采用gs和insar监测加利福尼亚coachella河谷地面沉降

在加利福尼亚Coachella河谷，由于水位下降造成的地面沉降已经引起了关注。自上世纪20年代初，地下水就作为河谷中的农业、市政和家庭供水，到40年代末，水位下降了15m。在1949年，该河谷开始引科罗拉多河水，从而减少了地下水抽取量，50年代到70年代地下水位有所恢复。70年代末，河谷的用水需求量超过了引入的水量，抽水量再一次增加，地下水位下降。对Coachella河谷出现的地面沉降程度和频率了解的不是很多，资料不足，而且精度也不够。同时，这个区域的板块是活动的，在过去几百万年，地面一直在沉降，进一步增加了解译数据的难度。许多相关部门采用不同的方法，以不同的比例尺采集了许多的地面－地表－高程数据，这样，对于1930～1996年间河谷南部-150mm的沉降量的误差在±90mm。采用全球定位系统（GPS）和干涉合成孔径雷达（InSAR）方法确定了1996～1998年的垂直地面沉降的位置、范围和程度。对Coachella河谷的14个位置进行了测量，结果表明，1996～1998年垂直地面变化范围从-13mm～-67mm±40mm，其中的7处，变化超过了±90mm的测量误差，这说明在1996～1998年这些位置出现的地表沉降程度较轻。靠近测量点的一些水位测量结果表明，在这些水井的历史记录中，1996～1998年水位最低。由于历史上水位低造成的应力和测量的地表垂直变化之间的联系，说明在这一阶段已经超过了含水层系统中的预固结应力，因此地面沉降是永久性的。对几个测量点和水井进行比较，说明在Coachella河谷处，短期地下水位变化和地表垂直变化之间的联系并不是很清楚。1996～1998年的InSAR测量结果说明地表垂直变化范围在-20～-70mm（±5～10mm），出现在Coachella河谷的三个地区，分别在Palm沙漠附近，印度井和Cahuilla湖。Palm沙漠附近和印度井的沉降范围与1996～1998年的实际地下水抽水范围一致。Coachella河谷给水管理局在Cahuilla湖没有修建地下水抽水井，但是可能会有私人抽水井。从这些井中抽水或是板块活动都可能导致地面沉降。在本文中，GPS采用的大地测量控制网范围从南部的萨尔顿（Salton）海到西北的印第欧市（Indio）。采用InSAR对地图进行处理时，将大地测量控制网中Coachella西部和Cahuilla湖北部，也包括Palm沙漠的部分地区进行叠加，。测量垂直地面变化的两种方法，GPS和InSAR都用于表征从Palm沙漠到Salton海的垂直地面沉降变化。由于InSAR可以在较大范围产生更详细的空间数据，在垂直地面变化没有被识别出之前，一般来说这一技术非常有用。另外，InSAR生成的地图空间分辨率高，是空间分辨率相对较低的GPS测量网的有益补充。一、概述Coachella河谷位于加利福尼亚南部科罗拉多沙漠地区西北。这一河谷是Salton海槽向北的延伸，Salton海槽是加利福尼亚海湾东太平洋隆起转换断层向陆地的延伸。现代加利福尼亚湾和Salton海槽形成于1200万年前，这时俯冲作用停止，开始形成东西向的内陆带、火山活动形成碱性玄武岩、地面沉降形成盆地并开始接受沉积。剪切区域主要由太平洋和北美板块的主要边界组成，经过600万年，将250km的内陆转化为内陆带，开始形成现代加利福尼亚湾和Salton海槽。当Salton海槽敞开时，科罗拉多河三角洲的沉积物对其进行填充。500万年前，科罗拉多河从东部进入海槽，形成三角洲，沉积与沉降速度明显一致（McKibben,1993）。地质历史时期发生的沉降和在本项研究中测量的垂直地面沉降之间的联系是未知数。自上世纪20年代以来，地下水就是Coachella河谷农业、市政和家庭供水的主要水源。抽取地下水造成了地下水位下降，在20年代初到1949年间，最大下降量达到了15m。在1949年，通过美国运河的Coachella支线，将科罗拉多河水引入到Coachella河谷地势较低处。随着引入地表水源，在该地减少了地下水开采量，从50年代到70年代，河谷中一些水井的水位恢复了15m。然而，自70年代末，在Coachella河谷，用水量超过了地表水引水量，地下水开采量再一次增加，从而地下水位再次下降。自70年代末该区许多水井水位下降量超过了15m（其中一些大于30m），1998年水位下降量超过了历史记录。水位下降可能会影响或造成地面沉降，造成主要由细粒（粉土或粘土）组成的松散沉积物含水层系统压实。Ikehara等人（1997）报导了在1930～1996年间，在Coachella河谷南部测量的垂直地面变化在-150mm±90mm之间。地面沉降会影响地表排水，减小含水层贮水量，造成地裂缝，破坏水井、建筑物、道路和基础设施。尽管在Ikehara等人（1997）的报导之前，对Coachella河谷南部的地面沉降没有很好的记录，但是1948年在Cahuilla湖以北3km观测到一很大地裂缝，反映早期地下水位下降（上世纪20年代至1949年）已经造成了地面沉降。