李　曼　葛大庆　张　玲　刘　斌　郭小方　王　艳

(中国国土资源航空物探遥感中心　北京　100083)



基于PSInSAR技术的唐山南部沿海地区地面沉降研究*

李曼葛大庆张玲刘斌郭小方王艳

(中国国土资源航空物探遥感中心北京100083)

唐山南部沿海地区是唐山市地面沉降灾害较严重的地区，地面沉降的快速发展对唐山世界级重化工业基地的功能发挥构成严重威胁，全面了解唐山南部沿海地区地面沉降的分布演化态势及其发育主导因素至关重要。基于中高分辨率雷达数据，采用PSInSAR技术获取唐山南部沿海地区地面沉降场的分布及演化信息，可以发现这一地区的区域地面沉降漏斗与地下水位下降漏斗具有良好的对应关系，且沉降区范围沿区内基底断裂带一侧展布。但在曹妃甸工业区，地面沉降特征与过量开采地下水引起的地面沉降特征有所不同，地面沉降区呈点状、斑状分布，沉降区范围较小，沉降中心的沉降梯度大。据调查，特殊的地质环境是该区地面沉降发育的基础条件，地下水超采、大规模工程扰动是诱发和加剧地面沉降的外在动力。

PSInSAR技术地面沉降漏斗地下水降落漏斗地下水超采工程扰动

0　引　言

唐山是环渤海经济圈中的一个重要沿海城市，在加快经济发展带逐步向南部沿海迁移的过程中，唐山南部沿海地区城市化规模不断扩大，地下水开采量逐年增加，导致地面沉降灾害频发。同时，随着唐山沿海地区城市化进程加快，尤其是曹妃甸工业区港口物流、钢铁、化工、装备制造以及高新技术等产业聚集性的集中开工，造成这一地区地面沉降的发育进一步加剧，主要集中于浅部工程活动相对频繁和集中的地层中(刘杜鹃，2004)。地面沉降已经造成唐山南部沿海地区内涝加重、河道防洪能力减弱、桥梁净空降低、线性工程功能失效以及建筑物开裂等诸多社会经济损失。

唐山南部沿海地区地面沉降最早出现在20世纪80年代初，主要是由开采地下水引起的。随着地下水的长期超量开采，地下水降落漏斗形成且影响范围逐步扩大，相应地地面沉降也随之加剧。据以往资料，唐山南部沿海地区地面沉降主要分布在天津与唐山交界的汉沽区、唐山南堡开发区、曹妃甸区以及乐亭县南部一带。1983～2005年，地面沉降面积达5601km2，其中沉降速率超过20mm·a-1的面积为1123km2。至2013年，唐山南部沿海地面沉降量大于1000mm的沉降面积为23.56km2，500～1000mm的沉降面积为506.21km2，300～500mm的沉降面积达577.32km2，沉降较严重区域集中在黑沿子、南堡开发区(肖震，2014)。但曹妃甸工业区浅层地下水为咸水，中深层地下水虽为淡水，但含水层富水性和透水性极差基本不具备开采条件，其规划是通过从后方陆域调水、海水淡化以及大力推广中水回用解决水源问题(陶志刚，2007；王丹，2007)，因而，曹妃甸工业区地面沉降的发生主要由大规模开发建设、工程活动导致，但该地区地面沉降监测数据少(肖震，2014)，地面沉降分布及发育特征尚不清楚。

目前，唐山南部沿海地区的地面沉降主要是通过水准测量、分层标和GPS标石等点上的数据获得。水准测量往往需要数月的观测时间，获得的是一段时间内的地面沉降量或沉降速率，监测结果时间不一致；分层标和GPS标石的监测精度高，并能为地面沉降提供连续、实时的监测数据，但监测点密度小，总之，这些传统监测手段都很难准确定义区域地面沉降的范围、演变特征以及沉降中心的形变幅度(李琳等，2008；宫辉力等，2009；阚连合等，2009)。随着空间对地观测技术的发展，合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术以其全天候、大范围、高精度、监测时间频率高、监测网络密度大等特点成功应用于地面沉降监测中。永久散射体差分干涉测量技术(Permannent Scatterer Interferometry，PSInSAR)，是在传统D-InSAR技术基础上发展起来的，通过选取散射特性和相位信息都较为稳定的地面目标点提取地表的形变信息，这种方法能有效降低时间、空间去相干以及大气效应延迟等因素引起的误差(葛大庆等，2007；柴波等，2012；雷坤超等，2014)，进而提高形变信息提取的精度，是调查和监测区域性地面沉降问题的一种有效方法。

