基于时序InSAR和GPS技术的北京平原区地表三维形变场特征

摘要

文中采用InSAR与GPS技术相结合,获取了北京平原区时序地表三维形变场信息,分析了其分布特征与演化规律。研究表明:(1)北京平原区在抽水引发的第四系附加应力场作用下,地表呈现出显著的三维变形特征,以垂向变形为主,并辅以水平向位移。(2)平原区地面沉降主要集中在东部、北部和南部等地,存在多个沉降中心,总体呈减缓的趋势。其中:东部的朝阳区和通州部分地区是地面沉降发育最为严重的地区,多年沉降速率均超过100 mm·a^(-1),最大沉降速率143.20 mm·a^(-1),最大累计沉降量816.77 mm,且连片发展,不均匀沉降现象明显。(3)在ITRF2005参考框架下,平原区GPS点水平走向基本一致,以SE方向运动为主,优势运动方向NE112.5°~NE113.8°。其中:E向运动速率27.12~36.19 mm·a^(-1),平均值30.78 mm·a^(-1);N向运动速率-10.90~-19.73 mm·a^(-1),平均值-13.57 mm·a^(-1)。反映出整个平原区具有统一的大陆动力学环境下连续变形特征。(4)在欧亚参考框架下,GPS点水平运动速率明显减小,各点之间非一致性变化较为明显,不具备整体趋势性活动特征。特别是几大活动断裂交接部位的地面沉降严重区,往往也是GPS点水平运动速率较大的地区。GPS点水平运动方向总体指向地面沉降或地下水位降落漏斗中心,或由高水位指向低水位地区。这主要是抽取地下水导致第四系含水层系统在水平向产生的变形分量引起的。