合土工实验、地球物理勘探等手段，揭示地下水降落漏斗区动静载荷（城市密集建筑群、立体交通网络设施）演化模式下的地面形变场响应机理；为区域地面沉降调控提供理论依据及技术方法。

地面沉降是一种不可补偿的永久性环境和资源损失，是地质环境系统破坏所导致的区域地质灾害，并可以诱发一系列其它环境灾害，形成灾害链。开展地面沉降机理与监控方法研究，对于预防、控制和减缓地面沉降的发生、演化，理论与现实意义重大。.本项目以北京平原区为研究背景区，以地下水超量开采降落漏斗为典型研究区。有机集成空中、地面、地下监测网络，结合InSAR等先进的地面形变监测技术，优化多模式、多视角相位组分分解算法，融合小基线、永久散射体技术的干涉测量方法，基于Envisat ASAR数据获取地面三维形变信息；以京津城际铁路为研究对象，开展高分辨率SAR邻近轨道、临近图幅基准转换及数据拼接方法研究，提高高分辨SAR监测城市重大交通线设施的能力。.结合地下水动态长期观测网数据，基于InSAR提取三维形变信息与GIS空间分析技术，结合长时间序列的监测资料，揭示了北京地区地下水漏斗的形成及动态变化，阐明地面沉降漏斗的形成与演化，进行区域地下水流场与地面沉降三维数值模拟，分析地下水流场系统演变及地面沉降响应特征。从应力场与应变场互馈作用机理出发，研究含水层系统释水形变机理，不同地下水开采强度、变化水位模式下的土体变形特征，揭示区域不均匀沉降的形成、演化机理。在地下水超量开采降落漏斗区域，针对同一区域水文地质体，综合研究其地下水流场演化与建筑集群、立体交通设施时空变化对地面沉降的影响。.