黃河三角洲地區(qū)人工建筑對地面沉降的影響研究

徐麗雯，黃海軍，劉艷霞，畢海波，王 耕，嚴立文，董慧君

(1.中國科學(xué)院海洋研究所 海洋地質(zhì)與環(huán)境重點實驗室，山東 青島 266071； 2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.遼寧師范大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院， 遼寧 大連 116029；4.東營市勘察測繪院，山東 東營 257091)

黃河三角洲地區(qū)人工建筑對地面沉降的影響研究

徐麗雯1,2，黃海軍1*，劉艷霞1，畢海波1，王 耕3，嚴立文1，董慧君4

(1.中國科學(xué)院海洋研究所 海洋地質(zhì)與環(huán)境重點實驗室，山東 青島 266071； 2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.遼寧師范大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院， 遼寧 大連 116029；4.東營市勘察測繪院，山東 東營 257091)

選取黃河三角洲地區(qū)4個年份(1976，1986，1996和2006年)的Landsat MSS/TM數(shù)據(jù)，以東營市為研究對象，對其境內(nèi)建筑比較密集的典型中心城區(qū)(市中心)、縣(墾利縣)、鎮(zhèn)(孤島鎮(zhèn))，運用ArcGIS對這3個區(qū)域在不同時間段內(nèi)的遙感影像進行解譯，得到建筑面積的變化情況。利用土力學(xué)的分層總和法，結(jié)合東營市經(jīng)濟發(fā)展的實際情況和建筑荷載狀況，計算城鎮(zhèn)建筑物對地面沉降的貢獻值。計算結(jié)果表明，東營中心城區(qū)、墾利縣、孤島鎮(zhèn)1976-2006年建筑物導(dǎo)致地面年平均沉降量為2.42，1.11，0.23 mm，所得結(jié)果與現(xiàn)有資料數(shù)據(jù)監(jiān)測到的這幾個地區(qū)的沉降量情況吻合較好。

黃河三角洲；東營；地面沉降；分層總和法

黃河流域是人類文明的發(fā)祥地，黃河三角洲地區(qū)也是最早有人類活動的地方之一，黃河作為世界上輸沙量最大的河流，頻繁的尾閭改道，使這一地區(qū)的土層較活躍，以東營為主體的現(xiàn)代黃河三角洲地區(qū)淤積了大量軟土、黏土、粉砂等具有很強壓縮性的土層[1]?，F(xiàn)在所說的黃河三角洲即指現(xiàn)代黃河三角洲,是1855年以來黃河沖積形成的沖積扇，主體在東營市，以利津為頂點，北起徒駭河口，南抵小清河口，位于現(xiàn)代地殼沉降區(qū)，所以選擇黃河三角洲作為研究區(qū)域具有典型性[2]。

地面沉降是由多種因素(主要分為自然因素和人為因素)引起的地面標高緩慢降低的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，具有明顯的區(qū)域性特征[3]。隨著黃河三角洲地區(qū)上升為國家發(fā)展戰(zhàn)略的高度，城市化的步伐必將加快，由此帶來的大規(guī)模城市建設(shè)是不可避免的。本文基于當(dāng)前各地區(qū)計算地面沉降量數(shù)據(jù)有限的情況，以現(xiàn)代黃河三角洲流經(jīng)的主體東營為研究對象，選取東營市建筑比較密集的中心城區(qū)——東營市中心城區(qū)、縣——墾利縣、鎮(zhèn)——孤島鎮(zhèn)為研究對象，利用搜集到的1976年黃河三角洲地區(qū)80 m分辨率TM遙感影像和1986，1996，2006年黃河三角洲地區(qū)30 m分辨率TM遙感影像，對定量計算建筑物導(dǎo)致的地面沉降進行探索。