为准确掌握近几年唐山南部沿海地区地面沉降的分布及动态演化特征，本文利用中、高分辨率雷达数据，采用PSInSAR技术获取2010～2014年间唐山南部沿海地区的地面沉降时空分布特征。同时，综合唐山南部沿海地区区域地质背景资料、地下水开采状况、人类工程活动扰动程度和PSInSAR技术测量结果，详细分析唐山沿海地区地面沉降的主控因素，对该区地面沉降成因机制进行初探，并为防治该区地面沉降的进一步发展提供基础资料。

1　研究区概况

1.1自然地理及地质概况

唐山沿海地处唐山南部滨海平原，地势低平，海拔0～36m。主要包括丰南区、曹妃甸区、滦南县、乐亭县4县(区)和南堡经济开发区、曹妃甸工业区两个工业区，面积约4980km2(图1)(陶志刚，2007)。唐山南部沿海平原，在河流、海洋动力的共同作用下，地貌单元呈现出陆地、滩涂和浅海的分带特征，其上沉积了巨厚的第四系地层，厚度由北往南逐渐增厚，北部山前厚度为数十米，往南至曹妃甸一带厚度高达420m左右，主要由一套冲洪积相、河湖积相沉积物组成，以粉土、粉质黏土、粉细砂为主，夹有淤泥层或海相层，土质疏松，承载力较低。

图1　唐山南部沿海平原地理位置分布概况Fig.1　The geography location overview of coastal plain in Southern Tangshan

在大地构造单元上，唐山南部沿海位于冀渤块陷内，断块活动受东西向、北东(或北北东向)和北西向3组断裂控制，形成了区内隆起与坳陷相间分布的构造格局，目前已探明宁河—昌黎断裂、蓟运河断裂、柏各庄断裂和高柳断裂均为活动断裂，西南庄断裂也存在活动迹象(柴波等，2012)，其中，宁河—昌黎断裂、蓟运河断裂为基底断裂，且都为断陷与隆起的边界断裂。宁河—昌黎断裂产生于前震旦纪，断裂活动强烈，在第三纪时，东南盘强烈下沉并形成厚达4000m左右的堆积盆地，西北盘相对上升，造成第三纪沉积地层缺失，第四纪时两盘落差也达400多米；蓟运河断裂走向北西，倾向南西，为东北盘上升，西南盘下降的正断层，断裂的最高层位是上第三系中、上新统，断距为40～400m，断点埋深为300～600m，该断裂对地震活动有控制和制约作用，1970～1983年该断裂在南北两端发生多次5～6级中强地震和小地震活动线性密集分布，是蓟运河断裂全新世活动的有力证据(赵国敏，2006)。

1.2水文地质概况

唐山南部沿海地区主要为河流冲洪积、海湖积形成，水文地质条件差异性较大。根据勘察资料，第四系含水层可划分为4个含水组：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ含水组。第Ⅰ含水组为浅层淡水，底界埋深为20～60m，仅出现在研究区东北部；第Ⅱ含水组底界埋深为40～250m，主要为咸水层；第Ⅲ含水组底界埋深为360～450m，主要为深层淡水层；其下归为第Ⅳ含水组，各含水层之间由一系列弱透水层，厚度大约为20～40m，而第Ⅰ、Ⅱ弱透水层(分别介于潜水含水层、第Ⅰ承压含水层之间和第Ⅰ承压含水层和第Ⅱ承压含水层之间)厚度大，几乎无越流存在。唐山南部沿海平原区地下水开采井的井深介于220～450m之间，第Ⅲ含水层组为主要的开采层位(陶志刚，2007)。