在美国西部的许多其它地下水盆地，已经证实存在与地面沉降有关的地裂缝。Coachella河谷给水管理区（CVWD）负责管理该河谷大部分地区的供水。作为水管理策略的一部分，CVWD计划通过监测地表变化来确定是否会发生地面沉降以及会在何处发生地面沉降。在1996年，CVWD与美国地质调查局（USGS）进行合作，建立了大地测量网来监测Coachella河谷的地面沉降。Ikehara等人（1997）记录了监测网的发展过程，通过比较1996年的GPS调查测量结果与历史水平，确定地面沉降发生的可能性、位置和程度。监测网中1996年和早期的测量结果的垂直地面变化不超过-150mm（Ikehara等,1997）。由于以前的水平测量是在不同时期进行的，而且是由不同机构完成的，另外，方法采用的精度标准不同，测量网的比例尺也不同，因此不确定性范围（±90mm）较大。在进行进一步的GPS调查时，如果按照Zilkoski和Frakes（1996）用GPS调查确定垂直坐标的严格程序，计算垂直地面变化时测量的不确定性可能会只有±20mm。二、研究目的和研究范围本文总结了1996和1998年GPS调查的监测网中收集的数据，以及1996～1998年间地下水位变化和GPS测量的数据，同时也采用InSAR编制了地面垂直空间变化详图，图中包括Palm沙漠和Coachella地区。对于InSAR显示有地面变化的地区，用地下水抽水量来确定地面变化是否与抽水有关。Coachella河谷长105km，呈北西向延伸至加利福尼亚的东南部。河谷面积约为1040km2（加利福尼亚水资源部，1964），包括帕姆斯普林、Palm沙漠、印第欧市和Coachella。河谷西部边界是SanJacinto和圣罗莎山脉，北部边界是圣贝纳迪诺和小圣贝纳迪诺山脉，东边是Cottonwood山脉和麦加山（Mecca），南边是萨尔顿海。本文仅对Coachella河谷，即从萨尔顿海到Palm沙漠的区域，进行了垂直地面变化测量。主要是Whitewater河向Coachella河谷排水，Whitewater河流经WhitewaterStomwater运河，最终汇入到萨尔顿海。地面高程变化很大，在周围的山脉最高处高出海平面3050m，在萨尔顿海低于海平面70m。Coachella河谷底部干旱，年平均降水量从河谷底部的80mm到河谷西北部山脊的760mm(加利福尼亚水资源部，1964)。在河谷底部夏季气温为49℃，在周围的山脉冬季气温低于0℃。Coachella河谷有3700m厚的沉积物，上层是610m的含水沉积物(加利福尼亚水资源部，1979)。在本文中，将含水沉积物作为含水层系统，由松散沉积物和部分固结的冲积、湖积砾石、砂、粉土和粘土组成。河谷南部比北部沉积物的细粒(粘土和粉土)含量要高，这主要是由于距山脉远，搬运距离长，以及许多物质来源于古卡惠拉湖的湖相沉积所致。在Coachella河谷，含水层系统由印第欧市东南近地面的半滞水层、上层含水层、隔水层和下层含水层组成(加利福尼亚水资源部，1964，1979)。在Coachella河谷，下层含水层产水量最大，含水层由松散和部分固结的粉砂、砾石和互层的粉砂和粘土组成，其顶部大约在地面下91～183m处。数据表明下层含水层的厚度至少为152m，而且最大可达到610m的厚度。这一含水层上覆有30～60m厚的隔水层。上部含水层上覆于隔水层，与下部含水层有相似的岩性，但是只有45～91m厚。近地面的半滞水层由粉土、粘土和细砂组成，厚度为0～30m，一般来说可以有效地防止地表水向下渗漏(加利福尼亚水资源部，1964，1979)。Coachella河谷的地质结构对地下水的存在和变化有显著影响。Coachella河谷的主要地质结构是断层和伴随褶皱。最著名的断层是呈北西向的圣安德列斯断层，位于河谷东翼。尽管圣安德列斯断层带的运动主要是右旋的，在西南处仍有垂直向下的沉降活动(加利福尼亚水资源部，1964)。三、抽水诱发地面沉降机制尖河谷中发缝生地面沉接降的含水它层，部分剩是由细粒助沉积物组盟成，地下怀水被过度暗开采。含逆水层中的芳粒状构架堵和充满粒类间孔隙的狐地下水流房体压力组做成了沉积释含水层的献孔隙结缝构滚(Mei叠nzer柜,192端8菜)西。在抽取浙地下水时副，孔隙流奥体压力减夜小，区域尤地下水位番下降，从轰而致使由凑粒状主要狸构架承受傅上覆沉积闹物的重量抵。流体压甚力的减小凉增加了构作架的粒间很荷载，或榨有效应力候。随有效善应力的变皂化，构架茎开始变形妹（有效应缓力增加，脖粒状构架浇被压缩；晕有效应力秘减小，粒脉状构架膨奉胀恢复）费。垂直变镇形有时会纱造成含水个层的不可娇逆压实和茧地面沉降俊。细粒沉往积寿物竿(畅如粉土和香粘义土霉)步比粗粒沉早积听物屈(畏如砂和砾诚石坝)柱组成的含初水层系统里构架更易辆被压实。损如果构架具上受到的污应力小于哑历史最大云有效应力依，含水层唯变形是弹圆性的。含冶水层系统乡受到的历白史最大有碎效应顽力冰(端有时是地梯下水位最箭低所车至衬)修称斤为炮“筛预固结应敏力锹”申。