1 研究區(qū)概況

從地質(zhì)構(gòu)造來看，黃河三角洲位于太行山東麓斷裂帶和郯廬斷裂帶之間，處在華北現(xiàn)代沉降區(qū)內(nèi)[4]。黃河三角洲地貌類型多樣，在埋深25 m以內(nèi)多為第四系全新統(tǒng)地層，巖性以粉土為主，土質(zhì)以黏土、粉砂為主，地勢平坦坡降小、結(jié)構(gòu)疏松、含水量大[5]。

根據(jù)山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊《黃河三角洲水工環(huán)地質(zhì)綜合勘察報告》將東營市天然地基劃分為：

1)承載力低(fk<80 kPa)：不宜采用天然地基；

2)較低(fk為80～100 kPa)：稍作處理，可作為一般建筑的持力層；

3)中等(fk為100～120 kPa)：不做或稍作處理，即可作為一般建筑的持力層；

4)較高(fk>120 kPa)：不做處理可直接作為持力層。

圖1 東營市自然地基承載力分布圖

圖2 東營市行政區(qū)劃圖

天然地基承載力具體分布如圖1所示，從圖中可以看出，承載力低區(qū)主要分布在黃河入?？谔?，在東營市內(nèi)呈小片狀，共有4處分布；承載力較低區(qū)在東營市內(nèi)分布有一定的規(guī)模，如東營市的東西中心城區(qū)、河口區(qū)西南部及新戶鄉(xiāng)一帶、利津縣的東南部；承載力中等區(qū)分布于現(xiàn)代黃河三角洲頂點附近和決口扇的頂部，如利津縣明果鄉(xiāng)一帶、東營西城區(qū)的南部；承載力較高區(qū)零星分布于東營市行政區(qū)劃內(nèi)，主要分布于廣饒縣陳官鄉(xiāng)、墾利縣下鎮(zhèn)鄉(xiāng)、河口區(qū)義和鎮(zhèn)西北部等區(qū)域[6]。

東營市行政區(qū)劃內(nèi)轄兩區(qū)三縣，東營市行政區(qū)劃、人口、GDP如圖2所示。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

2.1.1 遙感數(shù)據(jù)

搜集以10 a為間隔的1976-2006年的Landsat MSS/TM覆蓋黃河三角洲地區(qū)的影像4景，應(yīng)用計算機分類結(jié)合人工目視解譯的方法提取城市建筑物面積。具體步驟為：1)影像預(yù)處理；2)初步判讀，建立判讀標志；3)野外調(diào)查或資料驗證；4)詳細判讀，更新目標的定性、定位；5)圖形與屬性文件生成；6)檢查，輸出圖像[7]。

2.1.2 建筑荷載數(shù)據(jù)

建筑的重量與建筑的結(jié)構(gòu)類型、層數(shù)、使用性質(zhì)、抗震設(shè)防烈度、填充墻材料有關(guān)，而對于不同結(jié)構(gòu)類型每層建筑的重量，在國際、國內(nèi)并沒有一個統(tǒng)一的規(guī)定、標準，下面從不同建筑結(jié)構(gòu)類型角度，對現(xiàn)有的一般住宅每層平均荷載估算情況進行統(tǒng)計(以下數(shù)值為行業(yè)經(jīng)驗數(shù)值)：

1)一般砌體結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)多層建筑 9～12 kPa；

2)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高層建筑 14～16 kPa；

3)框架結(jié)構(gòu)建筑13～15 kPa；

4)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)建筑15～17 kPa；

5)剪力墻結(jié)構(gòu)建筑16～18 kPa；

6)框筒結(jié)構(gòu)建筑13～15 kPa。

2.2 測算方法

分層總和法是計算沉降量時被廣泛采用的方法，分層總和法以無側(cè)向變形條件下的壓縮量公式為基礎(chǔ)[8]，在沉降計算深度范圍內(nèi)劃分若干土層，計算各層的壓縮量，然后求其總和，即得地基表面的最終沉降量。以下為分層總和法的計算步驟：

1)按比例繪制柱基礎(chǔ)及地基土的剖面圖；

2)計算地基土的自重應(yīng)力；

3)計算基底壓力P：

(1)

G=y·A·d

(2)

