津?yàn)I海訊（記者 魏薇 呂洪迎 攝影報(bào)道）地面沉降，是松散地層在自然因素和人為活動(dòng)作用下壓縮變形所導(dǎo)致的地面高程降低的地質(zhì)現(xiàn)象，具有形成時(shí)間長、持續(xù)時(shí)間長、影響范圍廣、成因機(jī)制復(fù)雜、修復(fù)難度高等特點(diǎn)。如今，地面沉降已成為城市發(fā)展過程中的“慢性病”，增加風(fēng)暴潮災(zāi)害發(fā)生率、降低城市排水防洪能力、威脅交通軌道安全，影響著經(jīng)濟(jì)社會安全可持續(xù)發(fā)展。
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2018年以來，濱海新區(qū)水務(wù)局建成了地面沉降多維立體監(jiān)測體系，為及時(shí)掌握濱海新區(qū)全域沉降形勢、實(shí)施精細(xì)化防控管理打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
突破防控瓶頸 建設(shè)多維立體地面沉降監(jiān)測體系
據(jù)介紹，在濱海新區(qū)城市發(fā)展過程中，因大范圍地下水超采誘發(fā)了地面沉降，隨著地下水壓采工作推進(jìn)，地面沉降明顯減緩。近年來，在原有的地下水壓采措施下，新區(qū)地面沉降防控成效卻不斷減小。因此，進(jìn)一步推動(dòng)完成區(qū)域高效地面沉降防控管理迫在眉睫。
“在多期控沉措施實(shí)施后，新區(qū)地面沉降表征呈現(xiàn)出由區(qū)域大面積地面沉降中心向局部小范圍多點(diǎn)沉降中心轉(zhuǎn)變，地面沉降原因由以地下水開采為主向地下水開采、城市建設(shè)等多因素轉(zhuǎn)變。因此，特別需要建設(shè)多視角、高密度的地面沉降監(jiān)測體系，多維立體地面沉降監(jiān)測體系，恰好滿足濱海新區(qū)地面沉降防控的需要。”天津市地質(zhì)災(zāi)害防治專家委員會成員付炳海介紹說。
多技術(shù)融合破解地面沉降監(jiān)測難點(diǎn)
傳統(tǒng)地面沉降監(jiān)測以水準(zhǔn)監(jiān)測為主，監(jiān)測密度低，局部沉降刻畫較為粗糙，對于誘因分析存在諸多欠缺，極易產(chǎn)生誤差，直接影響對沉降結(jié)果的可靠判斷。
設(shè)置于楊家泊鎮(zhèn)付莊排灌站院內(nèi)的地面沉降監(jiān)測分層標(biāo)組及配套設(shè)施
新區(qū)多維立體地面沉降監(jiān)測體系采用空中CORS、INSAR監(jiān)測、地面水準(zhǔn)監(jiān)測、地下分層標(biāo)及地下水位監(jiān)測的“多手段、多維度”監(jiān)測模式，逐個(gè)擊破難點(diǎn)，創(chuàng)建創(chuàng)新監(jiān)測模式，能夠滿足區(qū)域地面沉降現(xiàn)狀監(jiān)測、發(fā)展趨勢分析、誘發(fā)因素判定等多種需求。
首先，解決低監(jiān)測密度難點(diǎn)。引進(jìn)InSAR地面沉降監(jiān)測技術(shù)，利用多景SAR影像及數(shù)據(jù)處理獲取大范圍地面沉降數(shù)據(jù)，相較傳統(tǒng)水準(zhǔn)監(jiān)測，監(jiān)測點(diǎn)密度提升了近1000倍，提高了局部沉降精細(xì)刻畫能力及沉降嚴(yán)重區(qū)定位能力，在國內(nèi)率先研發(fā)了地面沉降屬性分類技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了以不同對象為目標(biāo)的分類監(jiān)測。
其次，減少基準(zhǔn)引測誤差。采用衛(wèi)星定位技術(shù)，通過在區(qū)域內(nèi)設(shè)置抗干擾能力強(qiáng)的CORS站，監(jiān)測獲取目標(biāo)連續(xù)三維空間位置，大大減少引測距離，為區(qū)域地面沉降監(jiān)測提供了穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)。
再次，提升分層沉降監(jiān)測能力。區(qū)水務(wù)局自主研發(fā)“一孔多標(biāo)分層標(biāo)”，通過監(jiān)測地下多個(gè)深度段地面沉降量，為沉降發(fā)生主要層位分析提供數(shù)據(jù)，克服了傳統(tǒng)“一孔多標(biāo)”占地面積大、施工周期長、投資金額大等缺點(diǎn)，為區(qū)域分層標(biāo)監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)密度提升、專項(xiàng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供了可行性。
