大范围地面沉降的差分GPS监测法

详细介绍了差分GPS静态测量和动态测量两种测量模式应用于大范围地面沉降监测的工作原理,探讨了GPS测量与水准测量,这两种方法因测量基准面不同,而使得所测地面沉降量存在的差异。将差分GPS静态测量模式实际应用于天津市的地面沉降监测,通过对其4年的实际测量精度的分析表明,对于大范围地面沉降监测,采用差分GPS静态测量法取代长距离的一等精密水准测量是完全可行的。     

论应用GPS定位技术监测上海市地面沉降的可行性

文章首先分析、论证了应用GPS定位技术监测地面沉降的理论依据，随后，介绍了实验研究方案和实际监测结果。通过比较GPS和精密水准所获得各个监测点的地面沉降量，以及两种不同方法获得地面沉降曲面的一致性，得出GPS沉降监测在一般监测环境下可能达到的精度。     

GPS伪星定位测量技术与GPS地面沉降网的改善 --以上海地区为例

GPS测量技术目前是国内地面沉降城市开展地面沉降研究的一个重点。GPS具有常规测量技术无法比拟的优势，但由于GPS系统固有的原因，其垂直方向的测量精度相对于平面测量精度一般较差。这对于开展城市地面沉降需要布设大面积GPS网而言，显得尤为突出。GPS伪星定位测量技术是近年兴起的新兴技术，它可以全面改善GPS测量在垂直方向（大地高）的精度，从而全面提升GPS的性能。本文就GPS伪星定位测量技术的原理、方法结合国外的诸多实践进行了论述，对伪星定位的潜在能力进行探讨。并就目前上海市开展的GPS地面沉降网改善提出了建议和设想。     

上海地面沉降研究综述

对上海50余年的地面沉降研究工作进行了回顾与初步总结。     

利用差分GPS进行地面沉降监测的研究

为了更好地利用GPS对地面沉降进行监测,详细介绍了差分GPS静态相对定位的工作原理,探讨了差分GPS测量应用于地面沉降监测时的实现方法,介绍了影响差分GPS定位精度的因素。结果表明,利用差分GPS静态测量大范围地面沉降的方法精度高,工作效率高。     

GPS-RTK监测大范围地面沉降的试验研究

在各种不同监测距离和监测时段,采用GPS-RTK测量模式对大范围地面沉降进行了现场监测。通过对试验结果的分析研究,获取了GPS-RTK监测大范围地面沉降时距离和时间的长短对监测结果影响的一些重要技术参数,这对GPS- RTK测量模式应用于实际地面沉降监测以及GPS-RTK的测量立法具有重要参考意义。     

上海市地面沉降自动化监测及信息管理系统

根据联通管原理,多个测点连通,利用地面沉降分层标监测系统及应用压力传感、数码传换技术实施自动测量地面沉降和地下水水位,并联网实现同步监测、网络化管理,监测数据并入地面沉降信息管理系统,实现各种监测数据（水量、水位、水准点和分层沉降等）的信息处理,分析,为控制地面沉降研究提供了新的方法和手段。     

上海地面沉降模型研究及存在问题

文章主要对当今国内外地面沉降模型研究进展进行了简要的回顾和总结。针对上海地面沉降现象，就准三维水流－一维耦俣沉降模型中存在的科学问题进行了阐述，并就模型的下一步研究提出了科学的目标。     

上海地面沉降与城市防汛安全

文章根据上海黄浦江最高潮位与地面沉降的历年变化发展情况,结合城市防汛工程的沉降现状,分析了地面沉降对上海城市防汛安全的影响。指出地面沉降的长期危害是影响上海城市防汛安全的重要因素,地面沉降的监测与防治是城市安全设防的重要内容。     

上海地面沉降及其对城市安全影响

地面沉降是上海最主要的地质灾害.半个多世纪以来,地面沉降已使上海区域地貌形态发生显著变化,目前中心城区高程普遍小于3.5m.监测资料表明,累计地面沉降总量对城市防汛产生重大影响,而地面沉降在空间上的发育不均匀性,对穿越不同地面沉降速率空间的线性城市基础设施的安全运营影响是严重的.     

InSAR技术在上海地面沉降监测中的应用研究

该文详细论述与分析了上海传统监测地面沉降方法及InsAR技术方法的特点,着重阐述了上海地区应用InSAR技术监测地面沉降的最新进展,通过介绍国外先进InSAR技术软件在上海地区的应用分析,与自主开发的InSAR技术软件在上海地区的应用进行对比,采用大量实测数据及多种评价方法对解译结果进行校正,由此得到一些初步认识.     