随着唐山地区工农业生产和城镇居民生活的集中用水，在唐山南部汉沽农场、唐海县城、丰南尖坨子、丰南西葛庄和乐亭曹庄子等地存在5个地下水集中开采区，进而导致唐山南部地下水严重超采，目前已形成东起乐亭，西至天津宁河的大型开采型水位降落漏斗(宁河—唐海地下水位下降漏斗)，开采深度为120～360m，个别地区超过400m。

2　研究方法

2.1雷达数据

利用覆盖唐山南部沿海地区的21景中等分辨率的Radarsat-2卫星SAR数据进行PSInSAR技术处理，获取这一地区2012～2014年地面沉降演变特征(表1)。

表1　Radarsat-2卫星数据获取情况列表

Table 1　The data acquisition list of Radarsat-2 satellite

年度模式具体获取时间2012Widestrip12-02-11,12-03-06,12-03-30,12-04-23,12-05-17,12-07-04,12-08-21,12-10-08,12-11-01,12-12-192013Widestrip12-01-12,13-05-12,13-06-05,13-09-09,12-10-27,12-12-142014Widestrip14-02-24,14-03-20,14-05-31,14-09-04,14-11-15

由于曹妃甸新区，尤其是曹妃甸工业区工程活动异常频繁，地表地物容易产生非相干移动，相干性降低，同时，目前该地区的建筑物分布密度也相对较低，都使得在中等分辨率雷达影像中的地表相干目标数目少，相位解缠困难，从而影响InSAR技术监测结果的精度，在某些沉降异常区(点)处甚至会导致监测结果出现很大误差。于是，基于2009～2014年覆盖曹妃甸新区的46景高分辨率的TerraSAR-X卫星SAR数据对曹妃甸新区的地面沉降进行精细监测，更为准确地获取唐山南部沿海地区人为扰动引起的地面沉降异常区(点)处的沉降场信息。图2为46景TerraSAR-X雷达数据在满足卫星垂直基线大于等于-230.0m、小于等于230.0m和时间基线大于10d、小于450d的条件下，可以组成的差分干涉相对的数目以便进行PSInSAR数据处理提取研究区的地面沉降信息。

图2　46景TerraSAR-X雷达卫星数据的接收时间及在满足一定条件下组成的差分干涉相位图的数目Fig.2　The acquisition time of 46 TerraSAR-X satellite and the number of differential interferogram composed under certain conditions

2.2PSInSAR技术监测地面沉降数据处理方法

对中、高分辨率SAR数据分别进行PSInSAR技术数据处理，提取相应地区的地面沉降速率或地面累积沉降量。

PSInSAR技术的核心是从一系列完全配准的雷达影像中选取在时间序列上具有稳定散射特性的高相干目标点作为研究对象，提取这些目标点处的差分干涉相位(Ferretti et al.，1999；Colesantil et al.，2002；Souyris et al.，2003)，通过分析点目标相位在时间、空间上的变化特征，分解出各个目标点上的相位组成，包括形变相位、高程误差相位、基线误差相位以及由大气延迟响应引起的误差相位和噪声相位等，最后由相干目标点干涉相位的迭代回归分析，解算出在相应时段内，各个目标点处的地面沉降速率或地面沉降量随时间的变化关系(Ferretti et al.，2000；Kampes et al.，2001; 葛大庆等，2007；宫辉力等，2009；雷坤超等，2014)。PSInSAR技术数据处理基本方法(图3)。

