中国西安地区长期地表抬升由地下水补给驱动：InSAR技术对含水层储水量和水力扩散率的约束研究 孙伟来（Weilai Sun） 周荣荣（Rongrong Zhou） 吴晓娟（Xiaojuan Wu） 王腾（Teng Wang）

《Remote Sensing》：Long-Term Surface Uplift Driven by Groundwater Recovery in Xi’an, China: InSAR Constraints on Aquifer Storage and Hydraulic Diffusivity Weilai Sun, Rongrong Zhou, Xiaojuan Wu and Teng Wang

　　

摘要

城市地区的地面垂直运动是地下水作用的重要表现，直接影响基础设施的稳定性和地下水的可持续性。虽然由地下水抽取引起的地面沉降已经得到了广泛研究，但相反的过程——即通过地下水补给引起的地表抬升——却记录不足且了解甚少，尤其是在其水文机制和潜在危害方面。本文结合了Sentinel-1卫星图像（2017–2025年）的InSAR时间序列分析与地下水井记录，量化了中国西安地区地表抬升的空间-时间特征，并评估了其水文地质驱动因素。研究结果显示，在西安古城以南存在一个持续的地表抬升区域，抬升速率高达每年20毫米。地表抬升与浅层承压含水层的地下水位上升密切相关，表明含水层补给与地表抬升之间存在强烈的耦合关系。计算出的储存系数和水力扩散率值显示出显著的空间变化，这些变化受到一些地面裂缝的影响，这些裂缝既作为机械不连续性，又作为控制压力扩散的水文屏障。时间序列分析进一步揭示了在进行了地下水注入的Yuhuazhai城市村庄中，沉降向抬升的转变现象，并利用这一现象来量化扩散率系数。实地调查表明，快速的地下水回升可能导致与地表抬升相关的危害，如地下室渗漏，这强调了在城市水资源管理中必须同时考虑地表抬升和沉降问题。