如果构思架上受到巨的应力大腥于预固结龟应力，细这粒沉积物唇的孔隙结恋构浪(虹颗粒结惕构来)脉会向更稳晋定的结构吹进行重新世排列，这液样会导致拐孔隙体积赢不可恢复讽的减小，不从而造成万含水层系木统的非弹窜性南(撕不可逆讨性丢)启压实。此丝外，应力凤作用大于宁预固结应孤力时发生避的变形程圆度是应力拿作用小于葱预固结应虎力时发生哭的变形程亿度灶的痰2捉0观～欺10刚0叠倍灰（埋Rile紫y,19份9晋8酿）。跃对于细粒汤沉积物厚雁度相似的境含水层来肉说，总压暑缩中一个户显著部分朽是残余压闷缩（出现辞在水头与驱周围含水粮层中水头池相同的承岁压含水层决）。根据腥承压含水稳层的垂直唤水力扩散缎，压力平村衡－导致冤压缩－压场力滞后或素者提前，法在相邻含棒水层中会浸出现压缩过。承压含展水层的时加间常量是握很长的一忙段时间，高要求达到塌最终压缩啊量疼的雄93缩%进的时间段掉（需Rile傻y阁，株196绑9充）。时间爸常量与排顺水途径的学长度成正锯比，与水工力扩散性拼（垂直水谈力传导性黄与单位偖泳水量的比估率）成反妻比邀（痒Rile扣y,19滑6笨9缩；涝Irel碗an挺d缸等床，教198珠4末）。最终酱压缩量是例如果达到删平衡时，恰水头下降部到一定程管度造眨成的总压客缩量。例邪如，在加粱利福尼亚牲圣华金河属谷的冲积笑盆地，时斑间常量的剖范围脑在扬5在～沈135级0摆年，平慌均晋15影9栏年；在该洪盆地的沉带降量大认于半-8.5拐m弟。赢Pola作n侮d越（付198迟4筋）对于含穿水层系统祝压缩量进陡行了更完港整的说明盐，堂Gall雅owa多y昨等闪（锹199祖9鹅）对美国耕含水层系陷统压缩造然成的地面统沉降进行宽了回顾和研研究。微四、全球弱定位系统哗（为GP贺S浴）调查期（一晌）窜GP灿S技方法割GP什S秧是美国国优防部基于减卫星的导板航系统，蕉具有在全致球进行定誉位和导航妄的能力庆。脖GP紧S辰调查从卫均星和地面耻参照系统庸获得数据脏，进而可右以精确地衔确定大地闹测量点的条位置和椭猴球体高度腾。浊199评6垄年赖，额USG士S财（美国地考质调查局暑）难在尸Coac衬hell往a债河谷建起雷了地面沉律降监测网杯，来确定笔地面高程鞠的变化情矩况阿（坡Ikeh蝶ar宜a钩等铅，火199忘7旦），而且丙为与将来流的监测结鼓果进行比柏较建立了蹦基准值。踪1状．地面沉雕降监测网耻地面沉降臂监测网包群括作娇为刘GP夸S劣站的大地氧测量标志恩物，标志献物固定在阶地面或建准筑物上，现可以重复会利用来精悲确测量水状平或垂直罪变化。而在建199主6允的研究中略，返对瞒Coac踩hell门a运河谷标志滔物的历史书数据进行窝汇编和评等价，以便亩确定这些科标志物的群地理位置板和控制垂斧直变化数农据的质量哀。这些数款据来自国豪家大地测端量局全（顿NG滴S堆，前美国晕海洋和大圣地测量局指），加利隶福尼亚交绍通部棚和况Coac侄hell绝a个河谷给水暮管理区等版（犯Ikeh丙ar骡a功等帅，惹199防7蜓）。在开锡始进行研否究前，先组察看了大积地测量标址志物，以崇确定它们扇是否受到泽了破坏并暑重新评价案它们是否本适合进息行疲GP凤S尤监测。灯在喂Coac帆hell随a剂河谷，最堵早呈于希199伤6斑年建立起酿地面沉降野监测网，蚀共己有扶1饺7注个标志物闹。由于其燥中的两个酷标志诱物徐D12纱T俊和笛C14守3战被破坏，蹦于扯199敲8肝年对监测殿网进行了精修改。冤在拦D12切T踏和过C14饭3月附近增加卷了另外两滑个标志龙物弹G7荒0励和槽C13目2蒜。标志物配的间距满企足辱Zilk慕osk准i脑和独Frak温e写s鼠（弱199猜6畜）的设计闪标准，该束标准要求帝监测网点侍间距离不凳得大耐于印10k扔m头。亿2盛．确定椭箭球体高度垫通过大地泼测量标志横物进资行辅GP烫S老测量，来研确定水平沾位置和椭航球体高度与。椭球体屈高度是相炉对于大地潮参考系统鬼的垂直坐沫标，在研卸究区与地够球形状相祖似的椭球秒体亩是辅NAD8货3侄。为确定倍椭球体高棋度变化，晋对连苏续患GP野S役调查的高镇度进行比梁较，根据葛椭球体高艳度的差异总来确定垂瓶直地面变颗化的位置邻和程度。后对于本项覆研究，通颜过比较大队地测量标宇志物的椭也球体高度今，计算炒了殿199贵6际年说和掌199卡8彻年雀GP久S寨调查的垂毙直地面变绞化情况慰。禽Ikeh发ar始a残等答在夫199竖7锅年出版的歇书中介绍磨了跃199午6闻年臭的隆GP辨S崭调查方法规和根额据关GP惯S炎确定的椭奋球体高度邪数据。然杂而，由甲于燃GP扮S格数据处理项软件和方胆法的改进贤，本文对嘱这些数据悲进行了重硬新处理，惧重新确定趟了椭球体插的高度。须在进行重瞧新计算时克，竹将驳199番6赴～您199歇8引年垂直地咳面变化的泛误差最小荐化，重新挥计算结果鞋对帝Ikeh绳ar乘a酬等报导的佩计算历史医沉降量影抽响不大。倍（垃1吨）套199遍6逆年矛GP亮S赚调查与在必199铅6妨年台6巨月夺3心～向1集4微日，采得用凝6宅个双频半鸣波长移植睛码接收器散和阻塞环报天线，尊在萍1安7阿个大地测卡量标志物势进疫行哑GP余S粪测量，来穗确定水平妇位置和椭纠球体高处度透(Ike守har稻a拆等粘，赏1997蝇)昆。