“該體系在理論、技術(shù)、設(shè)施方面均有創(chuàng)新。”濱海新區(qū)水務(wù)局水資源室正高級工程師徐廷云說：“項(xiàng)目共發(fā)表了論文9篇，取得了發(fā)明專利1項(xiàng)、實(shí)用新型專利及軟件著作權(quán)10項(xiàng)。去年，經(jīng)科學(xué)技術(shù)評價(jià)中心組織、中國礦業(yè)大學(xué)武強(qiáng)工程院院士領(lǐng)銜專家組鑒定，多維立體監(jiān)測體系建設(shè)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，其研究應(yīng)用在地面沉降監(jiān)測與防控工作中具有創(chuàng)新性、可推廣性，達(dá)到國際先進(jìn)水平。”
區(qū)水務(wù)局水資源室徐廷云介紹多維立體監(jiān)測體系
精細(xì)化創(chuàng)新管理打造地面沉降監(jiān)測防治“濱城”樣本
將多種監(jiān)測技術(shù)、手段、成果融合利用，系統(tǒng)有效避免了單一方法應(yīng)用中的數(shù)據(jù)資源浪費(fèi)。區(qū)水務(wù)局積極與其他相關(guān)部門共享數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源利用最大化，為控沉管理、城市建設(shè)規(guī)劃打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
近年來，濱海新區(qū)以地面沉降多維立體監(jiān)測及融合分析為基礎(chǔ)，形成區(qū)域地面沉降防控精細(xì)化創(chuàng)新管理格局。針對不同誘因、不同趨勢地面沉降地區(qū)，濱海新區(qū)因地制宜開展實(shí)施了地下水壓采、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、建設(shè)項(xiàng)目納管等一系列針對性防控措施。據(jù)統(tǒng)計(jì)，濱海新區(qū)沉降嚴(yán)重區(qū)由2018年的33平方公里到2022年基本清零，年沉降速率由2018年的17毫米降至2022年的12毫米。
“區(qū)水務(wù)局率先將立體沉降監(jiān)測與控沉管理結(jié)合，充分發(fā)揮多維立體地面沉降監(jiān)測‘高密度、大范圍、多維度、高可靠’的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了以街鎮(zhèn)、功能區(qū)為單元的地面沉降誘因與發(fā)展趨勢分析，為因地制宜的制定針對性防控措施、實(shí)施分區(qū)防控打下數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為地面沉降防控決策提供了有效依據(jù)。”濱海新區(qū)水務(wù)局水資源管理室主任王立成介紹說。
數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)“鄰里”共享推動(dòng)區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控一體化
為推進(jìn)津冀地區(qū)地下水超采綜合治理和地面沉降聯(lián)防聯(lián)控工作，消除區(qū)域行政壁壘、整合監(jiān)測數(shù)據(jù)資源、統(tǒng)籌防治工作，濱海新區(qū)水務(wù)局與唐山市豐南區(qū)水利局簽訂了《區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控一體化工作協(xié)議》。近年來，針對津冀交界地區(qū)地下水超采治理和地面沉降防控開展了合作聯(lián)動(dòng)、優(yōu)勢互補(bǔ)、信息共享等一系列工作，力爭協(xié)作共贏。多維立體地面沉降監(jiān)測體系為聯(lián)防聯(lián)控提供了豐富的數(shù)據(jù)資料。
“下一步，防控重點(diǎn)將由域轉(zhuǎn)為點(diǎn)，對于監(jiān)測數(shù)據(jù)分析、管理分區(qū)劃定要求更加精細(xì)、準(zhǔn)確，”王立成說：“我們將充分調(diào)動(dòng)專業(yè)技術(shù)及人員積極性，結(jié)合區(qū)域地面沉降特征變化做好多維立體監(jiān)測體系優(yōu)化，保障濱海新區(qū)城市安全。”
