当前世界环境

介绍

人口增长和人类活动在全球范围内带来了许多环境问题。其中一个问题是地面沉降，它被描述为由于地面物质的移动而引起的地面的逐渐微分沉降或突然下沉。^1，2地面沉降通常是由人类活动、地球表面和地下地质过程的变化引起的。具体原因包括:固体矿物地下开采及其塌陷;抽取地下水和石油;有机土壤的脱水或排水;沉孔，湿润干低密度土;自然沉积物压实。

世界人口的增长和对水日益增长的需求导致了这种影响到除南极洲以外的世界各大洲的地质灾害。^3.地面沉降已受到世界各地研究人员的关注。对泰国曼谷地下水过度使用造成的地面沉降问题进行了调查。⁴根据这项研究，在关键地区，下沉的速度高达每年10厘米。这些危机加剧了洪水状况，并对建筑物和基础设施造成了破坏。因此，自1983年以来，政府机构一直在监测下沉和地下水位，并实施一般性措施来缓解这一问题。此外，地下水对美国农村住房的影响也进行了同样的研究，得出的结论是，地面沉降发生在大量地下水从一层容易被压实的饱和细砾石沉积物中抽取的地方。利用遥感和地理信息系统(GIS)技术对加利福尼亚州羚羊谷含水层压实引起的地面沉降进行了检测和量化。⁶生成的地图具有很高的空间细节和分辨率，可以将最近的沉降模式与传统方法检测到的沉降模式进行全面比较。

利用24年的数据分析了长江三角洲陆地变形的趋势和成因。⁷该地区的特点是由于开采作为工业和市政主要供水的地下水资源而导致地面沉降。对印度尼西亚Rongkop喀斯特地区的地面沉降进行了评估，目的是划定处于危险中的地区。根据坡度、岩性、相对起伏度、到地貌的距离和土地利用等5个参数，绘制了地面沉降风险图。结果表明，风险最高的区域与沉洞位置一致。

作为缓解战略的一部分，澳大利亚新南威尔士州政府设立了矿山沉陷委员会(MSB)，作为一个服务组织，为负责管理《矿山沉陷补偿法》的社区提供服务。这为该矿区发生沉陷损害时的补偿或修复服务提供了依据。⁸委员会负责通过评估和控制可在易下沉地区建造的建筑物类型来降低更多下沉对财产造成损害的风险。值得注意的是，尽管从19年晚些时候开始，纽卡斯尔就有下沉损害的报道^th世纪，综合沉降监测方案直到1970年代才开始。

由于人为活动和自然过程之间复杂的相互作用，尼日利亚阿夸伊博姆州的研究区容易受到沉降的影响。它位于北纬4度之间⁰32^我和5⁰33^我北经7⁰25^我和8⁰25^我东方。该州东部是克罗斯河州，西部河流和阿比亚以及南大西洋。研究区地质由四个可识别的不同地层单元组成。⁹页岩-灰岩单元是该州最古老的地质花式，属于晚白垩世(Nsukka组)和早始新世(Imo粘土页岩群)时期。它们分布在该州的北部和东北部。该州北部和东北部也发现了海岸平原砂，属于渐新世-更新世时期，较年轻的贝宁组海岸平原砂和滩脊复合体和冲积矿床覆盖了该州的其余部分。

作为一个地下流体抽取区，有必要进行沉陷监测，以尽量减少由此产生的风险。考虑到尼日利亚是尼日尔三角洲生态系统的一部分，利用地理信息系统来量化这一动态环境中的空间变化的必要性再怎么强调也不为过。¹⁰

方法

利用Arcmap的Spatial analyzer扩展的Reclass工具，利用本研究的沉降敏感性指数数据，生成沉降地表图，将地表图划分为4个沉陷带。图1、2为沉降的空间分布，表2为各区域的面积分布，从表中可以看出，Very High区占0.59%，Marginal区占75.71%。利用取水分析可以很好地估计地面沉降，为决策者监测环境危害提供了一个很好的工具。特殊利益领域也可以受到监视。例如，地图显示，在尤约、伊科特埃克佩内和伊科特阿巴西等已建立的城市地区发现了高海拔区和极高海拔区。这强调需要监测我们城市中心的人口增长和供水需求。

该研究利用Akwa Ibom供水公司和农村发展部获得的取水数据来模拟研究区域的沉降敏感性面。研究区域的总抽水量是通过综合抽水量计算得出的，其中包括每个LGA所有手泵钻孔的年排放量;全港所有小型供水计划的年排放量;以及阿夸伊博姆水务有限公司每年在我们每个城市地区的污水排放。虽然阿夸伊博姆州是尼日利亚尼日尔三角洲的一个石油生产州，但大部分的开采都是在海上进行的。因此，不能以石油储量作为评价地区下沉易感性的依据。因为研究所需的数据具有随时间变化的空间成分。GIS在数据的存储、集成和显示方面被证明是有用的。

有关取水的数据与研究地区基础地图的现有数据库相联系。为得到沉降敏感性指数，将各LGA的总采水数据归一化，公式为:

尺寸指数=实际值- max。价值
Max。Value -最小值

利用ArcMap 9.1 GIS软件和Spatial Analyst Extension将数据转换成网格。利用距离加权逆插值工具对网格进行插值，生成等值线图。IDW用于从采样点值创建连续表面。该方法是一种确定性插值，它根据周围环境和确定所得表面平滑度的指定数学公式为位置分配值。假设所代表的现象在平原的各个方向上具有连续分布和平稳变化的值，从而得到等值线图;为研究区尤约、伊科特埃克佩内和伊科特阿巴斯城区的抽水量空间分布。这强调需要监测我们城市中心的人口增长和供水需求。