粱GP困S梳调查结果恋与锡Zilk徒osk猜i砍和晒Frak剩e呜s票（誓199窜6盆）膝的练“软获鸟取仁GP肿S气椭球体高附度导献则茶”插基本一致欧，但有两蛇处有所差海异。第一镇处差异是排在现场测太量的持续蝇时间添是活“救导含则食”陵规定的三俱倍，因而饶采用半波浩长接收器零而非全波穷长劝GP捕S零接收器来稿进行校正煤。至少在称不同的两冶天隶对循1疏7处个大地测珍量标志物撕进膝行此GP姨S县测量，而助且每个观纠测周期内背，汁每纺2.希5葵～喉3浅小时要对恭数据进行银采集搜（愿Ikeh舅ar峡a星等吹，装199逐7垃）翅。橡1揪7姑个标志物惠中或的安6养个点也是析监测网控半制点，在嫂接下来投的挑3恨天闹对夹6奔个控制点穿进傻行份GP访S陡测量，在编每个观测贫周期内每患隔进6任小时都要午进行数据躬采集。裁与月“筑导呢则蠢”椒的另一处旅差异是采乱用单基线筐而非多基料线处理软好件进行后驾处理，目器前尚无对贤采用单基乱线而非多德基线处理届软件影响辨的客观评申价赚（必Cray困me灵r效和题Bec势k版，毙199厅2步）。用于织基线和相举关定位计倡算的软件俭是著GPSu昂rvey筐2.3旁0承版。碗确定监测践网扶中收1影7吉个标志物掀的椭球体业高度，需此要测量两铅个阶段的父相对位置六。在第一稳个阶段，哲通凑过桂GP幼S档测量确委定肺6祝个控制点悔（渗C10填1宴，获CAH菜U乐，钱COC录H匹，堤PAI碰N膛，嘱D12杜T忍和靠DUN密E盯）的水平脱坐标和椭尺球体高度射，这个测标量还包括联在加利福裳尼亚南部蠢的凯3嚷个连续操米作参考点策（继DHL冤G矩，脱PIN装1车和亭CRF乓P患），另外岩采用了精泽确的卫星匠轨道数据绿和末由艇NG蹄S锹提供的连滴续准确操猎作参考点趋（裹COR低S仁）坐标。跪连续记录迎（罚以葡3季0储秒的间隔完）操作参为考点胜（兽COR州S丛）辱的窗GP遥S煤观测结果稼，并且进平行存档。腾根据地理已位置选择弃网络控制罢标志物，范主要分布必在监测网杨的周边。团在第二个粗阶段，怀将衫Coac剑hell箩a霸河谷裁的但6范个网络控倾制标志物盒的位置作覆为已知点破和固定点勿，来确定彩其旅它卫1鸦1睡个标志物君的位置和糊椭球体高笨度，根据扯重复测量明的垂直差豆异给定椭械球体高度馒的不确定中度水平，层在远95解%运的置信区插间内的不箱定确定水碌平卫是票±40m美m违。尺在饰95柔%盈的置信水汇平，期我望收95堤%释的重复测丹量结果晋在策40m却m拔以内。衬（屑2滚）壶199狗8烦年滥GP息S维调查绪在乡199磁8鄙年钳1嚷0袋月向5龄～阻9夫日，胁在碰1完7竖个标志物鸡采执用处5侧个双频全婚波长移植艺码集GP描S取接收器和绪阻塞环天俘线进行炮了讨GP拿S读测量，来感确定水平它位置和椭巩球体高度职。震GP辜S该测量结果兄与千Zilk蛇osk捡i厦和安Frak土e脂s趋（步199垦6骗）的绳第寒4丈版吐“遍获耀取犁GP蜓S或椭球体高踪度导透则啦”证基本一致醉。要至少劝在不同的忍两天，浙对乒1训7割个大地测拖量标志物古进僵行汁GP疮S晌测量，在井每个观测浇周期哗对谅4悠5圣分钟的数两据进行记育录。莫在领199危8弹年冷的晶GP赏S市调查中，看选公择民1苍7冰个标志物智中衔的哪5灵个作为网贴络控制点国，在另棚外吩3枣天对蚕这庄5滚个控制点托进敞行胆GP滨S粪测量，在万每个观测领周期对至辣少省4.绳5棍小时的数雅据进行记蕉录。部与砌“舰导盐则泼”炮规定的唯这一的差别详是采用单船基线而非筒多基线，仁用处理软乳件进行后俭处理。处斜理基线和窗计算相对创位置的软督件雨是狮GPSu躺rvey啄2.3蜡0伸版。幻确定监测纪网性中狱1截7颠个标志物淋的椭球体功高度，需语要两个阶爬段的相对务位置。在嘉第一个阶姑段，通过挪对亦GP介S泄测量结果觉进行处理猴，确乘定神Coac寺hell颂a后河促谷愁5品个网络控舍制标志物棚（隶C10珍1别，猴CAH康U目，挖COC约H忠，雀PAI加N秀和前G7禾0怕）的水平钱坐标和椭址球体高度挎，同时也挪对在加利振福尼亚倘的您3傲个连续操畅作参考点患（沃DHL尘G涉，倾PIN龄1秘和叫WID三C较）进行测皱量，另外敞还采用了晚精确的卫扬星轨道数碗据和煎由梁NG朗S耳提供的准昌确操作参问考点坐标者。连续记渣录（位以冷3棍0秆秒的间隔侮）操作参素考点舍的径GP订S劳观测结果嘱，并且进槽行存档。哨由赞于迅199零6贱年孔GP初S耻调查中采鸣用的一个些控制标志营物忽（株D12漏T之）受到破蔬坏，将附蠢近欺的今G7现0宴作为网络愈中的一个刑标志物。隔由于钞在昌DUN陶E金邻近耻的瞎COC擦H钞和外CAH唱U锅可以对该嘉地区的测副量进行有案效控制，滨所以单在保199懒8衔年爸的亚GP免S领调查中没旬有播把墨DUN杯E什作为控制第点。在第心二个阶段家，泻将催Coac解hell浇a股河谷威的掌5绘个网络控史制标志物痕的位置作循为已知固宰定点，来驳确定其奶它箱1静2林个标志物傲的位置和绵椭球体高例度，顶在即95口%粘的置信区叉间内椭球渠体高度的匠不确定水争平邪是气±20m悠m驱。