京津冀地面沉降机理及其重大工程应用
报送单位:首都师范大学 推荐单位:北京市教育委员会

支撑项目(平台):城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地、三维信息获取与应用教育部重点实验室、水资源安全北京实验室

参与单位:北京市教育委员会

所属学科:地理学

主要贡献者:宫辉力,李小娟,潘云,叶超,朱琳,张有全,陈蓓蓓,高明亮,周超凡

成就简介:针对京津冀区域特点,创新地面沉降监测、模拟技术方法,创建了多元场耦合理论,研发了高精尖形变监测设备,应用于南水北调、京津高铁等重大工程,获国家科技进步二等奖、联合国教科文组织国际水文计划特殊贡献奖等。

  在京津冀地面沉降监测、机理与调控等方面,发表SCI期刊论文100多篇,出版专著6部,主持国家自然科学基金重点、北京市自然科学基金重点、863、973等科研项目。排名第一获得联合国教科文组织国际水文计划(UNESCO-IHP)特殊贡献奖、国家科技进步二等奖、国家教学成果二等奖、北京市科学技术一等奖2项、其他省部级科技进步一等奖6项。
  针对北京和京津冀高密度城市集群、高强度地下水长期超采、立体高速一体化交通网络背景下,诱发的区域地面沉降及其安全风险,通过遥感与水文地质学科的交叉研究,创建区域地面沉降多元场耦合模式,揭示演化与调控机理。创新性回答区域地面沉降--发生在哪里(毫米级沉降)?为什么发生在那里(沉降机理)?演化规律与调控机理是什么?等复杂系统科学问题。针对这些重大问题,创新遥感与水文地质学科的交叉研究。综合优化干涉合成孔径雷达卫星(InSAR)遥感方法获取的区域地表动态形变场、重力卫星(GRACE)获取的区域水文地质体的时变重力场,并集成城市快速发展过程中形成的浅表层动静载荷应力场、区域地下水渗流场的数值演化模式等,建立区域地面沉降的多元场耦合模型,揭示区域地面沉降演化规律、调控机理。提出了区域尺度沉降调控和局部尺度工程治理相结合的综合防灾减灾措施,量化了差异性沉降对高铁路桥的影响,识别了影响高铁安全运行的墩台系统沉降演化规律,为路轨系统安全、轨道基础选型和调控方案等提供关键沉降参数依据。
  研究成果入选UNESCO IHP新方法红皮书,被国家减灾委、中国地质环境监测院、京津冀等多省地质环境监测院等单位,广泛应用在南水北调进京、北京应急供水、首都新机场、京津/京沈高铁等重大项目中,部分成果被美国麻省理工学院、意大利帕多瓦大学、美国弗吉尼亚理工等国际同行采用。受邀参加第21届联合国气候变化大会、UNESCO总部三年一次的Kovacs大会30分钟报告等。为IHP第八阶段规划、亚太水资源与环境战略规划、日本全球环境领导人项目、欧洲生态水文硕士项目等提供重要咨询,受到UNESCO亚太区主管Shahbaz Khan、国际景观生态学会副主席Nobukazu Nakagoshi、UNESCO地面沉降工作组副主席Pietro Teatini等国际同行的高度评价。因对国际水文计划的特殊贡献,受到UNESCO总干事Bokova女士专门致函感谢。

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