结果与讨论

利用Arcmap的Spatial Analyst扩展程序中的Reclass工具，利用该研究的沉降敏感性指数数据生成沉降地表图，并将地表图划分为4个沉陷带。图1、2为沉降的空间分布，表2为各区域的面积分布，从表中可以看出，Very High区占0.59%，Marginal区占75.71%。利用取水分析可以很好地估计地面沉降，为决策者监测环境危害提供了一个很好的工具。特殊利益领域也可以受到监视。例如，地图显示，在尤约、伊科特埃克佩内和伊科特阿巴西等已建立的城市地区发现了高海拔区和极高海拔区。这强调需要监测我们城市中心的人口增长和供水需求。

对人口增长模式、人口年龄分布和城市化趋势的分析将使人们了解这项研究的含义。该州人口密度的空间分布表明，该州位于全国人口高带。它的平均密度为541人/公里²根据2006年人口普查。奥伦的人口密度最高，为每公里2128人²其次是乌约(1986)、伊科特·埃克佩纳(1116)、埃克特(983)、尼希特·伊博姆(998)和埃蒂南(928)。所有其他LGAs的密度都低于300，除了Uruan(280)。国家人口的年龄特征表明，60.75%的人口在20岁以下。¹¹

表1:阿夸伊博姆州年度排水率

源根据AK-RUWATSAN、Akwa Ibom供水有限公司、农村发展部提供的数据汇编;克罗斯河流域发展局(CRBDA)。

这表明该地区拥有年轻、充满活力和不断增长的人口。人们注意到，在过去的100年里，该州的城市地区有了显著的增长，其中州首府尤约是人口最多的，有118,250人。¹²普遍较高的人口增长导致城市居民涌入未规划的城市郊区。对城市服务和设施的压力超过了应对能力，导致水、电、保健、交通和教育等基本服务严重短缺。

表2:阿夸伊博姆州地表沉降区的覆盖范围。

人口特征、增长模式和城市化分析表明，地下水储备面临长期压力，地面沉降是研究区面临的现实威胁。该研究展示了利用GIS可视化研究区域的沉降情况。这种环境允许轻松地进行数据编辑、集成、分析和存储。由此产生的产品将有助于确定和定位可能受沉降影响的敏感地区，以便应急管理人员能够定制救灾工作。使用GIS进行建模可以创建一个数据库，因此可以在出现新的事实时进行更新。建议在阿夸伊博姆州水务公司内设立一个下沉单位，以便监测地面下沉的速度，特别是在研究中确定的脆弱地区。

结论

在GIS环境下，本研究使用了排水数据来模拟该研究对地面沉降的敏感性。绘制的地图显示，在Uyo、Ikot Ekpene Itu和Ikot Abasi及其周边地区发现了极高和高下沉易感性区。使用GIS进行建模可以创建一个数据库，该数据库可以在出现新的事实时进行更新。

参考文献

1. 普特拉博士，体育博士……Setianto, A Keokhampui K.和Fukuoka, H.，地面沉降风险评估案例研究:Rongkop, Gunung Kidul，日惹-印度尼西亚，第四届东盟地质减灾区域会议，皇家天堂酒店，泰国普吉岛，10月25日- 26日，(2011)。
2. Devin, G. Jones, D和Ingebritsen, S. E，美国地面沉降，美国地质调查通报1182,1999。
3. Prokopovich, N. P.探测含水层对地面沉降的敏感性(第四届国际地面沉降研讨会论文集)。IAHS出版。不。美国加州萨克拉门托Braeburn街3333号200,1991
4. 联合国环境规划署，曼谷市环境状况，泰国，2001年。
5. 沃勒，r.m.，地下水和农村房主，美国内政部/美国地质调查局，1994。
6. 加洛韦，李建军，李建军，李建军，李建军，李建军。基于干涉合成孔径雷达的地下含水层压实和地表沉降测量方法，中国科学院学报，1998，第10期，pp 2573-2585。http://dx.doi.org/10.1029/98WR01285
7. 巴洛根，吴宝波，马文华，马绍戈，沙洛丁，长江三角洲沿海平原地表沉降趋势与机制，中国科学院学报，第3卷第3期。3, 2011, pp. 76—81
8. 矿山沉陷委员会，住宅建设分级指南(新南威尔士州)，卷1:历史和技术背景，新南威尔士州，澳大利亚，2000。
9. Usoro, E. J.，地质学，In: P Akpan和Usoro E. Ed.， Akwa Ibom State:地理学视角，地理学系出版，Uyo, pp 23 -34, 2010。
10. Ogba, c.o.和b.p. Utang，尼日尔三角洲沿海对气候变化敏感性的地理空间评价，FIG大会，悉尼，2010年4月11-16日。中期:20453883 PMCid: PMC2892028
11. Inyang, I. B.，人口与定居，In: P. Akpan和E. Usoro, Ed.，阿夸伊博姆州:地理视角，地理学系出版，Uyo, pp. 179 - 190, 2010。
12. Akpan, P. A.，城市住区，In: P. Akpan and E. Usoro, Ed.， Akwa Ibom State:地理学视角，地理学系出版社，Uyo，第191 - 202页，2010。