天津市地面沉降特征研究

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1、2O1220l2第7卷第4期研究评价Vo1．7No．4天津市地面沉降特征研究易长荣，韦劲松，陆阳(天津市控制地面沉降工作办公室，天津300061)摘要：天津市地面沉降分布和产业布局有关，其深层沉降比重较大。全市平均沉降量与平均降水量密切相关，年度沉降随季节变化，部分地区地面沉降过程具有可逆性。关键词：天津市；地面沉降；特征；规律中图分类号：P642．26文献标识码：A文章编号：1007—1903(2012)04—0012-03天津市地处华北平原，东临渤海，是华北地区地面期全市平面和垂向分层沉降监测资料(见图1)，平面以沉降最严重的城市之一。近20多年来，天津市地面沉降控大地水准测量和GPS监

2、测技术为主，垂向以分层标监测制工作已经取得显著成效。天津市开展了地面沉降预测、为主。水准测量数据(包括分层标监测数据)处理采用一灾害分区等工作，为控制地面沉降提供了科学依据。、二等整体平差，GPS数据则采用高精度基线处理软件GAMIT计算。1地面沉降概况天津市面积11919．7km，其中约8000km的平原区存在不同程度的地面沉降。超量开采地下水是引起天津市地面沉降主要原因。天津市地面沉降经历了4个阶段：(1)上世纪60年代前为初始形成阶段，60年代中期地面沉降速率30mm／a。(2)1959年一1971年为地面沉降急剧发展阶段。天津市中心城区和滨海地区因地下水开采量过大，地面沉降速度达~,

3、]100mm／a，沉降区进一步扩大。(3)1971-1986年为地面沉降持续发展阶段，中心城区和滨海地区地下水开采量达1亿m／a，沉降速率100mm／a。(4)1986年至今为地面沉降治理阶段。引滦图1天津市地面沉降监测网入津工程通水后，大批封停地下水开采井，使中心城区和滨海新区地面沉降幅缓解，全市平均地面沉降量维持在(1)大地水准测量是监测天津市地面沉降成熟的30mm／a以下。方法，每年进行一次。2004年水准点监测网覆盖了大部分上世纪90年代末，因郊区(县)经济快速发展，地下地面沉降区，2009年覆盖天津市全部地面沉降区。重点水开采过量形成了新的地面沉降区。地区监测点平均间隔2km，其它

4、地区4km，全部采用一、二等水准测量。地面沉降基准为中心城区李七庄基岩点，一2地面沉降监测情况、二等水准测量平差权重比为1．3：1，两期高程之差就是监测点沉降量，平均精度为5mm。然后根据全市监测点位为查清天津市地面沉降特征和规律，我们搜集了近置插值生成地理栅格，分辨率为100m×100m，并以此为作者简介：易长荣，男，1982年出生，工程师，研究方向为地面沉降监测2Ol220l2VO1．7NO．4易长荣等：天津市地面沉降特征研究第7卷第4期基础统计沉降量。层标的地面沉降主要发生在300m以下的第四含水组及以(2)天津市GPS连续监测网由12个连续监测站构成，下地层，其沉降比重一般在69％以

5、上。站点间平均间隔45km，于2005年底开始运行。GPS监测站全年24小时不间断采集数据，采样间隔为30秒。GPS监测表1天津市2011年分层沉降比例统计表(％)方法以高程稳定的蓟县监测站(图1中JIXN)为基准J，每编号监测深度(in)四组及以下监测层以下天都可获得一个高程值，能形成长时间的高程序列，精F330579．979．9F4*274．780．58O．5度约为3mm，可计算任何时间段的沉降量。F5330．471．971．9(3)截至2011年，天津市共有分层标18组，其中深标F6295．228O．480．4F7545．729O．O78．510组，主要分布在滨海新区及中心城区的轴线上

6、，最大控F11566．269．O47．4F1342562．9制深度1200m。标孔间的高差利用水准测量监测，每月一次。分层标获取各个层位的沉降量，结合地面标水准监测为2010年统计数据可以得到监测层以下的沉降量。到目前为止，共有7组深天津市地区第四系土层深度约为550m，由5个含水标与全市水准监测网联测了两期高程。组构成。新近系为地热水开采层，最深可达1500m。地面沉降主要发生在第四含水组。3地面沉降规律3．3时间规律天津市按空间分布和时间变化分析地面沉降特征和(1)多年变化规律，查明其平面分布和分层沉降情况，查明多年和年度近几年天津市整体地面沉降呈波动状态，全市平均内的变化规律。沉降速率

7、在24mm／a~30mm／a范围内。地面沉降和全市平均降水量的变化一致(见下图3)。全市平均地面沉降量3．1平面沉降分布的波动受降水量的支配较大。这是因为在需水量一定的天津市地面沉降总体上由北到南呈逐渐加重。2004情况下，降水量越少，地下水开采量就越多，地面沉降越年至2011年的大地水准测量监测结果显示(见图2)，南部严重。且只有农业生产对自然降水依赖程度较大，工业等大部分地区地面沉降超过10mm，其中超过