【摘 要】
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地面沉降是由于地质条件、地下水开采或人为活动等原因造成的区域内地面高程值变化的地质现象,是地表形变的表现之一。随着城市面积的扩张,人口的增加,对地下水等地下储备资源的使用量也不断增加,城市中出现了地面沉降等地质灾害。开展地面沉降监测工作,可以为防止因沉降产生的地质灾害对城市基础设施造成破坏并且为城市基础设施的维护保养提供技术支撑及预防破坏方案。本文使用SBAS-InSAR方法和PS-InSAR方法
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地面沉降是由于地质条件、地下水开采或人为活动等原因造成的区域内地面高程值变化的地质现象,是地表形变的表现之一。随着城市面积的扩张,人口的增加,对地下水等地下储备资源的使用量也不断增加,城市中出现了地面沉降等地质灾害。开展地面沉降监测工作,可以为防止因沉降产生的地质灾害对城市基础设施造成破坏并且为城市基础设施的维护保养提供技术支撑及预防破坏方案。本文使用SBAS-InSAR方法和PS-InSAR方法对覆盖呼和浩特市区2018年10月-2020年10月两年间的28景哨兵1号C波段SAR影像进行了处理,得到了 2018年至2020年两年间呼和浩特市区的累积地表形变量结果和呼和浩特市区的平均地表形变速率结果,将SBAS-InSAR方法和PS-InSAR方法得到地表形变结果抽取了验证点位,共抽取了 6个点,计算6个点位沉降量时间序列数据的皮尔逊相关性,得到的相关系数均大于8.5（P＜0.01）。侧面验证了 InSAR方法对于地面沉降监测的可用性。InSAR结果表明:呼和浩特市区内的地表形变以地面沉降为主,地面沉降区形状总体呈漏斗状,沉降量由沉降漏斗中心向沉降漏斗外侧递减,且沉降漏斗随时间推移有扩大趋势。三个沉降中心分别位于回民区、玉泉区北部、台阁牧镇北部,沉降区内大部分地区在研究时间内平均沉降速率为10～30mm/a,研究时间范围内最大沉降量为101.26mm,位于台阁牧镇沉降漏斗中心处。采用Theil-Sen Median趋势分析法+Manna-Kendall检验法计算出研究区内地面沉降的时空变化趋势,结果表明:研究区内沉降漏斗中心呈快速沉降,边缘地区为缓慢沉降,符合城市沉降呈漏斗状发育的特征。使用Hurst指数进行研究区未来形变趋势预测,结果表明:台阁牧镇沉降漏斗西部未来将继续沉降,东部未来会有反弹性抬升,即台阁牧沉降漏斗未来有向西侧发育的趋势。回民区沉降漏斗大部分地区会有反弹性抬升,沉降漏斗北侧会持续沉降,即回民区沉降漏斗未来有向北发育的趋势。玉泉区沉降漏斗西侧会有反弹性抬升,东侧为持续变化,即玉泉区沉降漏斗未来会向东部发育。经过实地调查发现,玉泉区沉降处的主要地物为居民区、公园、建筑工地与小块农田,回民区沉降处主要地物为公园居民区和废弃厂房、仓库,台阁牧镇沉降处主要地物为8年内新建居民楼、村镇和工业设施。在沉降区的地表上均可找到沉降在地面上的响应。由土壤质地空间分布及成分含量数据可知,呼和浩特市区的土壤质地以砂土为主,可占比26%～73%,粉砂土含量居中,在15%～45%之间,粘土含量最低,为10%～29%,属于松散土质,由此可知呼和浩特市区地面沉降的原因之一为建设工程和工业设施对松散土质的扰动;并且与研究区土地利用数据、地下水超采区数据叠加分析发现,沉降主要集中在建设用地上,可见建设工程扰动是引起地面沉降的主要因素之一,沉降分布与呼和浩特市地下水超采限采区及地下水供水井分布有良好的对应关系,可知沉降与超采地下水也有密切联系。
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