词（二爬）汉GP稠S除调查结果稍重新计这算涌GP附S银网络中的惜标志物椭幼球体高度交，这是冬对被199克6燕年轻GP忧S丰数据的重封新处理，令与职199慨8堤年监测网屠中的标志渗物椭球体途高度进行贴比较，来侮确始定壳Coac禽hell恼a脑河谷的垂迟直地面变砌化位置和种程度。由偿于经在回199库6增～属199于8蚕年有两个酷标志物螺（璃D12罗T掘和象C14框3树）受到破陡坏，而且台在询199顶6飘年标志慰物旷C42组7歉采集的数针据质量不垒高（两次悼重复测量教差异很大犯）叨，热199烈6悔年导GP睬S品调查糟的坛1必7伤个标志物停中，只脚有警1引4居个适合寄与蹈199融8胆年脊的敏GP遣S尺调查的标网志物椭球蔽体高度进忍行比较。脑两个新标含志物延（醉C13份2泛和瓶G7糕0糊）的椭球惠体高度将城作为将笼来娇GP遵S宇调查的基温线标准。应在更1淹4迅个标志物蔽中茫，炎199炕6寿～额199泪8湖年的垂直帖地面变化柔计算结果垫范围阻在厨-1档3父～茧-67m期m±40涨m史m畅。凭7盆个标志物龟（迅R70夕R添，伍521简1念，枣54J弱A吩，罩CAH粒U央，批S75淡3性，呆K57索2衣和钟C10润1改）的椭球漂体高度变月化超过颤了株±40m签m敲的测量误涝差，说明醋在罚199徐6旗～蠢199袖8回年间，在牌这些标志带物发生了盈地面沉降哥。另拐外飞7幕个标志物受（肾DUN棋E会，疑COC受H限，缺PAI捕N糕，驳JOH剑N漆，态K7阔0寻，笨P57显2眯和呼SW浊C饿）的的椭极球体高度闻变化没有别超早过臣±40m富m塌的测量误传差，说明价这些地区景在价199歼6间～路199宇8层年间相对忠稳定。总座的来说，夕在监测网罚南部和最刑北部比在勤中部地区柳的沉降程呜度要小。技7衬个椭球体指高度大于滴测量误差交的标志物派说明沉降捷范围裕在歌-4衔4新～道-67m款m±40样m闪m纯之间。衫在码199执6忽年前，标朵志坛物流K57扶2膏的沉降量怒是坏-120飘m始m笨；然而，医测量误差姿为壤±90m取m似时，对于线标志杀物旱521性1判和讯S75堪3倒，垂直变残化量株为您-90m址m逆，对雀于坐R70染R乓，变化量从为誉-60m残m的。没有标登志积物次54J套A傍的历史记雅录，不能铁确洲定宇199蚁6眉年前该标凝志物的边沉降量。铸由换于霉GP皇S合处理程序补的原因病，哥Ikeh盾ar腊a奴等没有给吸出车199添6午年前标志吼物孤CAH霸U诱的垂直变纳化记录。捡其女余戚7粒个标志物厚的椭球体制高度差异吊说明垂直齐变化范围跟在余-1阻3妖～杰-39m沃m±40恩m宁m扣之间，所查有这些测驱量结果都镜在测量精胁度内。块在料199统6李年前，标柔志泊物损K7铃0掌和冶P57疾2虽的沉降量吼是无-150法m漠m清（捏Ikeh留ar代a校等台，记199版7德）。然而吵，狭在摧±90m姿m斤的测量误写差内，标肠志些物竖DUN紧E届和监JOH咳N贝的垂直变露化量医是替-90m警m依，绢SW肝C样的变化量喊是饺-30m航m血。由艳于耽GP拨S墓处理程序释的原因古，价Ikeh敏ar殊a油等没有给稍出侄199厦6悄年前标志现物惧COC愧H惩和愿PAI姜N嫁的垂直变灰化记录。吩（三）地鲁下水位变狼化和含水鉴层系统变抢形晌对椭球体悼高度变化骂等于或大烦于川GP支S助测量误差湿的标志物慧数据与标励志物附近顿井中的水予位变化情撇况进行比哈较，由于茎没有获智得词CAH桶U附附近水井割的水位资走料，在比福较中不考动虑该标志软物。比较仇结果表明止在激199藏6赔～复199逝8烤年米，彻Coac讽hell鉴a皱河谷地下能水位变化汉和地面沉伞降之间的烦相关性不脂是很明显赖；含水层秒系统受到用压力而非仆由于地下限水位波动驾（如构造模应力）可弓能才是造茅成垂直地名面变化的摔原因。在鹿本文中，幅通过比较掌地下水位倦变化，分边析垃了召199阵6腿～砖199毯8猫年预固结黄应力和有闪效主应力枪之间的联誓系。其如前所述蒸，抽水诱融发的地面柄沉降可能屿是弹性的语（可以恢走复），也明可能是非企弹性的（游永久性的然），这与献有效应力竿是否大于怖或小于预乒固结应力坛有关。由巩于刷在喷Coac鸡hell陡a泰河谷进行眨的羽199双8愤年陪GP存S却调查，是磁在抽水旺纲季的末期馋进行的，疫水位可能章接近全年润最低的时寸候，这样路季节性地峰面沉降量物可能达到矩最大。如兴果坚在沉GP低S批调查时有限效应力小闭于预固结腥应力（即拒如果地下烫水位高于肚历史最低晌水平），件当地下水经位上升时话，出现的鞠一些地面概沉降是可骗以恢复的双。相反，亮如果有效贝应力大于炊预固结应监力，大多柳数地面沉犯降是永久升性的，即沈使水位上绣升，这些陈地面沉降秆也不可恢碌复。由于饲垂直地面扎变化和水踢位变化数兽据有限，劈不能确屋定枪199勾6圾～具199患8浓年出现的脾弹性变形欣量。油与感199短6怜年的研究镇一致，本版文渔与蠢Ikeh饱ar挖a疑等坛（慨199晒7彻）采用的费是相同的浑水井。悟在区域范坚围，地下时水位下降疏主要发生袖在大地测咱量网的北慧部和西部梢，可恢复错的水位主著要是在东斜部。雁将及199贩8奋年的水位攻变化资料归与历史资细料相比，叔结果表明宋许多水井茅水位处于蔽历史最低掉。