式中，F(xiàn)為正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)標準組合時，上部結(jié)構(gòu)作用在基礎(chǔ)底面中心的豎直荷載；G為基礎(chǔ)及其上回填土的總量，在地下水位以下部分應(yīng)扣去浮力；A為基礎(chǔ)底面積，對矩形基礎(chǔ)，L和b分別為矩形基礎(chǔ)的長度和寬度；y為土的天然重度，取20 kN/m3；d為基礎(chǔ)埋深；

4)計算基底處附加應(yīng)力P0：

P0=P-y·d

(3)

5)計算地基中的附加應(yīng)力；

6)地基受壓層厚度Zn的確定：

(4)

式中，σz為地基中的附加應(yīng)力；σc為土的自重應(yīng)力；

7)計算壓縮層范圍內(nèi)各分層的平均自重應(yīng)力、附加應(yīng)力；

8)根據(jù)土的壓縮曲線確定地基土受壓前后的孔隙比；

9)計算各分層的壓縮量：

(5)

式中，ΔSi為第i層土的壓縮量；e1i為受壓前孔隙比；e2i為受壓后孔隙比；

10)計算最終沉降量S：

(6)

3 研究區(qū)地面沉降測算

3.1 研究區(qū)建筑物面積測算

3.1.1 研究區(qū)建筑物面積解譯

利用搜集到的1976年黃河三角洲地區(qū)80 m分辨率TM遙感影像和1986，1996，2006年黃河三角洲地區(qū)30 m分辨率TM遙感影像，解譯出不同年份研究區(qū)建筑面積的變化情況。圖3～圖5為分別以1976，1986，1996，2006年黃河三角洲地區(qū)的TM遙感影像為底圖，研究區(qū)建筑面積的解譯情況。

本文所搜集到的研究區(qū)實際用地面積為：東營市中心城區(qū)建設(shè)用地40 500×104m2(2009年第二次全國土地調(diào)查)；墾利縣建設(shè)用地面積22 900×104m2(2009年底)。與本文解譯得到的截至2006年研究區(qū)建筑用地面積比較可以發(fā)現(xiàn)(表1)，按本文解譯研究區(qū)建筑用地增長速度預(yù)測,2009年建筑用地面積均小于實際數(shù)值，分析原因可能與2009年國務(wù)院批復(fù)《黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)發(fā)展規(guī)劃》，標志著黃河三角洲開發(fā)建設(shè)正式上升為國家戰(zhàn)略，致使2009年研究區(qū)域建筑面積快速增長有直接關(guān)系[9]。表2為研究區(qū)域每年新增建筑面積統(tǒng)計表。

圖3 東營市中心城區(qū)建筑面積解譯圖

圖4 墾利縣建筑面積解譯圖

圖5 孤島鎮(zhèn)建筑面積解譯圖

表1 本文解譯與所搜集到的研究區(qū)建筑用地面積統(tǒng)計表(104 m2)Table 1 Statistics of the construction land area interpreted and collected for the studied regions(104 m2)

表2 研究區(qū)每年新增建筑用地面積統(tǒng)計表(104 m2)Table 2 Statistics of the construction land area newly increased in the studied regions each year(104 m2)

3.1.2 研究區(qū)平均荷載的確定

因以往并沒有與東營地區(qū)平均建筑層數(shù)相關(guān)的統(tǒng)計工作，所以僅能從不同年份國家的經(jīng)濟發(fā)展狀況結(jié)合東營的實際情況，對研究區(qū)域的平均建筑層數(shù)進行估計，而平均荷載的確定參考不同年代我國三線城市的建筑結(jié)構(gòu)類型[10]。結(jié)合本文2.1.2的內(nèi)容得到的不同時期、不同地區(qū)建筑平均層數(shù)與平均荷載估計情況,取值如表3所示。

表3 研究區(qū)域不同時期平均層數(shù)、平均荷載統(tǒng)計表Table 3 Statistics of average storey and load of buildings in the studied regions in different time periods