图3　PSInSAR技术数据处理基本方法Fig.3　The basic data processing method of PSInSAR technique

2.3PSInSAR技术监测精度评价

从理论上来讲，影响PSInSAR监测精度的因素诸多：雷达影像接收数量、相干点与参考点间的距离、相干点的变形特征与线性模型的逼近程度、大气效应的影响程度、相位解缠的可靠性和轨道误差的控制程度等。雷达数据量与形变模型的契合程度，取决于对形变过程的准确描述，随着雷达数据量增加，地面沉降速率估计值精度越高；相干点的密度低，误差程度高；相干目标散射特性的细微变化影响相干性，进而影响最终解算网络中点位的取舍；雷达数据获取时大气中对流层、电离层波动的影响，在PSInSAR解算模型中可通过求解“双差”得到抑制。因此，在数据量大于25-30景的条件下获得的沉降速率精度为0.1～0.5mm·a-1，在距参考点距离小于4～5km范围内相干点形变速率的观测精度可达到0.1mm·a-1(Kampes et al.，2001；葛大庆等，2007)。

但在实际工作过程中，PSInSAR技术受制于处理算法差异和技术人员的专业水平，监测结果目前尚难以完全达到理论精度。据欧空局欧盟全球环境与安全监测计划(GMES)针对两类不同类型的地表形变监测开展的InSAR监测结果与水准观测验证和InSAR结果之间的互检验结果表明，基于ENVISAT卫星数据，在数据量大于30景的前提下，采用PSInSAR时序分析技术获取的形变速率精度(以标准差为指标)为0.4～0.56mm·a-1，形变序列中每个累积形变量精度为1.1～4.0mm(Hanssen et al.，2003；葛大庆等，2007)。

3　结果分析

3.1地面沉降特征分析

3.1.1唐山南部沿海平原区

基于Radarsat-2卫星时间序列SAR 数据获取唐山南部沿海地区地面沉降速率分布及发展变化，结果表明唐山沿海地区地面沉降在分布态势上表现出不均匀的特征，分别在黑沿子镇、老王庄、秋老堡一带和柳赞镇、曹庄子一带存在两个明显的沉降漏斗且与宁河—唐海地下水位下降漏斗中的丰南尖坨子集中开采区和乐亭曹庄子集中开采区在空间分布上基本一致，而其他地区沉降相对较小，沉降速率都在20mm·a-1以下(图4)。

图4　唐山南部沿海典型沉降漏斗区地面沉降速率发展变化图(2012～2014)Fig.4　The ground subsidence rate development of typical funnel area in Southern Tangshan during the period from 2012 to 2014a.2012年度；b.2013年度；c.2014年度

唐山南部沿海地区的年度地面沉降速率存在明显差异，沉降漏斗影响范围、沉降中心的沉降梯度都呈逐年增大趋势且出现数个明显的沉降中心，这主要是由沉降中心深层地下水长期集中开采所致。2012年，曹庄子—柳赞镇—姜各庄镇沉降漏斗的沉降中心不明显，地面沉降速率普遍为20～40mm·a-1(图4a)；由于地下水的集中开采，2013年曹庄子—柳赞镇—姜各庄镇沉降漏斗分为曹庄子—柳赞镇和姜各庄镇两个明显的沉降中心，沉降速率在40mm·a-1以上的面积分别约为21km2和56km2(图4b)；2014年，曹庄子—柳赞镇沉降中心的沉降范围继续扩展，沉降梯度也进一步加大，沉降速率在50mm·a-1的面积达60km2以上，而姜各庄镇沉降中心基本消失，沉降速率都在20mm·a-1以下。类似地，黑沿子镇—老王庄—秋老堡沉降漏斗中心的沉降梯度也呈逐年增大趋势，2014年，最大沉降速率达70～80mm·a-1之间，沉降速率在50mm·a-1的面积也约25km2(图4c)。

3.1.2曹妃甸工业区

图5　2009～2014年曹妃甸工业区高分辨率InSAR监测地面累积沉降量图(2009-09～2014-12)Fig.5　The high-resolution InSAR monitoring ground cumulative subsidence of Caofeidian Industrial Area(2009-09 to 2014-12)a、b、c分别为曹妃甸工业区典型沉降异常区(点)

图6　曹妃甸工业区3个典型沉降异常区(点)Fig.6　The dynamic evolution characteristic of ground cumulative subsidence at typical subsidence abnormal placea、b、c处地面累积沉降量的动态演化过程