锅在标志哲物罗521补1昏测得有一因些垂直地令面变化，些为片-44m吨m±40询m近m狗；然而，借对隔521隔1踩附近雹的切3章口水井资秒料分析，永结果表酷明贡199危6青～朽199列8陕年水吗井桌6S/8嗽E-2D胶1咳和应12Q桃1妇平均水位附在上升，妹水州井价6S/8仙E-2F从1超的平均水舅位在下降唱。筐199杏6钟、循199钥7庄和棋199颈8烫年叹6S/8延E-2F统1鸭的年平均牌水位低于茎任何以前秃的观测水赵位。如果叹标志尸物忍521蹄1纤的垂直变编化与含水茅层系统的谁水位变化垫有关，那分么答6S/8俩E-2F岁1阵（上下两帅层含水层葱都加了裁隔板）厌比歪6S/8饲E-2D碌1豆和敌12Q严1峰（在上层据含水层加权了隔板）酿的水位下碌降对含水惧层的变形哑影响更大三。化标志映物露S75嘴3猫和蚁54J划A瘦的地面沉霸降量分别芳为饮-50m罢m场和愁-64m警m毙，然而这讯两个标志扮物附近的耕水井资料尸表明，肆在映199是6遥～敲199扔8拥年间水胀井宅6S/8压E-27胀C孔1筋的年平均谢水位在上医升，水伍井逃6S/8裙E-19膊D斥1鞠和版6S/7拖E-23土D瞒3寄的年平均症水位在下阳降回。旱199溪6猪、妥199辩7集和库199留8逃年堡6S/8害E-19捏D地1忍的年平均拐水位，以杆及劳199易7绸和电199早8溉年勺6S/7播E-23港D颤3谅的年平均密水位低于宁任何以前府的观测水惭位。如果脱标志新物狠S75俩3茶和倚54J沉A旬的地面沉钳降与含水坦层系统的际地下水位码变化有关填，那么水路井舞6S/8辩E-19仍D平1训（在下层叔含水层加侵了隔板）图和水白井容6S/7旋E-23贤D顷3怠（在上层年含水层加承了隔板）监，比水精井编6S/8剥E-27浑C贷1宁（在两层非含水层都享加了隔板枕）的水位荷变化对含蓬水层的变权形影响更负大。冤在标志疏物使R70曲R誓也测得了死地面沉降毒，橡为涌-67m船m塌；标志逆物斥K57顷2依也测得了盘较小的垂屡直地面变妄化欺，仓-44m堤m±40粒m自m手。愿在势199磨6犁～惜199常8萌年间，标膜志韵物躬R70淹R控附近水喝井敏6S/8押E-5R痰2帅（在上层裙含水层加磨了隔板）要的年平均捏水位略有限上升。与华此类似，枣在瘦199钓6京～溉199各8吉年间，标部志治物测K57负2榆附近水杜井牙7S/9将E-7H量2准（在上层关含水层加孤了隔板）题的年平均乱水位也有勒所上升。纵水位上升付说明在这连些标志物刃处测得的蕉地面沉降企量与同时泽发生的水朱位变化无副关，但有坏可能是残椒余压缩（架以前水位久下降的影克响造成的语压缩）造或成的。暗在果196缓5蛾～驻199嚼5遥年间，水踪井构7S/9谢E-7H男2利水位下降在了伍23椒m扶，但是水袋井虎6S/8自E-5R撇2廊的水位相崇对比较稳炼定。在标劈志音物强K57洁2示或循R70载R歇附近的较绸低含水层乌水位资料堤不能用来卖解释观测远到的地面向沉降现象餐。磁在标志航物恨C10祸1欧测饭得沸-56m朱m颠的沉降量做，该标志立物附近根的形3拉口水井行（雕7S/8碌E-20毫H1,2限2K姿1嫩和街28G瓶1齐）的水位众资料表明蓝在看199角6洋～启199卵8揉年水位有马所下降泪。跟199诞6妹、抽199井7告和擦199乒8它年水丢井贝7S/8洁E-20番H惜1丙和拢28G扇1搅（在上层波含水层加窗了隔板）冻的水位比遇以往任何从时候测得颜的水位都轧低；而水知井烂7S/8庙E-22驳K帅1睡（在上下死两层含水母层都加了匹隔板）的龙水位否在识199洗6食年前比较愧低。这些帖数据说明抛含水层系借统的水位菌下降可能曲是造成该旷区地面沉劫降的原因乡。列根据以上私讨论，显除然视在互Coac服hell遍a豆河谷阴，鸽199巴6挥～遣199典8指年间的地跑下水位变渔化与地面沿沉降之间属的联系不少明显。某菊些标志物怀，例扬如基C10浙1优，距GP绵S荣测量结果畅指出存在麻地面沉降益，附近水林井资料也拿表明存在放水位下降箩（尽管水价位下降程厘度与历史南记录相比茶很小）。逃其余的标搭志物，技如栋S75望3摸和裕54J谅A滑，颤GP冻S夫测量结果霉指出存在怕地面沉降柴，附近水洲井资料表羊明同一测梨量时期，锤有些水井钟水位有所富上升，另轮一些水井工水位有所泳下降。标充志遇物迟DUN您E区的垂直变应化程度很掌小，可以天忽略不计线，该标志跑物附近的挥水沉井然5S/7纯E-9F炊1洞表料明说199出8标年的水位越低于历史慕最低水位拾，衰而妻K7妹0巡和瞎SW贱C签标志物（呜也题是订199牛6堪～贞199肺8卸年的固定折标志物）趣附近的水巷井爪7S/9熄E-23净N勿1凳和僻7S/9昏E-30谈M垂1例的水位得仪到了恢复陆。假定水尺位与垂直按地面变化撑有关，以滴上研究接结果说明违，一些厚旷层沉积物劫比另一些呆沉积物的正水位变化垂对含水层阳系统结构贷的影响要杏大。另外雄，承压含票水层由于右水头变化滥造成的变马形滞后可疲能会使水怪位和垂直怨地面变化走之间联系禁模糊不清采。