3.1.3 研究區(qū)地基埋深確定

基礎(chǔ)埋深是指從室外設(shè)計地坪至基礎(chǔ)底面的垂直距離。埋深大于等于5.0 m或埋深大于等于基礎(chǔ)寬度的4倍的基礎(chǔ)稱為深基礎(chǔ)；埋深在0.5～5.0 m之間或埋深小于基礎(chǔ)寬度的4倍的基礎(chǔ)稱為淺基礎(chǔ)[11]?；A(chǔ)埋深不得淺于0.5 m。

我們參考了一個地基埋深的實例：北京市勘察設(shè)計研究院張在明等[12]以兩棟分別為15層和25層的建筑，考慮了地震作用和地基的種種不利因素，用圓弧滑動面法進行分析，得出從地基穩(wěn)定的角度考慮，當(dāng)25層建筑物基礎(chǔ)埋深為1.8 m時，其穩(wěn)定安全系數(shù)為1.44，如埋深為3.8 m(1/17.8)時，則安全系數(shù)達到1.64?？紤]東營市長期以來建筑層數(shù)較低，大部分地區(qū)土層不適宜直接用做建筑物持力層[13]，假設(shè)東營市建筑平均基礎(chǔ)埋深d=1 m。

3.2 研究區(qū)沉降量測算

根據(jù)杜廷芹[14]對黃河三角洲地區(qū)土層的研究情況，將黃河三角洲土層分為：砂土4 m；黏土2 m；埋深6 m以下為軟土，地下水位深度2 m，如表4所示。從表中可知土的天然重度γ=19.1 kN/m3，地基土的天然孔隙比e=0.75。基礎(chǔ)埋深d=1 m，根據(jù)不同土性的重度不同，得到不同埋深下土的自重應(yīng)力。

表4 黃河三角洲地區(qū)土體的相關(guān)參數(shù)統(tǒng)計表[14]Table 4 Soil parameters in the Yellow River Delta Region[14]

根據(jù)本文2.2所示計算步驟，結(jié)合本文表2、表3、表4的平均層數(shù)η′，平均荷載q′和面積S數(shù)據(jù)可得研究區(qū)域的附加壓力：

3×13×16 650×104=920 760×104kPa

≈53.398 kPa

(8)

P0=p-yd=53.398-19.1×1=34.298 kPa

(9)

進一步可以得到東營市中心城區(qū)1976-2006年建筑物導(dǎo)致地面沉降量S(表5)。

表5 東營市中心城區(qū)建筑物導(dǎo)致地面沉降量 Table 5 Land subsidence caused by buildings in central region of Dongying City

所以用分層總和法得到東營中心城區(qū)1976-2006年建筑物導(dǎo)致地面平均沉降72.60 mm，年平均沉降量2.42 mm。

用上述方法，可分別求得墾利縣、孤島鎮(zhèn)1976-2006年建筑物導(dǎo)致地面沉降量。墾利縣1976-2006年建筑物導(dǎo)致地面平均沉降33.29 mm，年平均沉降量1.11 mm；孤島鎮(zhèn)1976-2006年建筑物導(dǎo)致地面平均沉降7.04 mm，年平均沉降量0.23 mm。

4 討 論

本文在通過遙感影像解譯僅得到研究區(qū)建筑面積的基礎(chǔ)上，對研究區(qū)域建筑物面積變化導(dǎo)致地面沉降量進行計算，所以有必要在參數(shù)較匱乏的情況下，對參數(shù)選取、方法選擇的合理性以及計算結(jié)果的可靠性方面進行分析，并對影響黃河三角洲地面沉降的其他因素進行討論。