曹妃甸工业区基本无地下水开采，地面沉降主要是大规模开发建设过程中或工程建成投入运营后人为扰动引起的，这与地下水超采引起的地面沉降特征不尽相同，地面整体沉降不明显，除工业区中部博学路与钢石路之间的综合服务区地面累积沉降量普遍为90～145mm之间外，其他地区都表现为数个沉降异常区(点)。台湾产业区东部沉降异常区a处的沉降范围最大，其次为油气码头的油罐储存区，最大地面累积沉降量分别达170mm和197mm(图5)。鹏大家居广场东侧、博学道沿线以及钢石路与通岛路交会区域的沉降异常点处的沉降梯度大，沉降范围很小，这种显著的差异性沉降会对工程结构的安全运营造成严重威胁。

同时，曹妃甸工业区各沉降异常区(点)的地面沉降演变过程也有所不同。2010年8月之前，各沉降异常区(点)沉降速率基本相当，地面累积沉降量不超过5cm，之后地面沉降出现巨大差异，油气码头沉降异常区地面持续下沉且平均沉降速率最大，达34mm·a-1(图6c)；台湾产业园东侧沉降异常区沉降速率较小，在2013年6-8月间地面沉降消失后地面继续下沉，但沉降速率比之前有所减小，至2014年底地面累积沉降量达118～170mm(图6a)；钢石路与通岛路交会区沉降异常点处的沉降速率最小且在2013年7月之后地面沉降消失甚至出现回弹现象，主要是因为这一地区地面上覆荷载减小，海水回灌所致(图6b)。

3.2地面沉降与基底断裂相关性分析

地层岩性、结构特征是地面沉降产生的基础地质背景。将PSInSAR技术地面沉降监测结果与基底断裂空间分布进行耦合分析发现，唐山南部沿海地区发育有两条全新世活动的基底正断裂(赵国敏等，2006)：北东走向的宁河—昌黎断裂和北西走向的蓟运河断裂，而天津、唐山沿海地区的地面沉降严格受这两条深大断裂所控制，地面沉降漏斗集中分布在断裂的下降盘一侧且沿着平行于断层延伸的方向发展(图7)。这主要是由活动断裂两侧含水层可压缩材料的厚度、地下水储量及地下水开采程度都存在显著差异造成的，宁河—昌黎断裂东南盘下沉，西北盘上升，东南盘与西北盘第四系沉积物落差达400多米，蓟运河断裂东北盘比西南盘的第四系底界高100多米。活动断裂下降盘第四系沉降物厚度大，地下水相对丰富，地下水开采量较大，相应地造成地面沉降严重，同时，活动断裂两盘地下水系统可能不是相通的，活动断裂对上下盘地下水流通起一定的阻滞作用，进而阻止了下盘地面沉降越过断裂向上升盘的进一步扩展。

4　地面沉降的成因

4.1特殊的地质环境条件是发生地面沉降的内在因素

图7　天津汉沽—唐山沿海地区2012～2014年地面沉降速率与基底断裂耦合分析图Fig.7　The analysis on ground subsidence rate from January，2012 to December，2014 and basement faults in Hangu-Tangshan coastal area

唐山南部沿海地处渤海湾北岸，在冀东平原区的南部边缘，陆地形成较晚。新生代以来地表持续下降，形成的新生代地层为第四纪冲积或海积的细颗粒松散沉积物组成，厚度约400～500m，主要以细颗粒物为主，黏性土厚度占总厚度为60%～70%。基于唐山南部沿海地区的工程地质勘查报告和土工实验结果发现，这一地区埋深在0～50m之间的地层以粉土、粉质黏土、粉砂为主，天然含水量为24.3%～30.7%，天然孔隙比0.79～0.94，压缩模量4.61～6.41MPa，承载力的特征值变化大，介于80～260kPa，可见，这一地区土地多属欠固结土，从而为地面沉降的发生、发展提供了内在条件(柴波等，2012)。

