津濱海訊（記者 魏薇 呂洪迎 攝影報道）地面沉降，是松散地層在自然因素和人為活動作用下壓縮變形所導致的地面高程降低的地質現象，具有形成時間長、持續時間長、影響范圍廣、成因機制復雜、修復難度高等特點。如今，地面沉降已成為城市發展過程中的“慢性病”，增加風暴潮災害發生率、降低城市排水防洪能力、威脅交通軌道安全，影響著經濟社會安全可持續發展。
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2018年以來，濱海新區水務局建成了地面沉降多維立體監測體系，為及時掌握濱海新區全域沉降形勢、實施精細化防控管理打下堅實基礎。
突破防控瓶頸 建設多維立體地面沉降監測體系
據介紹，在濱海新區城市發展過程中，因大范圍地下水超采誘發了地面沉降，隨著地下水壓采工作推進，地面沉降明顯減緩。近年來，在原有的地下水壓采措施下，新區地面沉降防控成效卻不斷減小。因此，進一步推動完成區域高效地面沉降防控管理迫在眉睫。
“在多期控沉措施實施后，新區地面沉降表征呈現出由區域大面積地面沉降中心向局部小范圍多點沉降中心轉變，地面沉降原因由以地下水開采為主向地下水開采、城市建設等多因素轉變。因此，特別需要建設多視角、高密度的地面沉降監測體系，多維立體地面沉降監測體系，恰好滿足濱海新區地面沉降防控的需要。”天津市地質災害防治專家委員會成員付炳海介紹說。
多技術融合破解地面沉降監測難點
傳統地面沉降監測以水準監測為主，監測密度低，局部沉降刻畫較為粗糙，對于誘因分析存在諸多欠缺，極易產生誤差，直接影響對沉降結果的可靠判斷。
設置于楊家泊鎮付莊排灌站院內的地面沉降監測分層標組及配套設施
新區多維立體地面沉降監測體系采用空中CORS、INSAR監測、地面水準監測、地下分層標及地下水位監測的“多手段、多維度”監測模式，逐個擊破難點，創建創新監測模式，能夠滿足區域地面沉降現狀監測、發展趨勢分析、誘發因素判定等多種需求。
首先，解決低監測密度難點。引進InSAR地面沉降監測技術，利用多景SAR影像及數據處理獲取大范圍地面沉降數據，相較傳統水準監測，監測點密度提升了近1000倍，提高了局部沉降精細刻畫能力及沉降嚴重區定位能力，在國內率先研發了地面沉降屬性分類技術，實現了以不同對象為目標的分類監測。
其次，減少基準引測誤差。采用衛星定位技術，通過在區域內設置抗干擾能力強的CORS站，監測獲取目標連續三維空間位置，大大減少引測距離，為區域地面沉降監測提供了穩定的基準點。
再次，提升分層沉降監測能力。區水務局自主研發“一孔多標分層標”，通過監測地下多個深度段地面沉降量，為沉降發生主要層位分析提供數據，克服了傳統“一孔多標”占地面積大、施工周期長、投資金額大等缺點，為區域分層標監測點布設密度提升、專項監測網絡建設提供了可行性。
“該體系在理論、技術、設施方面均有創新。”濱海新區水務局水資源室正高級工程師徐廷云說：“項目共發表了論文9篇，取得了發明專利1項、實用新型專利及軟件著作權10項。去年，經科學技術評價中心組織、中國礦業大學武強工程院院士領銜專家組鑒定，多維立體監測體系建設達到國際領先水平，其研究應用在地面沉降監測與防控工作中具有創新性、可推廣性，達到國際先進水平。”
區水務局水資源室徐廷云介紹多維立體監測體系
精細化創新管理打造地面沉降監測防治“濱城”樣本
將多種監測技術、手段、成果融合利用，系統有效避免了單一方法應用中的數據資源浪費。區水務局積極與其他相關部門共享數據，實現數據資源利用最大化，為控沉管理、城市建設規劃打下堅實的技術基礎。
近年來，濱海新區以地面沉降多維立體監測及融合分析為基礎，形成區域地面沉降防控精細化創新管理格局。針對不同誘因、不同趨勢地面沉降地區，濱海新區因地制宜開展實施了地下水壓采、產業結構調整、建設項目納管等一系列針對性防控措施。據統計，濱海新區沉降嚴重區由2018年的33平方公里到2022年基本清零，年沉降速率由2018年的17毫米降至2022年的12毫米。
“區水務局率先將立體沉降監測與控沉管理結合，充分發揮多維立體地面沉降監測‘高密度、大范圍、多維度、高可靠’的優勢，實現了以街鎮、功能區為單元的地面沉降誘因與發展趨勢分析，為因地制宜的制定針對性防控措施、實施分區防控打下數據基礎，為地面沉降防控決策提供了有效依據。”濱海新區水務局水資源管理室主任王立成介紹說。
數據經驗“鄰里”共享推動區域聯防聯控一體化
為推進津冀地區地下水超采綜合治理和地面沉降聯防聯控工作，消除區域行政壁壘、整合監測數據資源、統籌防治工作，濱海新區水務局與唐山市豐南區水利局簽訂了《區域聯防聯控一體化工作協議》。近年來，針對津冀交界地區地下水超采治理和地面沉降防控開展了合作聯動、優勢互補、信息共享等一系列工作，力爭協作共贏。多維立體地面沉降監測體系為聯防聯控提供了豐富的數據資料。
“下一步，防控重點將由域轉為點，對于監測數據分析、管理分區劃定要求更加精細、準確，”王立成說：“我們將充分調動專業技術及人員積極性，結合區域地面沉降特征變化做好多維立體監測體系優化，保障濱海新區城市安全。”
