地面沉降监测技术在南通市的应用开题报告

1. 研究目的与意义

21世纪上半叶，我国城市化进程将继续加大发展，地面沉降问题将会更加突出。针对这种情况必须加强对地面沉降现象的监测，进行深入的研究，并且根据不同情况采取不同的措施。包括随时准确监测地表变化情况、密切监测地下水位沉降情况，并及时提供准确的观测数据等对于地面沉降监测工作至关重要。地面沉降研究的目的在于预防、控制并减缓地面沉降的发生和发展。对地面沉降进行监测，全面掌握其影响程度和范围，进而对地面沉降的现状进行风险评估，是实现预防、控制并减缓地面沉降发生的先决条件。

2. 国内外研究现状分析

国外：自20世纪50年代以来，地面沉降问题越来越受到全球的关注，科学界在努力获得对自然沉降和人为沉降的进一步理解。1986年，在美国加州萨克拉门托，GPS测量已经取代了区域性的地面标高的水准测量，该区建立了38个监测站，1989年后达到了68个。采用最严格的测量程序，其大地高的精度可达到毫米级。中国上海在1999年应用Ashtech Z12双频GPS信号接收机测定大地高，取得了大地高精度达3mm的好成果，其优点是对于区域性地面沉降的大范围监测具有事半功倍的效果。1989年Van der Kooij等利用美国实验研究学会卫星孔径雷达干涉资料对美国贝尔瑞吉油田1992-1996年的地面沉降进行了详细的研究。在2010年10月墨西哥召开的第八届国际地面沉降学术研讨会上，美国Jill Densmore等采用水平测量法、电子测距法、磁带变形测定器、三角架式灯探测扫描法等监测水平和垂直变形，采用测斜仪和传感器的自动化方法也被开发用于监测地裂缝附近的地面变形危害；德国I.Martinez等对雨水通过地裂缝快速渗入非饱和土体引发的地面沉降过程进行了模拟，评估了雨水入渗对土体变形的影响；伊朗Hessam Yazdani等采用有限差分法对因地下水位波动引发地面沉降的非线性分析。研究表明，地下水位波动导致粘土层的有效应力发生连续变化，从而导致连续沉降。

国内：国内诸多城市也同样存在地面沉降现象，如上海市自1921年至1965年沉降中心区的最大累积沉降量达2.63米，并于1952年着手逐步开展研究地面沉降工作。目前我国共有70个城市或地区存在地面沉降现象，且地面沉降程度和范围还在进一步地加大加深。上海、北京、天津等地的地面沉降监测及研究防治工作开展较早，目前其监测手段是国内最成熟的，监测网建设也是最完善的。现今的监测手段主要有：水准测量方法、三角高程测量方法、数字摄影测量方法、InSAR方法、GPS方法、监测标（分层标组和基岩标）、地下水动态监测等，监测方式也逐渐由单一方法向多种方法融合转变。水准测量是传统的沉降监测技术，具有测量度高、成果可靠、操作便捷的优点，可是在大范围的区域进行水准测量需要耗费巨大的人力物力；GPS具有全天候、自动化观测的优点，而且，其测量精度高，成果稳点定可靠；InSAR是20世纪60年代末出现的新兴交叉学科合成孔径雷达干涉技术，是合成孔径雷达SAR与电天文学干涉测量技术的完美结合，该技术已经成功应用到监测地面沉降。GPS和InSAR两项技术是当今进行大范围地表沉降监测的主要手段技术，两者的结合可以更好地应用于大范围的地面沉降监测。

目前国内外许多研究人员也都在致力于地面沉降监测的研究，地面沉降监测研究正在成为一个新兴的研究课题。对地面沉降监测开展研究，为城市的形变预报提供科学的依据具有十分重要的现实意义。

3. 研究的基本内容与计划

完成的主要内容包括：

1.大体了解南通城区的自然地理概况、气象水文概况、地质条件概况；

2.熟悉南通城区地面沉降的原因及应对措施，须针对不同的原因采取对应的沉降监测措施；

4. 研究创新点

通过对近年来南通市地面沉降情况的分析，利用水准测量，采取相应的监测控制网布置措施，采集监测数据并进行处理与分析，得出南通市地面沉降量，并在此基础上分析解决GPS在南通市地面沉降监测应用中存在的问题。为南通市的基础设施建设、资源开发利用等提供科学的依据。