4.2长期过量开采地下水是诱发地面沉降的主要因素

2012～2014年 InSAR监测结果表明，唐山南部沿海地区地面沉降漏斗集中分布在黑沿子镇、老王庄、秋老堡一带和柳赞镇、曹庄子一带的工厂企业聚集地，地面沉降的分布范围与宁河—唐海地下水开采程度、地下水位降落漏斗范围基本一致，工农业生产、人民生活等开采深层地下水是导致这一地区地面沉降发育的主要动力。

宁河—唐海地下水位下降漏斗地处滨海平原水文地质区，开采层为深层承压淡水，开采深度为120～360m，个别地区达400～450m，这一区域淡水开采层位主要为第Ⅲ含水层组。2000年低水位期，这一漏斗面积为3145.8km2，沉降漏斗中心位于汉沽一分场附近，中心处的水位埋深达82.54m，与1995年相比，漏斗面积减小29.4km2，漏斗中心水位下降9.39m(田宝柱等，2011)。2002年8月，河北省为加强地下水资源管理，划定唐山市汉沽、芦台农场全部、丰南区老王庄、杨家泊、曹妃甸区中部为地下水严重超采区，面积达833km2。2014年6月，河北省人民政府进一步公布唐海镇、滨海镇、柳赞镇、滦南县南部、乐亭县东南部为深层地下水一般超采区，唐海镇、滨海镇、丰南区东南部为深层地下水严重超采区。虽然政府已确定这一地区为深层地下水超采区、禁采区和限采区，地下水已停采或限采，但是由于地下水超采造成地下水产生永久水位降，水位不能完全恢复，原来由这部分损失的水头承担的一部分上覆压力仍继续转加于含水层骨架之上，同时，这一区域地下水也并没有完全禁采，在地下水禁采区已有取水井关停仍有一个过程，在地下水限采区应急用水和生活用水更新井仍在使用，两方面因素的共同作用导致这一地区的地面沉降仍在进一步加剧。

4.3大规模开发建设、工程扰动是加剧地面沉降发育的外在动力

近年来，随着曹妃甸新区开始大规模建设，深基坑开挖、降水、路堤修建等引起的地面沉降地质灾害在曹妃甸工业区、唐山湾生态城分布广泛，尤其是在曹妃甸工业区，钢铁石化产业园、装备制造产业园等地区工程建设期外力扰动较大区域以及在迁曹线(通岛路)运营后基础地基承载力较小甚至是在原油储存区上覆外部荷载变动较大等诸多部位，地面沉降中心异常突出，沉降速率、沉降梯度都普遍较大(图5)。总之，曹妃甸工业区不具备地下水开采条件，地面沉降异常区(点)的出现可能主要与外力长期扰动、地基土不断压密密切相关。

5　结　论

(1)特殊的地层结构、地下水的长期超量开采使得唐山南部沿海地区地面沉降漏斗异常发育，地面沉降时空分布差异性较大，存在以黑沿子镇、老王庄、秋老堡为中心和柳赞镇、曹庄子为中心的两大沉降漏斗且漏斗中心的沉降梯度呈逐年增大趋势。

(2)大规模开发建设或工程运营等人为扰动引起的地面沉降呈点状或斑状分布，沉降范围小，沉降梯度大，对建(构)筑物结构、线性工程的安全运营存在极大威胁。

(3)地面沉降漏斗与地下水降落漏斗基本一致，基于唐山南部沿海地区地面沉降的发展演变特征可以反演地下水的开采状况，为相关职能部门地下水管理或地下水位监测提供依据，但由于软土层固结速度滞后于地下水的水头变化且与软土层厚度有关，地面沉降漏斗中心与地下水漏斗中心并非完全吻合，存在一定程度的偏移。

(4)PSInSAR干涉测量结果与基底构造信息结合发现，地面沉降严格受基底断裂控制，初步分析认为是由断裂两侧含水层可压缩材料的厚度、地下水储量及地下水开采程度存在显著差异引起的。为进一步准确解释这一现象，需与相关地质、水利部门联合，获取断裂两侧典型沉降区第四系沉降物地层分布的详细信息、地下水位动态变化信息等资料。

