新水情背景下北京平原朝阳—通州沉降区地面沉降特征及其影响

摘要

地面沉降是北京地区突出的地质灾害，严重威胁经济、环境和社会的可持续发展。为了研究地面沉降的时空特征及其影响，本文以北京平原朝阳—通州沉降区为研究对象，先基于Sentinel-1 A/B卫星降轨数据，利用PS-InSAR(persistent scatters InSAR)技术获取了研究区2019年1月—2021年12月地面沉降特征，再采用动态时间规整(DTW)算法定量分析了地面沉降与不同层位地下水位之间的响应关系，并进一步量化了不同深度地下水抽取诱发地面沉降的贡献率。结果表明：1)2019—2021年朝阳—通州地区地面沉降连片发展，年均沉降速率超过50 mm/a的沉降严重地区主要分布在朝阳区东部和通州区北部，其中最大沉降速率达到91 mm/a。2)朝阳—通州地区可压缩层厚度区域分布差异，为地面沉降的发生与发展提供了有利的地质条件。整体上来看可压缩层厚度大小与地面沉降速率成正比，研究区地面沉降速率大于80 mm/a的永久散射体(PS)点所在位置处的可压缩层厚度均大于180 m,且主要处于可压缩层厚度200～220 m的地区。3)地面沉降与不同层位地下水位时间序列响应不同，埋深为50～180 m的承压含水层水位与地面沉降响应程度相对较高，其中92.00和121.42 m深度下地下水位与地面沉降时序的响应程度最高，反映出该层位的地下水位变化是造成沉降的主要诱发因素。

关键词

地面沉降 / PS-InSAR / DTW / 朝阳—通州 / 地下水位 / 影响因素 / 北京