海陆过渡带地面沉降监测及其与海岸线变迁的关系

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海陆过渡带是海洋与陆地交接地带,其环境演化影响人类的生存空间、生存质量和社会的可持续发展。因此,海陆过渡带在最近几年已成为研究的热点地区。随着对海陆过渡带持续高强度的开发,海陆过渡带出现了规模较大的地面沉降现象。时序InSAR技术在形变监测方面有着巨大的优势和广阔的前景,已广泛应用于包括海陆过渡带在内诸多领域的地表形变监测。本文利用改进的时序InSAR技术监测珠江口和杭州湾海陆过渡带的地面沉降,并对沉降结果进行分析,讨论了地面沉降和海岸线变化的关系,具体研究内容如下:利用基于KS检验和特征分解的DS-InSAR方法获得了珠江口海陆过渡带2015年-2018年间的形变监测结果;利用融入非局部均值滤波的SBAS-InSAR技术获得了杭州湾海陆过渡带2015年-2019年间的形变监测结果。结果显示,珠江口和杭州湾研究区总体呈地面沉降趋势且沉降不均匀,其中珠江口西北部和东南部为主要沉降区,最大沉降速率可达-25 mm/年,珠江口西岸沉降相对东岸分布更广,沉降量更大;杭州湾沉降区主要分布在中北部海岸带沿线、西部的滩涂围垦区、南部的城镇工业园区及公路河流沿线,最大沉降速率达到-70mm/年。分析表明以为填海围垦、基础设施建设、工业园区建设为主的人类活动是引起地面沉降的主要原因。通过遥感手段提取SAR影像对应的海岸线变化情况,并结合InSAR沉降结果,分析两者之间的关系。结果表明海陆过渡带地区地面沉降与海岸线变化密切相关,海岸线变化剧烈的区域地面沉降明显。由于海岸线变化的同时往往伴有海底地形地貌的变化,导致河口动力场变异和沉积格局改变,因此可能导致海岸线变化区域地面沉降现象的发生。此外人类填海围垦导致海岸线不断向海推进,而填海围垦区多含松散的沉积物,土质可压缩性强,极易发生自身固结现象而引起地面沉降。
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