由于基顶本上是在架几百英尺弱深修建水织井来获得如最大水量孩，需要的财是反映巨挪厚层沉积茧物的水位没测量数值痛，而不是砌反映用来走区别沉积汪物层段水胞位的测量塘数值，需咏要用根据僵深度或含体水层的监跌测井数据葵来更好地佳确定水位俗变化和地座面沉降之番间的联系雾。版由于在垂兵直地面变猴化和地下动水位变化恢之间存在题不同的联衔系，需要肉考虑其它碌一些造成达垂直地面村变化的因芒素。地质坦史上的沉弊积物固结抓和（或）伏板块运动川（逗Coac毁hell惜a片河谷骂的帖Salt做o凶n钱海槽沉降眨或沿一个布或多个断嗽层的其它苗活动）可勿能也是造妈成地面沉堆降的原因箱，也可能左由于水位宣波动或其愿它活动加沈速含水层努系统变形旦（压缩或慰扩张）。穴上文提到眠地下水位谷下降不会嗓立即造成读承压含水夹层压实。院残余压缩袍是整个含荒水层压缩课中的重要叫组成部分短，特别是巴如果粉砂银和粘土沉魂积层较厚稍时，残余逃压缩可能膊会在地下句水位停止亩下降几十病年甚至几窑百年后才抖出现辣（刊Rile慨y御，骑199泉8计）。他在趟Coac洪hell此a浓河谷，眉对订3锦个以上水笔井进行地莲球物理测效井，结果姨表明河谷旅中存在厚训层粉砂和汉粘土沉积腿物管（去Ikeh度ar齿a揭等厚，境199潮7贺），因此部残余压缩岂可能拘是骑199冷6袋～讽199坑8句年地面沉期降的原因字之一，如辅在标志藏物棒R70刮R华测得了地系面沉降，饱但在其附亿近水井的吨地下水位那变化程度底非常小。敢五、干涉编合成孔径梨雷达委（摩InSA型R学）简（一爷）阔InSA生R困方法巩InSA丸R碍是在不同顾的时期测肌量地面变摩形的强大客工具，主渴要是根据尼反射雷达低信号的差厌异。这一歼技术已经格广泛用于鬼调查地震辨（论Mass俗onne混t上等惭，旧199插3言）、火山同（澡Mass少onne银t务等仆，者199宏5红）和地面厘沉降呀（厌Mass驶onne辽t踪等戏，侦199筝7闭；谨Fiel软din亦g航等素，会199厚8丽；炊Gall卫owa构y蹄等肠，利199拾8衡；眉Amel例un画g咐等子，弓199造9驳；酬Hoff则man谈n括等姓，滩200骑1码）造成的斜地面变形斩。在本项支研究中，停根据欧洲扫地球遥感洗（河ER方S柿）卫星获引得松了粱Coac饶hell拨a废河谷部分喉地区的合跨成孔径雷觉达蓄（僵SA做R恨）图剃（馒12节7际轨道伐，融292抗5蜡帧），据启此发展了粘四种差分酸干涉测量肆图。采用忌三回程（调三次通过引）方法抽（迹Zebk泼e柜r引等源，误199趣4域），将具积有相近几艺何图像（扫轨道垂直腥基线等钓于盘43部m域）的两导幅支SA也R只图进行合片并，形成部一撒幅兽“出变化典的峰”间干涉图，桐时间基线芒为肾87施6萍天，时从伴199盾6畜年摘5素月说7尸日民到撒199宁8笨年范9弃月源3元0俊日。另外磨，将三润组军SA惕R骆图合并成棋三幅变化暮的干涉图辩，时间基燕线分别耍为用5,稿2紫和绑3臣个月，分割别志在烤199臭5袍，关199名7捷和进199滑8恩年夏季。承将三幅干蒸涉图合并衔（层叠）田成一幅变脾化的干涉袭图，表呆示货1掠0哈个夏季月岩份的时间模不连续数腰据。紧变化干涉贵图中的振猎幅表示了赞雷达反射守散射的强主度，并说较明了地面文特征，如仓山脉、公笋路、沟渠耀和工程建衫筑等。变马化干涉图睛的相组成励包含了雷六达提供的兼相干位移皂信息和地序形信息。股根楚据深199架6弄年抚5匹月丙7扭日获得宵的胳1茶天干涉图愿和相199栋6物年正5头月存8厉日获得的屯第三幅图旅，去掉了浊地形因素故对地面变岭形的影响尽；然而，叮对于较陡悉的地形，而不能排除狱地形的影扎响。斜对于装有天或多或少册稳定雷达状反射器的立地表（如烦建筑物或继其它工程拜建筑，或舍未受扰动叔的岩石和枕地面），爸反射器可事以测得由锐于含水层川系统变形诱造成的较抱准确位置智变化或位蕉移基（丢±眯5枝～吧10m因m吗）归（胃Gall杨owa窜y燕等翁，铃199真8游；蝇200升0玻）。在干便涉图中根阔据每一点乌的相变化骨计算位移锋量，相变惕化是通过秃对同一地谊区不同时啄间的两个锈雷达扫描穗相减获得督的梢（书Gall沟owa岭y香等结，撒200达0梨）。半由于雷达魂回波与脉涛冲距离成独比例，两层幅银SA腿R京图间的任削何地面变和化都会造炮成相差。谈雷达信号梯的传送滞礼后（如由贼于大气层血中的水蒸怜气变化）喜也会造成规相差乓（状Zebk竭e茎r蒙等森，旦199贷7嘉）。大气览人为因素敏对于变化完干涉图影腐响不明显助。因此，糖相干相差驴主要反映先地面位移龄（假定是乏垂直变化参）。在相景位图像中渠，根据彩栏色边纹可候以确定相怀干位移区却（如地面旱沉降区）太，彩色边慕纹越多，牲地面变化奶量也就越探大，如每蜂一次色彩岩循环，如范蓝－蓝，汁表明在此宝范围内与有帝28m柔m猜的变化。狡根据向多准边形中心鼓的色阶边白纹来确定悦变化方向谜（沉降或撇抬升）。舌没有安装焰固定雷达响反射器的运地面，如免在农业区葱，采椒用习InSA轧R呀不能获得需相对长时炕间段的精捐确测量结闷果。相位约图像不能说显示确定啦位置形状留的彩色边悦纹。然而骂，相反色根彩会表现闭为不相干掠的斑点图瞎。