(5)采用中、高分辨率雷达数据精确地获取了唐山南部沿海地区第一手的地面沉降资料，较为详尽地刻画出该地区含水层系统变形的空间演变特征，是监测平原区地面沉降场信息的一种有效技术方法。但是，如何将InSAR技术测量结果与水文地质参数、岩土层物理力学指标结合，以深入分析制约不同区域地面沉降发育、发展的主控因素以及在大量地下工程的修建、运营过程中，如何有效地预防地表地面沉降灾害的发生，是今后相当长一段时间内责无旁贷的工作任务，这不仅给水文地质学、工程地质学工作提供必要的技术支撑，还为这两大学科的进一步发展带来新的视角。

Chai B，Tang Z H，Zhou A G.2012.Assessment of geological environment of Caofeidian Newly-developed Area[J].Journal of Engineering Geology，20(S)：35～42．

Colesanti C，Locatelli R，Novali F.2002.Ground deformation monitoring exploiting sar permanent scatterers[C]∥Proceedings of the IEEE International Toronto:[s.n.], 2:1219～1221.

Ferretti A，Prati C，Rocca F.1999.Permanent scatterers in SAR interferometry[C]∥International Geoscience and Remote SensingSym posium.Hamburg，Germany：[s.n.]．

Ferretti A，Prati C，Rocca F.2000.Nonlinear subsidence rate estimation using permanent scatterers in differential SAR interferometry[J].IEEE Trans Geosci Remote Sensing，38(5)：2202～2211．

Ge D Q，Wang Y，Guo X F，et al.2007a.Surface deformation monitoring with multi-baseline D-InSAR based on coherent point target[J].Journal of Remote Sensing，11(4)：574～580．

Ge D Q，Wang Y，Fan J H，et al.2007b.A study of surface deformation monitoring using differential SAR interferometry technique and an analysis of its key problems[J].Remote Sensing for Land & Resources，(4)：14～22．

Gong H L，Zhang Y Q，Li X J，et al.2009.Land subsidence research in Beijing based on the permanent scatterers InSAR technology[J].Progress in Natural Science，19(11)：1261～1266．

Hanssen R.2003.Subsidence monitoring using contiguous and PSInSAR：quality assenment base on preceision and reliability[C]∥Proceedings，11th FIG Symposium on Deformation Measurem ents.Santorin，Greece：[s.n.].

Kampes B M，Hansen R et al.2001.The strategies for nonlinear deformation estimation from interferometric stacks[C]∥IGASS，1，Sydney.Australia：[s.n.]．

Kan L H，Li C C，Tao Z G.2009.Study on environmental hydrological and engineering geological problem caused by water resource exploitation in coastal region of Tangshan[J].Journal of Hebei Polytechnic University(Nature Science Edition)，31(1)：89～94．

Lei K C，Chen B B，Jia S M，et al.2014.Primary investigation of formation and genetic mechanism of land subsidence based on PS-InSAR technology in Beijing[J].Spectroscopy and Spectral Analysis，34(8)：2185～2189．

Li L，Li C C.2008.Study on geological environment problem in Tangshan[J].Journal of Hebei Polytechnic University(Nature Science Edition)，30(3)：142～148．

Liu D J.2004.Reflection on ground subsidence of coastal area in China[J].The Chinese Journal of Geological Hazard and Control，15(4)：87～90．

Souyris J C，Henry C，Adragna F.2003.On the use of complex SAR image spectral analysis for target detecting assessment of polarimetry[J].IEEE Trans Geosci Remote Sensing，41(12)：2725～2734．

Tao Z G.2007.Study on land subsidence and countermeasure in Tangshan along the Bohai Sea[D].Tangshan：Hebei University of Science and Technology，16～28．

Tian B Z，Tao Z G，Li C C.2011.Scientific computing and forecasting to land subsidence in coastal region of Tangshan[J].Metal Mine，(5)：101～105．

Xiao Z.2014.Study on land subsidence caused by geological environmental factor in Tangshan along the Bohai Sea[J].Ground Water，36(3)：76～77，104．