4.1 參數(shù)選取、方法選擇合理性分析

在參數(shù)的選取上主要涉及構(gòu)筑物平均層數(shù)、構(gòu)筑物荷載、基礎(chǔ)形式。

現(xiàn)有的資料中并未發(fā)現(xiàn)有關(guān)東營市建筑層數(shù)的數(shù)據(jù)，北京市作為我國的一線城市，其住宅層數(shù)的發(fā)展對預(yù)測東營地區(qū)的建筑層數(shù)有一定的參考作用，胡世德[15]對北京市1949-1992年不同時期不同住宅層數(shù)所占的比重做了統(tǒng)計。1974-1977年北京住宅平均層數(shù)為4層；1986-1989年北京住宅平均層數(shù)為6層；1992年北京住宅平均層數(shù)為5層。東營作為我國的三線城市，經(jīng)濟的發(fā)展水平?jīng)Q定了其平均建筑層數(shù)不會高于北京地區(qū)，北京地區(qū)從1974-1992年住宅建筑層數(shù)穩(wěn)中有變，本文在對東營地區(qū)的建筑層數(shù)假設(shè)中也有所體現(xiàn)，而墾利縣、孤島鎮(zhèn)的建筑層數(shù)也是隨著其上一級城鎮(zhèn)的發(fā)展有所變化，但變化幅度不會超過東營市。所以本文將研究區(qū)建筑物平均層數(shù)確定在1～3層。

構(gòu)筑物荷載的變化是隨著構(gòu)筑物使用的材料而變化的，我國建筑材料的使用主要經(jīng)歷了從建筑材料比較容易獲得的土墻、磚木材料到保溫、隔音效果較好的磚混結(jié)構(gòu)，再到抗震效果較好的框架結(jié)構(gòu)的過程。杜拱辰和吳家騮[16]認為我國1985年之前的建筑90%為磚混結(jié)構(gòu)，具有自重大、抗震性差的特點，根據(jù)GB50009-2012 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的取值，建筑平均荷載為15～20 kPa，東營市1983年建市，1961年發(fā)現(xiàn)油田后直到建市前都只有一些政府機關(guān)和家屬樓，所以根據(jù)東營的實際情況結(jié)合建筑材料的變化，在本文中建筑平均荷載確定在9～15 kPa。

計算方法的選擇上選取目前計算沉降被廣泛采用的分層總和法，該方法在計算地面沉降方面歷時已久，王國體[17]介紹了幾種計算地面沉降的方法其中就包括分層總和法；徐金明和湯永凈[18]通過編制可視化程序?qū)Ψ謱涌偤头ㄟM行改進；楊光華等[19]通過實際工程應(yīng)用證明分層總和法計算地基非線性沉降效果較好；葉為民等[20]利用分層總和法計算因降水引起的地面沉降量；楊澤飛等[21]利用分層總和法計算地表固結(jié)沉降量。

4.2 計算結(jié)果可靠性分析

引起地面沉降的因素主要分為自然因素(構(gòu)造運動、地震、土體固結(jié)壓實等)和人為因素(地表荷載、抽取地下水、油氣資源的開采等)，通常所說的地面沉降包括了自然因素與人為因素兩方面引起的地面沉降，即總的沉降量。國內(nèi)外研究建筑物導(dǎo)致的地面沉降，主要通過長時間的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行研究，鑒于建筑物沉降監(jiān)測周期長、數(shù)據(jù)難獲得的特點，本文將前人研究成果的總沉降量與自然因素引起的沉降量之差看作人類活動導(dǎo)致的地面沉降量，所得差值與本文計算結(jié)果進行比較，確定本文結(jié)果的合理性。

