Distribution characteristics and causes of land subsidence in Nansha District, Guangzhou
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摘要:
广州南沙区地面沉降已经影响到城市发展和人民生命财产安全，为了制定科学有效的措施防止地面沉降进一步发展，文中基于InSAR监测数据和水准监测数据，总结分析了地面沉降分布特征，地表形变多为小范围的、局部地区的剧烈沉降。在此基础上，针对6个沉降严重区域，采用机理模型定量估算了各因素引起的地面沉降量及所占比重，得可压缩土层引起的沉降量为34.43～96.97 mm/a，所占比重在37.07%～75.67%，地下水水位和地面荷载的最大影响比重分别为26.28%和52.40%。并且通过研究分析地面沉降主要因素及影响程度，为科学防治该地区地面沉降提供科学依据。
Abstract:Land subsidence in Nansha District has affected urban development and the safety of people’s lives and properties. In order to formulate scientific and effective measures to prevent the further development of land subsidence, this paper summarizes and analyzes the distribution characteristics of land subsidence based on InSAR monitoring data and level monitoring data, the surface deformation is mostly severe settlement in a small and local area. On this basis, for 6 areas with subsidence. The mechanism model is used to quantitatively estimate the amount of land subsidence caused by each factor and its proportion. The subsidence caused by the compressible soil layer was 34.43−96.97 mm/a, the proportion is between 37.07% and 75.67%, and the largest influence proportions of groundwater level and ground load are 26.28% and 52.40%. And through research and analysis of the main factors and impact of land subsidence, this paper provide a scientific basis for scientific prevention and control of land subsidence in this area.
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Key words:
- Nansha District /
- land subsidence /
- PS-InSAR /
- groundwater exploitation /
- building load
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表 1 土体工程地质单元分类
Table 1. Classification of soil engineering geological units
土体类型 岩性类型 黏性土 黏性土、粉质黏土 粉土 粉土 砂土 粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂 碎石土 圆砾、角砾、卵石、碎石 特殊类土 残坡积土 黏性土、砂质黏性土、
砾质黏性土粉土 人工填土 素填土、杂填土、冲填土 淤泥类土 淤泥质砂土、淤泥质土、淤泥 
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表 2 岩体工程地质岩性组分类
Table 2. Classification of engineering geological lithologic group of rock mass
岩性组 岩性综合体 岩性类型 侵入岩
岩性组花岗岩，
闪长岩综合体似斑状黑云母二长花岗岩，细粒花岗岩，
细粒细斑状黑云母二长花岗岩，花岗
闪长岩，片麻状花岗岩，伟晶岩混合岩、
片麻岩岩性组混合岩综合体 花岗混合岩，混合岩 片麻岩综合体 花岗片麻岩，片麻岩 含膏盐红层
碎屑岩岩性组− 砾岩，砂砾岩，粉—细砂岩，细砂岩，
含砾中—粗砂岩，泥岩，泥质粉砂岩，
灰岩，泥灰岩，灰质泥岩，凝灰岩
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表 3 收集到的珠江三角洲地区Sentinel-1数据
Table 3. The collection of sentinel-1 data of pearl river delta
模式 入射角/（°） 分辨率 幅宽/km 条带成像 20～45 5 m×5 m 80 干涉成像 29～46 5 m×20 m 250 超幅宽 19～47 5 m×40 m 400 波浪 22～35，35～38 5 m×5 m 20×20
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表 4 InSAR监测成果及其原因分析
Table 4. InSAR monitoring results and cause analysis
年份 具体原因分析 综合分析 2015 万顷沙镇红港村围垦区域主要受软土固结作用，南沙街道摊位村、地铁4号线锦州站附近受荷载影响较为严重 监测时期内均存在沉降的新垦镇、珠江出海口前沿的养殖场区域主要受软土固结等地质条件影响，拟开发建设用地的工程施工及城镇内的建筑设施都会造成地表形变，并且分布在江河沿岸的大部分形变较大沉降点及其外围区域，在一个水文年内受地下水水位变动较为明显 2016 仅在该年发生的东涌镇、鱼窝头镇、万洲村一带受施工建筑影响，沉降的形变区域较大 2017 沿西南江边分部的养殖场附近受地下水影响发生沉降，大岗镇施工区域受建筑荷载较为严重 2018 南沙街道环市中大道中、金沙路和市南大道三路环绕区域受地面荷载和地下水水位的共同影响 2018—
2019大岗镇庙青村围和珠江街道智隆村的围垦区域、及南沙区中东部城镇建筑区域主要受地面荷载及可压缩土层的影响，少部分区域受地下水水位影响，珠江街道均和围村工地、黄阁村沙仔村施工区域的则主要受可压缩土层影响
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表 5 沉降点计算统计信息表
Table 5. Statistical information of settlement point calculation
区域编号 土地利用类型 地处位置 1 出海口养殖场 新垦镇、珠江出海口前沿的养殖场区域 2 城区建筑区域 龙穴街道龙穴村鸡抱沙北路北东方向 3 城区建筑区域 万顷沙镇十三涌和十四涌之间的主镇区 4 施工区域 珠江街道八涌和十涌之间的义和围村 5 城区建筑区域 珠江街五涌周边区域 6 施工区域 南沙明珠湾
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表 6 可压缩土层土工试验参数表
Table 6. Geotechnical test parameters of compressible soil
岩性名称 取样埋深/m 初始孔隙比 压缩系数/（MPa−1） 压缩模量/MPa 液限/% 塑限/% 塑性指数 液性指数 人工填土（粉土） 0～9.4 0.890～0.910 0.41～0.51 4.34～4.63 30.00～36.65 21.80～23.25 8.20～13.63 0.71～1.01 淤泥质土 0～25.0 1.038～1.550 0.64～1.03 2.70～3.35 32.40～45.83 17.50～28.48 14.90～18.61 1.27～1.57 黏土（粉质黏土、砂质黏土） 2.8～32.5 0.910～1.210 0.34～0.43 4.83～6.02 41.23～41.31 23.92～24.94 16.33～17.99 0.33～0.41 注：执行标准为GB/T50123−2019、DT−92（固结实验快速法）。
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表 7 沉降点主导因素影响程度的沉降量分析表
Table 7. Settlement analysis table of influence degree of dominant factors of settlement point
区域编号 地面沉降总量/（mm·a−1） 可压缩土层/（mm·a−1） 主导因素
面积占比/%地下水水位/（mm·a−1） 主导因素
面积占比/%地面荷载/（mm·a−1） 主导因素
面积占比/%1 112.56~127.03 84.51~95.97 75.43 17.60~19.20 15.24 10.45~11.86 9.32 2 92.9~101.36 34.43~38.26 37.55 13.20~14.64 14.66 43.83~48.70 47.79 3 111.27~121.92 51.17~56.40 46.24 1.28~2.40 1.62 57.70~63.60 52.14 4 91.96~100.02 45.91~51.74 49.74 22.80~24.80 24.85 22.61~25.48 25.40 5 118.96~129.46 55.62~61.50 47.40 9.60~12.00 8.86 51.34~56.76 43.75 6 107.66~117.02 69.76~75.63 64.43 9.40~11.30 9.26 28.50~30.89 26.31
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图(11)
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