早在2008年，李德仁院士就曾利用衛(wèi)星雷達圖像觀測發(fā)現(xiàn)，天津市每年以3-5厘米的速度下沉。此后，李院士曾在多個場合的公開演講中發(fā)表過類似的言論——“遙感技術(shù)用于監(jiān)測城市地表下沉、高鐵大廈橋壩形變、農(nóng)作物長勢監(jiān)測，為政府部門和相關(guān)市場提供有效預(yù)警參考。”

　　這是一份基于遙感技術(shù)的權(quán)威研究成果

　　如今，一支由中外學(xué)者組成的七人研究團隊在國際頂級期刊《遙感科學(xué)》(《Remote Sensing》)雜志上發(fā)表了一份根據(jù)衛(wèi)星影像分析得出的最新研究成果，參與人包括首都師范大學(xué)副教授陳蜜、英國紐卡斯爾大學(xué)的李振洪和西班牙阿利坎特大學(xué)的羅伯托·托馬斯(Roberto Tomas)等七人。

　　成果顯示，由于過度抽取地下水導(dǎo)致北京地下結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，北京部分地區(qū)特別是中央商務(wù)區(qū)，每年下沉多達11厘米。北京的沉降區(qū)主要分布在朝陽區(qū)、通州區(qū)，還有昌平區(qū)及順義區(qū)的部分地區(qū)。其中，又以朝陽區(qū)境內(nèi)的咸寧侯─雙橋地區(qū)的沉降現(xiàn)象最為嚴重。該研究發(fā)現(xiàn)，咸寧侯─雙橋地區(qū)在2003–2010 年間的最大沉降速率，達到每年約11厘米左右。

　　《遙感科學(xué)》是遙感與攝影測量協(xié)會(RSPSoc)的正式期刊，主要刊登有關(guān)遙感科學(xué)技術(shù)與遙感數(shù)據(jù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用等方面的文章，主題包括：數(shù)據(jù)收集、分析、解釋與展示，空間調(diào)查、大氣調(diào)查與水資源調(diào)查，傳感器，圖片處理，遙遙數(shù)據(jù)利用等。據(jù)悉，這份關(guān)于北京地表下沉的文章是基于合成孔徑雷達干涉測量技術(shù)(InSAR)而完成的。合成孔徑雷達干涉測量技術(shù)是一種監(jiān)測陸地高程變化的雷達技術(shù)?；诤铣煽讖嚼走_干涉測量技術(shù)，這是一種監(jiān)測陸地高程變化的雷達技術(shù)。

　　地面下陷問題由來已久，影響開始顯現(xiàn)

　　實際上，以北京為代表的華北平原地面下陷已不是新鮮事。中國早已認識到地面沉降的問題。早在2003年，國土資源部2003因不合理開采地下水，已有46個城市發(fā)生地面沉降。受影響面積7萬余平方公里，占華北平原一半以上，其中以北京、天津、塘沽和滄州等地最為嚴重。

　　從科學(xué)角度來說，造成地面沉降的原因有很多，如地殼運動、土壤自然壓實等自然原因，也有開采石油天然氣的人為因素。而對華北平原而言，公認的罪魁禍首是過度汲取地下水。

　　研究報告中還提到，持續(xù)的下沉對這座人口超過兩千萬的城市構(gòu)成安全威脅，其中一個預(yù)測就是“將對鐵路運營造成很大影響”。上世紀90年代以來，朝陽區(qū)繁榮發(fā)展，高樓大廈和環(huán)路不斷涌現(xiàn)。研究人員說，一些地區(qū)下沉不均勻的特性會對建筑物和其他基礎(chǔ)設(shè)置造成威脅。

　　目前，建筑、道路和基礎(chǔ)設(shè)施相當密集的北京城區(qū)受沉降影響已逐漸顯現(xiàn)，其中，地下管道面臨著最大挑戰(zhàn)，易彎曲、變形甚至破裂。拿自來水管來說，2000年以來，超過1/3的北京市自來水供水管線破損開裂是由地基下沉引起的，而且水管破損現(xiàn)象多集中在地面沉降發(fā)育較嚴重的朝陽區(qū)和東城區(qū)。其他如燃氣管破損、路面塌陷等市政設(shè)施的破壞事件，也有地面沉降的潛在影響。
 
        實際上，地面沉降，與我們每個人息息相關(guān)，無論你是北京數(shù)以百萬計的地鐵大軍中一員，還是每天都少不了擁堵在二環(huán)、三環(huán)的私家車主，一旦發(fā)生大規(guī)模地面下陷，后果不堪想象。

　　如何減緩地面下沉的局面?

　　既然地下水過度抽取帶來了地面下陷的惡果，那么緩解地面下沉局面的關(guān)鍵就在于遏制地下水的繼續(xù)開采。

　　作為世界上少有的以地下水為主要水源的城市，北京有超過一半的用水來自地下水，北京市的人均水資源量，遠遠低于世界平均水平。如今，為了緩解北京的用水緊張，已開展了南水北調(diào)工程的建設(shè)。

　　這樣的做法或?qū)⒕徑獾孛嫦鲁恋某潭龋驗樵缬邢壤?。如今，上海已在每日用水上轉(zhuǎn)向河水，從而減緩了地面下沉速度，從1950到1960年代的每年11厘米減至如今的1厘米。此外，鑒于下沉對建筑物和鐵路系統(tǒng)的影響，為防止列車脫軌，高鐵軌道旁嚴禁打井。

　　還有什么技術(shù)能監(jiān)測地表下陷?

　　利用合成孔徑雷達干涉測量技術(shù)(InSAR)監(jiān)測地面下陷工作，能夠得到非常準確的監(jiān)測結(jié)果，適用于長期監(jiān)測，但時效性并不強，因此，具備實時監(jiān)控能力的監(jiān)控手段也應(yīng)納入到監(jiān)測工作中來。自動形變監(jiān)測正是這樣一種重要的技術(shù)手段。

　　自動化變形監(jiān)測技術(shù)可以實現(xiàn)自動監(jiān)測、自動分析、智能預(yù)警。其中，變形監(jiān)測包括基坑監(jiān)測、邊坡監(jiān)測、建筑沉降監(jiān)測、路基沉降監(jiān)測、水庫大壩變形監(jiān)測等方面，尤其能夠為地震危險區(qū)劃分及預(yù)報提供可靠的判定依據(jù)。

　　隨著測繪儀器及相關(guān)軟件的發(fā)展，地下建筑施工工程提出了實時化的監(jiān)測要求，自動化、智能化監(jiān)測是地下施工建設(shè)項目安全監(jiān)測的主要發(fā)展方向，能彌補衛(wèi)星影像分析地表下陷問題的時效性不足的難題，從而及時保障地下項目的安全建設(shè)與運營，以及地表上民眾的生命財產(chǎn)安全。

　　實際上，地面下沉現(xiàn)象豈止是中國特色?全球有數(shù)十個城市都面臨地表沉降問題，伴隨著海平面的升高，人們也越發(fā)認同解決這一問題的緊迫性，是時候，我們要為減緩或停止這一趨勢做出必要的改變了。（文|泰伯網(wǎng) 龍薇）