内华达州拉斯维加斯在1935年至2000年地面沉降.docx

内华达州拉斯维加斯在1935年至2000年地面沉降： 新地理数据显示的变革， 修订空间模式，并降低速率 摘要 自1935年以来在拉斯维加斯山谷的沉降一直用大地测量学的方式在监测，几代地图描绘了总共有多于1.5米下陷。这项研究提出了新的大地测量数据方法，这些数据揭示了在2000年沉降数据的空间分布和尺度。特别是合成孔径雷达干涉测量（InSAR ）和全球定位系统（GPS ）的研究证明沉降是在四个沉降碗的范围内，以第四纪断层为界。跨断层常规水平线上调查进一步表明，这些空间模式1978年以来已经存在。由此绘制了基于该新大地测量数据并显示1963年至2000年下陷的修正地图。 沉降碗的位置与在山谷中抽水位置的比较，表明沉降区域与主要的抽水地区相抵消。虽然这种情况的原因尚不十分清楚，很可能的结果重重的抽了梯度的可压缩存款在沉降区。基于传统干涉合成孔径雷达和GPS数据的沉降速率汇编表明，因为自1991年以来的人工回灌工程，沉降速率已经显著下降。在的西北部山谷的速率已经从超过5-6厘米/年下降约2.5-3厘米/年，减少50％ ;在中部和南部山谷地区，速率从约2.5厘米/年已经下降到只有几每年毫米，减少了80多个百分点。 引言 背景与目的 在过去十年中拉斯维加斯是美国增长最快的大都市区，具有62％增长速度 ，根据2000年美国人口普查，人口从852,000到130多万。它位于内华达州南部的一个1300平方公里的冲积谷地。 平均降水量12至20厘米/年。自1905年以来，第一口油井钻成，地下水一直支撑着拉斯维加斯的发展。从1972年开始，地下水资源一直用科罗拉多河水以430 hm每年的量补充着，支撑这个地区持续的人口增长。每年都抽取地下水，然而20世纪60年代以来，用水量超过估计天然补给量。这样对地下水的抽取导致含水层系统长期低压，区域水位下降，地裂缝的发展，超过1.5米的地面沉降。 地图显示在拉斯维加斯历史上的沉降一直根据由美国国家地理测量局（NGS）颁布于1935年和1963年第一阶精度基准来测量。 1935年，胡佛水坝水准网的建立是为了监视与米德湖形成相关的地理蓄水池加载效应，米德湖位于拉斯维加斯东南约30公里。这个网快的两个主要分割部分延展穿过拉斯维??斯山谷，并且塑造了衡量山谷运动的构架。目前这个网块再次以一阶的精确度在应用，从1949年至1950年，1963年和1980年，并为先前的沉降地图提供基础数据。1905年至1946年代表在拉斯维加斯山谷地下水开发的早期阶段，地面沉降的初步影响首先被马克西和詹姆森（1948年）注意到，他们的报告指出山谷的沉陷高达7厘米。到了60年代中期，一个75厘米深的已经形成的沉降盆遮住了500平方公里（Malmberg，1964年Mindling，1971）;到1980年，沉降面积已增至1000多平方公里，移动量已增至超过1.5米（贝尔，1981）。 本文的目的是要表明在拉斯维加斯的沉降演变并且呈现在过去十年中进行了新的地理测量研究，彰显在我们对运动尺度和运动空间分布的理解的重要变化。尤其是，新的基于合成孔径雷达干涉测量（InSAR ）的研究，结合常规和全球定位系统（GPS ）的调查数据，揭示地面沉降的空间模式，明显使得我们需要修改以前的沉降地图。这些数据为地理结构对山谷沉降模式、沉降分布的影响提出了新的见解。这些新的应用同样应用与详细监测20世纪90年代初拉斯维加斯谷水区（ LVVWD ）的人工回灌方案中的不明显变化。 在这篇文章中，我们首先拿出早期塌陷研究的原始数据，然后再解释地下水流经山谷后沉降的发展。与基于传统地理测量数据的早期塌陷的地图进行相比，详细的合成孔径雷达空间地图本质上是不同模式。我们讨论深度发展的原因，定位与撞击中心、压缩沉积物和断层相关的局部沉降碗。因为沉降碗不直接与地下水位下降和沉积物的可压缩性差异有关，我们推测缺乏相关性原因。最后，我们给出人工回灌工程的结果，结果表明自1991年以来，在山谷多数地区沉降率有所下降。 地质和水文环境 拉斯维加斯位于构造控制冲积盆地，这个盆地内有从全新世到上新世的深达几百米的未固结沉积物的。粗粒（砂石）冲积扇沉积物来自于从山脉到围绕山谷边缘的广阔山麓地区，山谷（图1A）的核心部分主要由细粒（淤泥和粘土）压缩沉积物构成。不透水钙质层在冲积扇沉积物和低透水性粘土层之下，限制和半限制含水层和自流层在最下面。一系列北至东北走向，东倾第四纪断层切谷底，创造突出的陡坎高达50米的高度。因为一些沿断层（图1B）的粗粒和细粒沉积物之间的突然转变，最初马克西和詹姆森（ 1948）认为这时是自然压缩的结果。但是这些陡坎现在一般归因于自然压实和上一个第四纪冰川构造运动（ Slemmons等2001）。必威体育精装版的地球物理研究（ Langenheim等人， 2001）也提供了新的