Wang D.2007.Study on environment geology problem and countermeasure in Tangshan along the Bohai Sea[D].Tangshan：Hebei University of Science and Technology，20～43．

Zhao G M，Zhao G M，Chen Y K，et al.2006.Study on activity characteristic of Tianjin Haihe Fault[M].Beijing：Seismological Press: 17～29．

柴波，唐朝晖，周爱国.2012.曹妃甸新区地质环境综合评价[J].工程地质学报，20(增)：35～42．

葛大庆，王艳，郭小方，等.2007a.基于相干点目标的多基线D-InSAR技术与地表形变监测[J].遥感学报，11(4)：574～580．

葛大庆，王艳，范景辉，等.2007b.地表形变D-InSAR监测方法及关键问题分析[J].国土资源遥感，(4)：14～22.

宫辉力，张有全，李小娟，等.2009.基于永久散射体雷达干涉测量技术的北京市地面沉降研究[J].自然科学进展，19(11)：1261～1266.

阚连合，李昌存，陶志刚.2009.唐山南部沿海水资源开发引起的环境水文工程地质问题[J].河北理工大学学报(自然科学版)，31(1)：89～94．

雷坤超，陈蓓蓓，贾三满，等.2014.基于PS-InSAR技术的北京地面沉降特征及成因初探[J].光谱学与光谱分析，34(8)：2185～2189．

李琳，李昌存.2008.唐山地区环境地质问题[J].河北理工大学学报(自然科学版)，30(3)：142～148．

刘杜鹃.2004.中国沿海地区地面沉降问题思考[J].中国地质灾害与防治学报，15(4)：87～90．

陶志刚.2007.唐山沿海地区地面沉降灾害及对策研究[D].唐山：河北理工大学，16～28．

田宝柱，陶志刚，李昌存.2011.唐山沿海地区地面沉降科学计算与预测[J].金属矿山，(5)：101～105．

肖震.2014.唐山沿海地面沉降与地质环境因素分析[J].地下水，36(3)：76～77，104．

王丹.2007.唐山沿海地区环境地质问题及对策研究[D].唐山：河北理工大学，20～43．

赵国敏，赵根模，陈宇坤，等.2006.天津海河断裂活动性研究[M].北京：地震出版社: 17～29．

LAND SUBSIDENCE OF COASTAL AREA IN SOUTHERN TANGSHAN USING PSInSAR TECHNIQUE

LI ManGE DaqingZHANG LingLIU BinGUO XiaofangWANG Yan

(China Areo Geophysical Survey & Remote Sensing Center for Land and Resource，Beijing100083)

The rapid development of ground subsidence in the southern Tangshan area is serious and has threated its world-class chemical industry base.Therefore，this paper examines the distribution and evolution of ground subsidence in the coastal area of the Southern Tangshan area，as well as the dominant factors of different subsidence regions.Based on the medium and high resolution radar data，the ground subsidence result in the coastal area of the southern Tangshan is obtained using PSInSAR technique.The results show that the ground subsidence funnel has a well correspondence with the groundwater funnel area.The ground subsidence is distributed along one side of a basement fault.The ground subsidence distribution of the Caofeidian Industrial Area is spotty or patchy，and its area range is small but the settlement gradient very large，which is extremely different from the ground subsidence caused by excessive exploitation groundwater.According to this survey，the geological characteristics are the basic condition of ground subsidence development，while over-exploitation groundwater and large-scale engineering disturbance are external power in Southern Tangshan area．

PSInSAR technique，Ground subsidence funnel，Groundwater funnel area，Over-exploitation groundwater，Engineering disturbance

10.13544/j.cnki.jeg.2016.04.028

2015-06-25;

2016-04-08.

国家自然科学基金委员会青年基金项目(41504048)，国际科技交流与合作专项(2010DFB23380)，中国地质调查局地质调查专项(1212011120086)资助.

李曼(1981-)，女，硕士，高级工程师，主要从事InSAR技术在地面沉降、滑坡等地质灾害调查与监测方面的研究.Email: digong820@163.com

P642.26

A