2002-08山東省地礦局魯北地質(zhì)勘察院在東營市布設(shè)了魯北院一等水準點、二等水準點和基巖標二等水準點，2002-12—2008-06，一等水準點D32(位于東營市中心城區(qū)東城)是監(jiān)測到的沉降量最大的點位，沉降量77 mm，沉降速率14 mm/a，D30(位于東營市中心城區(qū)東城)點沉降量最小為34.9 mm，沉降速率為6.3 mm/a，總的平均沉降量為55.95 mm，平均沉降速率10.2 mm/a[6,22]。龔士良[23]的研究結(jié)果表明城市工程建筑產(chǎn)生的沉降量是總沉降量的29.7%，則東營市2002-12—2008-06由工程建筑產(chǎn)生的年平均沉降量為3.0 mm/a，與本文計算所得東營市中心城區(qū)建筑產(chǎn)生的平均沉降量2.42 mm/a極為相似；劉勇等[24]研究表明黃河三角洲地面沉降典型區(qū)大部分區(qū)域沉降速率在10～30 mm/a；張金芝等[22]利用PSInSAR技術(shù)對1992-1995年東營東城區(qū)和西城區(qū)進行地面沉降監(jiān)測結(jié)果分別為7.4 mm/a和7.1 mm/a，1995年墾利縣城在地表荷載影響下平均沉降速率為6.8 mm/a。杜廷芹等[25]的研究表明，近幾十年黃河三角洲地區(qū)由于區(qū)域構(gòu)造運動和均衡運動引起的地表絕對下沉速率為3.42 mm/a，可以把3.42 mm/a看做是自然因素引起的沉降量，將這個數(shù)值與本文計算所得由于建筑物荷載導(dǎo)致地面沉降的數(shù)值相加，并考慮其他可能引起地面沉降的因素，如抽取地下水、建造大壩等，與魯北地質(zhì)勘察院[6，22]、劉勇[24]、張金芝[22]、杜廷芹等[25]對該區(qū)域監(jiān)測的實際沉降量作比較，可以發(fā)現(xiàn)本文所得計算結(jié)果具有合理性。

4.3 影響黃河三角洲地面沉降的其他因素

黃河三角洲地區(qū)地面沉降除本文討論的建筑物荷載外，抽取地下水資源、開采油氣資源、區(qū)域構(gòu)造運動以及沉積物固結(jié)壓實也是導(dǎo)致該地區(qū)地面沉降的原因。劉桂衛(wèi)等[26]證實在小清河以南由于過量開采地下水已形成降落漏斗，漏斗中心沉降速率達10～25 mm/a；馮浩鑒等[27]認為黃河三角洲地區(qū)地殼下沉速率為1～2 mm/a；任美鍔[28]認為黃河三角洲淺層沉積物固結(jié)速率約為3～4 mm/a；劉桂儀等[29]研究發(fā)現(xiàn)東營石油開采區(qū)地面沉降速率可達10 mm/a；本文研究得到黃河三角洲地區(qū)建筑物荷載導(dǎo)致地面沉降速率為0.23～2.42 mm/a。

由此可知，建筑物荷載導(dǎo)致地面沉降速率遠小于開采地下水和石油導(dǎo)致的地面沉降速率，建筑物興建較活躍的區(qū)域沉降速率略高于最大地殼下沉速率，與淺層沉積物固結(jié)最小速率接近，在國家開發(fā)建設(shè)黃河三角洲地區(qū)的政策下，黃河三角洲地區(qū)建筑物的大量建設(shè)不可避免，建筑物荷載將成為該地區(qū)地面沉降研究不可忽視的一個重要因素[30]。

5 結(jié) 論

1)本文通過計算的方法求得建筑物導(dǎo)致的地面沉降，計算得到1976-2006年東營市中心城區(qū)、墾利縣、孤島鎮(zhèn)建筑物導(dǎo)致的平均地面沉降量分別為2.42，1.11，0.23 mm。

2)建筑面積的變化相比于平均荷載的變化在地面沉降中影響更大。

3)在估算過程中所需參數(shù)取值合理、易于獲得，估算方法簡潔，易于應(yīng)用于實踐中，具有廣泛適用性。

4)通過與黃河三角洲地區(qū)抽取地下水、地殼下沉、沉積物自重固結(jié)和石油開采的沉降速率比較發(fā)現(xiàn)，建筑物荷載導(dǎo)致地面沉降速率有接近該地區(qū)沉積物固結(jié)速率的趨勢，建筑物荷載將成為黃河三角洲地區(qū)地面沉降研究的新熱點。

[1] HIGGINS S, OVEREEM I, TANAKA A, et al. Land subsidence at aquaculture facilities in the Yellow River delta, China[J]. Geophysical Research Letters,2013,40(15):3898-3902.