Land subsidence in China

Land subsidence in China occurs in different regions. It is primarily caused by excessive groundwater withdrawal. Other reasons for the subsidence include the oil, warm groundwater withdrawal and the neotectonic movement. The common characteristics of land subsidence in China are slow, accumulative, irreversible, and other unique properties. The range of subsidence still keeps extending and the accumulative subsidence increasing though some measures taken. Adjustment of the aquifer exploitation practice is a subsidiary way to control land subsidence, but it cannot solve this problem completely. In a specfic way of groundwater changing, the contribution of a certain soil layer to the total subsidence depends on its compressibility and thickness. Besides the elasticity, both cohesive soil layers (aquitards) and sand layers (aquifers) are observed to be plastic and creep when the groundwater level fluctuates in a specific way, which often leads to subsidence delay.     

基于时序InSAR技术的常州市地面沉降监测与分析

近年来,我国东部厚含水松散层矿区不断出现工业广场的沉降变形,地表建(构)筑物受到不同程度损坏,严重影响煤矿安全生产和正常运行。为研究长时间序列的工业广场沉降,以华东某煤矿为例,基于17景Sentinel-1A卫星影像数据,获取地表动态变形信息,结合精密水准测量,分析D-InSAR技术监测地表沉降的精度,研究工业广场时空动态沉降特征,揭示厚含水松散层矿区工业广场变形规律。研究表明：(1) D-InSAR监测与26个水准监测点沉降量的最大误差为5.95 mm,平均误差为2.18 mm,满足工业广场沉降监测需求。(2) 随着工作面持续推进,6个月监测期内工业广场平均沉降量为16 mm,最大沉降点沉降量为36 mm,位于工业广场西南角偏向工作面一侧;最大倾斜值为0.31 mm/m,最大曲率值为0.016 mm/m²,在监测时段内,工业广场地表建(构)筑物破坏远小于Ⅰ级损坏值。(3) GIS空间分析表明,沉降量在0~20 mm的区域面积占比93.10%;最大下沉点的动态下沉量与其至采空区中心的距离呈明显的线性负相关关系,随着采空区中心逐渐向工业广场推进,其下沉量逐渐增大。(4) 工业广场沉降由开采引起的覆岩整体沉降和含水层失水固结沉降2部分组成,根据最大下沉点的动态沉降量,工业广场沉降分为2个阶段;其中第一阶段疏水沉降尚未显现,第二阶段以失水固结沉降为主。(5) 工作面开采对工业广场沉降基本没有影响,应是底部含水层失水固结导致地表沉陷的范围增大,进而影响到工业广场。上述结果为今后类似条件下工业广场沉降问题的研究提供了理论依据和技术参考。\t\t\t\t

     

基于InSAR技术的大同市云冈矿区地面沉降监测

大同市煤炭资源丰富,但煤矿开采活动造成的地面沉降等地质环境问题一定程度上制约着矿区发展。为监测大同市云冈矿区的地面沉降特征,基于哨兵-1A卫星数据,文章使用星载合成孔径雷达差分干涉测量技术(Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar,D-InSAR)技术处理2020年6—7月的2景影像,初步获取矿区沉降区域特征,监测区最大沉降量达4.6 cm/36 d;采用小基线集差分干涉技术(Small Baseline Subset InSAR,SBAS-InSAR)处理2019年1月—2020年12月的24景影像,得到监测区部分沉陷区域的长时间序列形变量,该形变量与2020年1月—2020年9月的同地区25景影像数据永久散射体合成孔径雷达干涉测量(Persistent Scattered Interferometric Synthetic Aperture Radar,PS-InSAR)监测形变空间分布一致,形变趋势吻合。综合以上3种InSAR监测结果表明,监测区内存在多达12个明显快速沉降区,均分布于矿区内,其中最大沉降速率达180 mm/y,2019—2020年最大累积沉降量为333 mm,东南部城市区域没有明显形变迹象。研究结果为矿区沉降监测及合理开采提供科学依据。     

Land subsidence in Tianjin,China

Land subsidence has been affecting Tianjin for the past 50 years. It leads to comprehensive detrimental effects on society, the economy and natural environment. Overpumping of groundwater is the main cause. In 2008, the maximum cumulative subsidence reached 3.22 m and the total affected area nearly 8,000 km². The subsidence reached its most critical state in the early 1980s when it occurred at a rate as high as 110 mm/year. At the same time, groundwater extraction had also reached a maximum of 1,200 million m³. By importing the Luan River to Tianjin and restricting exploitation of groundwater, hydraulic heads gradually recovered after 1986 in all aquifers, and this has continued to the present in the second aquifer. The subsidence rate in urban areas dropped to 10–15 mm/year. The area of groundwater extraction expanded to the suburban area with economic growth in the 1990s, and it was shifted to the third and fourth aquifers. At present, with a subsidence rate of 30–40 mm/year, four new suburban subsidence centers have been formed. Several measures were adopted to mitigate and prevent land subsidence disasters. These included restricting groundwater exploitation, groundwater injection, prohibiting use in the specific zone, a pricing policy for water resources, advocating water-saving technology, and strict enforcement of groundwater laws. Although the subsidence area is still increasing slowly, the subsidence rate is being controlled.