Оседание грунта является постепенным урегулированием или внезапной гибелью поверхности за счет земной поверхности по причине движения горных пород. Обвал в США непосредственно воздействует на более 17000 квадратных километров в 45 государствах, и связанные с ними годовые расходы оценены приблизительно в 125 миллионов долларов. Основными причинами являются погружения водоносного горизонта системы сжатия, осушения органических почв, подземных горных пород, природного сжатия, воронки, и таяния вечной мерзлоты. Новый мощный инструмент отображения (InSAR) является важным элементом в оценке уменьшения проседания. InSAR способен отдаленно ощущать небольшие изменения высоты поверхности земли на беспрецедентный уровень пространственной детализации (рисунок 1).

Рисунок 1 – Интерферограмма оседаний в долине Санта-Клара

Новые карты смещения увеличивают наши возможности для контроля и управления оседанием, вызванного сжатием восприимчивых систем водоносных горизонтов, а также выявить новые идеи в контрольный физический процесс.

Интерферометрический радиолокатор с синтезированной апертурой (InSAR) представляет собой новый мощный инструмент, который использует сигналы радаров для измерения деформации земной коры на беспрецедентном уровне пространственной детализации и высокой степенью резолюции измерения разрешения.

InSAR в настоящее время используется Геологической службой США и другими для вычерчивания карт и мониторов оседания, вызванного сжатием систем водоносных горизонтов. Геофизические применения радарной интерферометрии используются для определения фаз компонентов отражателем радиолокационных сигналов для измерения очевидных изменений в пределах расстояния поверхности земли.

Обычный радар на типичной околоземной орбите спутник имеет очень плохую резолюцию грунта разрешением от 3 до 4 миль из-за ограниченного размера антенны на спутнике. Радар с синтезированной апертурой (SAR) воспользовался движением космического корабля по его орбитальному пути, математически восстановить (синтезировать) оперативно большие антенны и произвести высоко-пространственное разрешение изображающей способности порядка сотни метров. Размер элемента изображения (пикселя) на типичном РСА со спутниковых радиолокаций может быть как десятки тысяч квадратных метров, в зависимости, как изображение обрабатывается.

Для ландшафтов с более или менее стабильным радиолокационным отражателем (например, зданий или других инженерных сооружений, или ненарушенной породы и поверхности земли) в течение определенного периода времени, можно сделать измерения изменений положений отражателей путем вычитания или "вмешательства" двух радиолокационных сканирований, сделанных в том же районе в разное время. Это принцип InSAR. В идеальных условиях можно разрешить изменения в высоте порядка 0,2 до 0,4 дюймов (от 5 до 10 мм) в масштабе одного пикселя.

Интерферограммы, образованные от форм интерференции между фазой компонентов двух радиолокационных сканирований из почти такого же положения антенны (угол обзора), но в разное время, показали драматический потенциал для высокой плотности пространственного отображения поверхности земли, перемещения которых связаны с тектоническими и вулканических штаммами. InSAR кроме того, недавно был использован для отображения локализованной деформации земной коры и оседания почвы, связанного с геотермальными месторождениями в Имперской Долине, штат Калифорния, Длинной Долине, штат Калифорния и Исландии, а также с месторожденими нефти и газа в Центральной Долине, штат Калифорния. InSAR также используется для отображения в региональном масштабе оседания почвы, вызванного водоносным горизонтом системы сжатия в Долине Антилопы, Калифорния и Санта-Клара Валли, штат Калифорния (рисунок 2).

Рисунок 2 – Сан-Хосе и близлежащие районы разрастания всей долины Санта-Клара ("Силиконовая Долина »), где обнаружены максимальные оседания до 14 футов в центре города Сан-Хосе между 1910 и 1995 годами

InSAR показывает изображения сезонные и долгосрочные поверхности земли перепад высот под влиянием грунтовых вод в долине Санта-Клара.

В период с 1992 по 1997 года произошло некоторое поднятие за счет восстановления уровня грунтовых вод (рисунок 3).

Рисунок 3 – Изменение земной поверхности в период с 1992 по 1997 года

В период с января по август 1997 года сезонные оседания произошли за счет сезонных грунтовых вод, уровень снизился (рисунок 4). Оседания моделей в течение этого периода похожи на исторические закономерности оседания (1934-1967).

Рисунок 4 – Изменение земной поверхности в период с января по август 1997 года

Список использованной литературы

1. Amelung, F., Galloway, D.L., Bell, J.W., Zebker, H.A., and Laczniak, R.J., 1999, Sensing the ups and downs of Las Vegas-InSAR reveals structural control of land subsidence and aquifer-system deformation: Geology, v. 27, p. 483–486.
2. Fielding, E.J., Blom, R.G., and Goldstein, R.M., 1998, Rapid subsidence over oil fields measured by SAR interferometry: Geophysical Research Letters, v. 27, p. 3,215–3,218.
3. Gabriel, A.K., Goldstein, R.M., and Zebker, H.A., 1989, Mapping small elevation changes over large areas-Differential radar interferometry: Journal of Geophysical Research, v. 94, p. 9,183–9,191.
4. Galloway, D.L., Hudnut, K.W., Ingebritsen, S.E., Phillips, S.P., Peltzer, G., Rogez, F., and Rosen, P.A., 1998, Detection of aquifer system compaction and land subsidence using interferometric synthetic aperture radar, Antelope Valley, Mojave Desert, California: Water Resources Research, v. 34, p. 2,573–2,585.
5. Massonnet, D., Briole, P., and Arnaud, A., 1995, Deflation of Mount Etna monitored by spaceborne radar interferometry: Nature, v. 375, p. 567–570.
6. Wicks, C. Jr., Thatcher, W., and Dzurisin, D., 1998, Migration of fluids beneath Yellowstone Caldera inferred from satellite radar interferometry: Science, v. 282, p. 458–462.
7. Zebker, H.A., Rosen, P.A., Goldstein, M., Gabriel, A., and Werner, C.L., 1994, On the derivation of coseismic displacement fields, using differential radar interferometry-The Landers earthquake: Journal of Geophysical Research, v. 99, p. 19,617–19,634.