[2] 別君,黃海軍,樊輝,等.現(xiàn)代黃河三角洲地面沉降及其原因分析[J].海洋地質(zhì)與第四紀地質(zhì),2006,26(4):29-35.

[3] 張阿根,楊天亮.國際地面沉降研究最新進展綜述[J].上海地質(zhì),2010，34(4):57-63.

[4] 秦偉穎,莊新國,黃海軍.現(xiàn)代黃河三角洲地區(qū)地面沉降的機理分析[J].海洋科學(xué),2008,32(8):38-43.

[5] 譚晉鈺,黃海軍,劉艷霞.黃河三角洲沉積物壓實固結(jié)及其對地面沉降貢獻估算[J].海洋地質(zhì)與第四紀地質(zhì),2014,34(5):33-38.

[6] 劉勇.黃河三角洲地區(qū)地面沉降時空演變特征及機理研究[D].青島:中國科學(xué)院海洋研究所,2013.

[7] 趙英時.遙感應(yīng)用分析原理與方法[M].北京：科學(xué)出版社,2003.

[8] 龔曉南.土力學(xué)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2002.

[9] 連煜,王新功,黃翀,等.基于生態(tài)水文學(xué)的黃河口濕地生態(tài)需水評價[J].地理學(xué)報,2008,63(5):451-461.

[10] 許妍,梁斌,鮑晨光,等.渤海生態(tài)紅線劃定的指標體系與技術(shù)方法研究[J].海洋通報,2013,32(4):361-367.

[11] 劉潤,王磊,丁紅巖,等.復(fù)合加載模式下不排水飽和軟粘土中寬淺式筒型基礎(chǔ)地基承載力包絡(luò)線研究[J].巖土工程學(xué)報,2014,36(1):146-154.

[12] 劉冬柏,王璇.高層建筑基礎(chǔ)埋深的幾個問題討論[J].中外建筑,2010,(4):40-42.

[13] 李廣雪,李君,劉勇,等.黃河三角洲軟弱層變形和刺穿作用[J].海洋地質(zhì)與第四紀地質(zhì),2009,28(5):29-36.

[14] 杜廷芹.現(xiàn)代黃河三角洲地區(qū)地面沉降特征研究[D].青島：中國科學(xué)院海洋研究所,2009.

[15] 胡世德.北京地區(qū)建筑層數(shù)的發(fā)展分析[J].建筑技術(shù),2004,35(9):706-707.

[16] 杜拱辰,吳家騮.探討我國房屋建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢[J].建筑結(jié)構(gòu),1985,(1):2-4.

[17] 王國體.以計算沉降為控制條件的群基礎(chǔ)底面積優(yōu)化設(shè)計[J].地基基礎(chǔ)工程,1994,4(2):7-12.

[18] 徐金明,湯永凈.分層總和法計算沉降的幾點改進[J].巖土力學(xué),2003,24(4):518-521.

[19] 楊光華,王鵬華,喬有梁.地基非線性沉降計算的原狀土割線模量法[J].土木工程學(xué)報,2007,40(5):49-52.

[20] 葉為民,趙少陽,陳永貴,等.二元結(jié)構(gòu)土層分布區(qū)工程降水誘發(fā)地面沉降變形研究[J].中南大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2012,43(11):4446-4450.

[21] 楊澤飛,魏綱,林磊磊,等.盾構(gòu)法隧道施工工后橫向地表總沉降研究[J].巖土力學(xué),2013,34:338-343.

[22] 張金芝,黃海軍,劉艷霞,等.基于PSInSAR技術(shù)的現(xiàn)代黃河三角洲地面沉降監(jiān)測與分析[J].地理科學(xué),2013,33(7):831-836.

[23] 龔士良.上海城市建設(shè)對地面沉降的影響[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報,1998,9(2):108-111.

