基于光纤精细化监测的地面沉降潜力评价方法取得新进展

发布者:陆昀乔发布时间:2022-02-16浏览次数:10


长期以来,因抽取地下流体导致的地面沉降已在许多国家和地区产生了严重影响,造成了环境和资源的不可逆变化。有研究表明,到2040年,全球约有19%的人口将受到地面沉降灾害威胁。掌握地面沉降的发育程度以及评价其未来的沉降潜力对于地面沉降防灾减灾工作至关重要。

由于沉积历史的不同,地面沉降区常分布有复杂含水层系统,不同地层呈现出截然不同的变形特征,且沉降潜力也不尽相同。当前,获取地面以下地层变形的手段主要为分层标和基岩标,但这两种方法均只能获取有限数量的地层变形且造价高昂,且基于监测结果的沉降潜力方法也尚不成熟。

我院研究团队采用自主研发的地面沉降钻孔全断面光纤监测技术,在天津滨海新区G06地面沉降监测孔开展了长期监测,根据精细化监测结果提出了地面沉降潜力预测Logistic模型。研究结果表明:

1、地面沉降钻孔全断面光纤监测技术可以精细化获取不同地层的连续变形情况,更有利于掌握地面沉降过程中地层变形时空演化规律;

2、基于精细化监测结果,Logistic沉降模型可实现不同地层沉降潜力的动态评价;

3、天津滨海新区研究区地面沉降预计于2050年进入“沉降稳定阶段”。3.4m-18.4m深度范围内的地层为沉降主要贡献层,地层压缩量占总沉降量的58.5%,其残余变形量预计仍将占到未来总沉降量的37.6%0-3.4m18.4m-38.4m深度范围内的地层目前仍属于“加速变形阶段”,将来仍有较大沉降潜力。

1 天津市G06钻孔地面沉降不同压缩层位沉降比例图

上述研究成果近期以“Estimation of land subsidence potential via distributed fiber optic sensing”为题,发表于工程地质领域顶级期刊Engineering Geology,论文第一作者为我院硕士研究生梁钰,顾凯副教授和施斌教授为该论文的共同通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划项目、陕西省重点研发计划项目、自然资源部地球裂缝地质灾害重点实验室开放基金等的联合资助。


论文链接:https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2022.106540