來源:【科學網(wǎng)】
近日,中國科學院地理科學與資源研究所研究員蘭恒星團隊與合作者揭示了黃土地區(qū)人類工程擾動導致的地表回彈現(xiàn)象。相關(guān)研究成果發(fā)表于《環(huán)境遙感》(Remote Sensing of Environment)。
黃土高原延安新區(qū)“平山造城”工程是當前世界范圍內(nèi)黃土地區(qū)規(guī)模最大的土地開墾巖土工程之一,強烈的挖填和建設(shè)等工程擾動導致嚴重的地表形變。精確監(jiān)測人類工程特殊擾動模式下的黃土地表形變,并研究其時空演變規(guī)律和發(fā)生機理,對黃土地區(qū)國家重大工程的風險評估及安全建設(shè)等具有重要意義。
依托國家自然科學基金委重大項目“黃土邊坡滑移機理與治溝造地工程災(zāi)變效應(yīng)”,研究人員提出了利用雙層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接永久散射體和分布式散射體的改進時序InSAR方法,有效克服了傳統(tǒng)InSAR方法在低相干、快速形變區(qū)域散射體缺失的難題,增強了相位解纏的準確度,獲取了監(jiān)測點密度更高、精度更高的全域形變信息,捕捉到挖方區(qū)罕見的回彈信號。
此外,研究人員還采用GIS時空分析方法定量分析了強烈挖填耦合擾動下地表沉降和抬升的時空演變模式,揭示出挖方區(qū)特殊的地表回彈三階段過程(快速回彈、緩慢回彈和新平衡)。進一步通過空間統(tǒng)計方法,研究人員發(fā)現(xiàn)地表形變和挖填高程變化之間存在強烈的負相關(guān)關(guān)系,并發(fā)現(xiàn)沉降相比于抬升對挖填高程變化更為敏感。
研究人員還構(gòu)建了正演地球物理模型,獲取了地表形變中的多孔粘彈性形變貢獻量;模擬的多孔粘彈性抬升形變與InSAR監(jiān)測得出的回彈形變十分吻合。進而,該研究指出了挖方擾動區(qū)不同回彈階段的機理:前期短暫的快速回彈,主要由削挖卸荷導致的彈性形變引起;后期長時間的緩慢回彈,主要由挖填耦合擾動下的多孔粘彈性形變誘發(fā)。
相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1016/j.rse.2022.113102
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