[24] 劉勇,黃海軍,李培英,等.黃河三角洲深層地下水漏斗引發(fā)的地面沉降特征[J].應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報,2014,22(5):896-908.

[25] 杜廷芹,黃海軍,別君.現(xiàn)代黃河三角洲地面沉降對洲體演變的影響[J].海洋科學(xué),2011,35(9):78-84.

[26] 劉桂衛(wèi),黃海軍,杜廷芹,等.黃河三角洲地區(qū)地面沉降驅(qū)動因素研究[J].海洋科學(xué),2011,35(8):43-50.

[27] 馮浩鑒,顧旦生,張莉,等.中國東部地區(qū)地殼垂直運動規(guī)律及其機制研究[J].測繪學(xué)報,1998,27(1):16-23.

[28] 任美鍔.黃河長江珠江三角洲近30年海平面上升趨勢及2030年上升量預(yù)測[J].地理學(xué)報,1993,48(5):385-393.

[29] 劉桂儀,張興樂.黃河三角洲油氣資源開發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題與經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展[J].上海地質(zhì),2001,B12:36-38.

[29] 嚴學(xué)新,龔士良,曾正強,等.上海城區(qū)建筑密度與地面沉降關(guān)系分析[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì),2002,6(21):83l-836.

Impact of Artificial Construction on Land Subsidence in the Yellow River Delta Region

XU Li-wen1,2, HUANG Hai-jun1, LIU Yan-xia1,BI Hai-bo1,WANG Geng3, YAN Li-wen1,DONG Hui-jun4

(1.KeyLaboratoryofMarineGeologyandEnvironment,InstituteofOceanology,ChineseAcademyofSciences,Qingdao 266071,China; 2.UniversityofChineseAcademyofSciences, Beijing 100049,China; 3.SchoolofUrbanandEnvironmentalScience,LiaoningNormalUniversity, Dalian 116029,China; 4.ReconnaissanceMappingDongyingCityHospital, Dongying 257091, China)

By selecting Landsat MSS/TM data obtained in four years (1976, 1986, 1996 and 2006) in the Yellow River Delta Region and taking Dongying City as the study object, the remote sensing images of three typical regions with dense buildings (i.e. center region of Dongying City, Kenli County and Gudao Town), which were acquired at different time periods, are interpreted by using ArcGIS software, thus obtaining the changes in the areas of the three regions. By using the layer-wise summation method of soil mechanics and combining with the economic development and building load of Dongying City, the contributions of town buildings to land subsidence are calculated. The results show that the annual average land subsidence caused by the town buildings in central region of Dongying City, Kenli County and Gudao Town from 1976 to 2006 was 2.42 mm/a, 1.11 mm/a and 0.23 mm/a, respectively. These are in good agreement with the results from the existing data.

Yellow River Delta; Dongying; land subsidence; layer-wise summation method

1002-3682(2015)03-0033-11

2015-04-10

國家自然科學(xué)基金項目——黃河三角洲地面沉降監(jiān)測與形成機理研究(41276082)和渤海西南岸末次冰期以來古海岸線重建及影響因素分異研究(41106041)；中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程重要方向性項目——現(xiàn)代河口三角洲垂向形變驅(qū)動機制與環(huán)境效應(yīng)研究((KZCX2-EW-207))；海洋公益性行業(yè)科研專項——溫帶典型海島地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測及風(fēng)險評價與區(qū)劃示范研究(201005010-2)；國家自然科學(xué)基金青年基金項目——懸浮顆粒礦物成分對近岸水體光學(xué)參數(shù)的影響及光譜響應(yīng)研究(41306190)

徐麗雯(1992- )，女，碩士研究生，主要從事河口三角洲地質(zhì)災(zāi)害方面研究.E-mail：xuliwen1992@126.com*通訊作者：黃海軍(1963-)，男，研究員，博士，主要從事海洋地質(zhì)遙感與GIS方面研究.E-mail：hjhuang@qdio.ac.cn(張 騫 編輯)

P642.26

A