然而，贩根据较短柳时间基线撤获得的图诚像，由于荷在较短时竞间内几乎慰不受地下速水干扰，姓常常会增付加图像的执相干性。木（二施）拴InSA闭R傻方法调查去结果磁在启199微6赏年尤5电月絮7匙日身到任199棚8朱年阿9爸月葵3颈0基日，以仿及疾199逼5关、敲199赛7个和扎199荷8计年砌1瞎0偷个夏季月饼获得槐的险Coac责hell瘦a刘河彻谷饲InSA邪R孩图，表明甜至少有三槐个地区的树相干信号逃显示存在歼地面沉降岩。三个信染号分别位饼于施Pal关m守沙漠区胃、烈Indi迹a犬n搏水井区哄和竹Cahu江ill合a饿湖附近地给区。在以顽下讨论中盒，根祥据扎199弯6愉～煤199阿8缩年的干涉遣图而离非杜1妙0扰个夏季月棕的不连续怜数据干涉血图获得地技面沉降程情度和范围勒。牛地形变化粘程度最大壳，最明显泻的地面沉啊降信号位况于仿Pal筝m傅沙漠西北均地区。信能号的北部挣边界唱在撕Coun封try序Club姨Dri寿v烈e利，南部边我界揪在畜Fred惭War盗ing尘Driv保e链，西部边梅界芬是售11婚1施高速公路档、圣哈辛宰托和圣罗颂莎山脉，陪东部边界嘴是炭Port揉ol万a穴。圣哈辛麦托和圣罗将莎山脉（酸固结岩石永）是地面讨沉降向西炕南进一步峡发展的屏赴障，但是篮不能解释亡地面沉降钻向北和东涉方发展。素信号在西雪北方向物约塑4k乳m丘，在东北六方向合约弊3.2k云m庸，面积较约怒13km傲2轮。根据沉蝇降程度和盘形状，可洪以将信号投分为两部妈分。较大叠的信号部艇分（从信是号边缘到么中心沉降料量约扛为杠-70m陡m嘴）位于整笋个信号的吼西南，呈枯环形分布旺，直径约旧为放1.6k夕m眉。环形信郊号的北东须方向相对睁较大（展默布范围）摔，而箩且信号也球不规则，总表明最大班沉降量劳为枪-30m题m柱。丑1严0点个夏季月箱的干涉图猫也说明了膛这一沉降铜信号。堂前述的沉遵降信号区部与地下水公利用范围孤相符。教在午1.6k碎m杰的沉降信辈号区内，款约火有记7拐0费口水井，善在燥199拌6册～性199膝8所年抽取顷了剑1700左0淘0什英亩英尺婚（活1链英聚亩混-扬英狂尺麻=435誉6迷0拌立方英恒尺投=123剖3.4罪8沸立方米）皇的地下水由（北Stev愚eRo敏bbin守s饲，诞Coac况hell决a惭河谷给水骗管理区帮，睛200众0侄）。地面躺沉降区与福地下水抽理水区一致淡说明在地惜面沉降和穷地下水抽登水之间存臣在着一定懒联系。股第二个地斑面沉降区歌在上述沉驴降信号区写东－东南赏方摘向犁5k伐m炭，该区有悲两个明显夫的沉降盆决，被一个喜高尔夫场材地分开，脸西边沉降墨盆的北部听边界歪是持11首1肾高速公路搅，南部边甜界是圣哈辨辛托和圣锅罗莎山脉顶，西部边略界是高尔论夫球场地同，东部边盯界枯是除Mani宝tou忧Driv透e撕。如前所崇述，圣哈批辛托和圣骆罗莎山脉锐是沉降盆醋向南部进鸡一步延伸病的屏障，兴但是不能勿解释地面澡沉降向北部部、西部吉和东部延慰伸受何种依因素控制箭。两个沉宴降盆大致殖相等（约胀为绢0.5k彼m槐2扎），沉降拐信号最大味范围约假为被-40m轻m老。沉降盆辨向西有一丙强相干的仰信号，基怖本上是同肾心的，向救西北略有柜伸长。沉坏降盆向东执也有相干芳信号，但蔽是不象向巨西的信号朱基本上同恐心，说明大了沿东西亚向伸长桑。艰1墓0称个夏季月岭的干涉图春也说明了徐这一沉降挨信号。聋沉降盆出绕现区域与尖地下水利萍用程度高冠的区域基怀本上一致约。候在抹1.6k飘m小的沉降信甚号范围内街，约鞋有猪2炼0秀口水井，观在架199膝6亿～喷199被8雪年抽取炼了最5000界0蹈英亩英尺弹的地下水诸（剃Stev杨eRo疯bbin采s扮，寄Coac僻hell包a刮河谷给水承管理区题，楼200冒0古）。地面名沉降区与拖地下水抽泽水区一致葛说明在地芦面沉降和售地下水抽约水之间存丽在着一定薪联系。恒第三个沉户降区钉在债Cahu雪ill湾a洲湖东南犬约旋1.6k阁m垂。沉降信纲号在东北灵方向伸长短，面积扇约赶0.5k缘m瞧2愚，最大沉趁降量蚕为佳-20m蛇m历。梅199怖6咏年倡5染月输7亚日恳到风199腿8芹年真9初月模3踢0制日的干涉奶图信号是栏相干的，蛮而且在空讽间上与表朽明地面沉胖降的信号践一致傍，练1浑0距个夏季月缎的干涉图迫说明这一该信号可能坝会向北延款伸疾。既CVW浊D烫报导在沉羽降信号附烧近地区没钟有泰CVW笛D段抽水井储（匆Stev爱eRo句bbin让s柔，游Coac吹hell忙a植河谷给水达管理区顷，挨200苍0节）。现场绞调查表明含这一地区无荒芜，周贯围是果园谢。在这一舟地区附近零可能有赢非摆CVW验D单水井，但哑是它们的紫位置和产值水量不确尾定。在以时后进一步躺的调查中举，需要确啦定造成这商些沉降信碌号的原因命。啊1陆0粗个夏季月烈的干涉图视说榴明欲Coac打hell懂a种河谷的其奇它地区可解能会出现标地面沉降咳，总的来务说，这些策地区沉降贫面积较小查，沉降量程也较小。亏采用干涉慌图进行进假一步的调啦查需要加季入其它的抵沉降区。胆六、将来压的监测此应当忧对宿Coac览hell草a示河谷进行轮连续监测惊，由于在愈某些地区槐地下水位怒持续下降说，因此通剥过本项研怀究