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兰恒星课题组在RSE发表成果:揭示黄土地区人类工程活动扰动导致的地表回弹现象

文章来源:  |  发布时间:2022-06-22  |  【打印】 【关闭

  

  黄土高原延安新区“平山造城”工程是当前世界范围内黄土地区规模最大的土地开垦岩土工程之一,强烈的挖填和建设等工程扰动导致严重的地表形变。本研究依托国家自然科学基金委重大项目“黄土边坡滑移机理与治沟造地工程灾变效应”,针对人类工程活动区特殊扰动模式下黄土地表形变的监测、演变和机理开展研究,对黄土地区国家重大工程的风险评估及安全建设等具有重要意义。

  
  首先,本研究提出了利用双层网络结构连接永久散射体和分布式散射体的改进时序InSAR方法,有效地克服了传统InSAR方法在低相干、快速形变区域散射体缺失的难题,增强了相位解缠的准确度,获取了监测点密度更高、精度更高的全域形变信息,捕捉到挖方区罕见的回弹信号。

 

  其次,本研究采用GIS时空分析方法定量分析了强烈挖填耦合扰动下地表沉降和抬升的时空演变模式,揭示出挖方区特殊的地表回弹三阶段过程(快速回弹、缓慢回弹和新平衡);进一步通过空间统计方法指出地表形变和挖填高程变化之间存在强烈的负相关关系,并发现沉降相比于抬升对挖填高程变化更为敏感。
  
  最后,本研究构建了正演地球物理模型,获取了地表形变中的多孔粘弹性形变贡献量;模拟的多孔粘弹性抬升形变与InSAR监测得出的回弹形变十分吻合。最终,研究指出了挖方扰动区不同回弹阶段的机理:前期短暂的快速回弹,主要由削挖卸荷导致的弹性形变引起;后期长时间的缓慢回弹,主要由挖填耦合扰动下的多孔粘弹性形变诱发。
  
  该项成果近期以“Application of an improved multi-temporal InSAR method and forward geophysical model to document subsidence and rebound of the Chinese Loess Plateau following land reclamation in the Yan'an New District”为题在《Remote Sensing of Environment》(IF:10.164)上发表。
  
  论文信息:Zhou, C., Lan, H., Bürgmann, R., Warner, T.A., Clague, J.J., Li, L., Wu, Y., Zhao, X., Zhang, Y., & Yao, J. (2022). Application of an improved multi-temporal InSAR method and forward geophysical model to document subsidence and rebound of the Chinese Loess Plateau following land reclamation in the Yan'an New District. Remote Sensing of Environment, 279, 113102
 
https://doi.org/10.1016/j.rse.2022.113102

 

 

1 改进时序InSAR方法捕捉到严重的沉降现象和罕见的回弹过程


 

2 人类工程活动扰动区多阶段抬升过程的多孔粘弹性机制