China: Beijing se hunde más de 10 cm. por año




China: Beijing se hunde más de 10 cm. por año


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De acuerdo con un nuevo estudio publicado en la revista de acceso abierto de MDPI Teledetección, la máxima subsidencia en partes de Beijing, supera los 100 mm por año.





Beijing es una de las ciudades con más problemas de agua en el mundo. Debido a la sobre explotación de las aguas subterráneas, la región de Pekín ha estado sufriendo hundimiento de la tierra desde 1935.

Los investigadores han empleado la técnica InSAR, Envisat ASAR y stripmap TerraSAR-X para investigar el hundimiento del suelo en la región de Beijing.

Encontraron que la subsidencia máxima se ve en la parte oriental de Pekín con una tasa mayor de 100 mm. al año.

Los mapas de tasas de subsidencia derivada InSAR han permitido un análisis espacio-temporal integral para identificar los principales factores desencadenantes del hundimiento del terreno.

Algunas relaciones interesantes con el de hundimiento del terreno se encontraron en el nivel de las aguas subterráneas, fallas activas, con un grosor de terreno blando acumulado y diferentes tipos de acuíferos.

Por otra parte, una relación con las distancias a los pozos de bombeo también se reconoció en este trabajo.

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La media de las tasas de desplazamiento. Los derivados de Envisat ASAR (2003 - 2010), en la cuenca de Beijing

Situado en el extremo norte de la llanura del norte de China, Beijing se sitúa como la quinta ciudad con más problemas de agua en el mundo, y el agua subterránea es la principal fuente de agua para las actividades industriales, agrícolas y domésticas.

Con un rápido crecimiento urbano, la ciudad se ha incrementado la demanda de agua. Estudios previos revelan que la región de Pekín ha estado sufriendo un hundimiento del terreno debido a la sobreexplotación de las aguas subterráneas desde 1935. La velocidad y el grado de hundimiento del suelo muestra una tendencia creciente del hundimiento de la tierra que es un grave riesgo geológico de carácter peligroso para la seguridad y la infraestructura pública y urbana.

Los principales cuencos de subsidencia están distribuidos en los distritos de Chaoyang, Changping, Shunyi y Tongzhou. La subsidencia de los cuencos situado en la parte este, norte-este y norte de Beijing se han conectado gradualmente, lo que indica la grave situación en estas áreas. Por consiguiente, el recipiente, que apareció por primera vez en 1975, ha aumentado gradualmente en profundidad y extensión hasta el presente.

Las relaciones entre el hundimiento del suelo y el nivel del agua subterránea

La sobreexplotación de las aguas subterráneas en la región ha provocado una caída de los niveles piezométricos regionales, la disminución de la presión de poro y el aumento de tensiones efectivas de acuerdo con la teoría de Terzaghi. En consecuencia, cuando el agua subterránea se bombea desde el sistema acuífero, tanto los acuíferos y los acuitardos que constituyen el sistema acuífero se someten a deformación, pero en diferentes grados, ya que la mayoría de la subsidencia permanente se produce por la compresión irreversible o consolidación de acuitardos.

Por lo tanto, la deformación de un sistema acuífero puede ser inelástica (el acuífero-sistema sufre un reordenamiento permanente que resulta en compactación irreversible, y sólo se recupera una parte de la deformación total cuando el nivel de agua sube) o elástico (cuando el nivel del agua sube, el esqueleto del sistema acuífero se expande, se recupera de la anterior que produjo deformación) en función de si las tensiones aplicadas van o no van más allá de su nivel máximo anterior (umbral de estrés preconsolidación).

Cuando se utilizan los datos de subsidencia en conjunción con buenos registros de pozos y datos de nivel de agua de los pozos de observación adyacentes, la historia de deformación puede servir de base para el análisis de tensión-deformación y modelado inverso que define la compresibilidad media y la conductividad hidráulica vertical de los acuitardos.

Vale la pena señalar que los desplazamientos medidos por InSAR en la superficie del suelo son la adición de las deformaciones producidas en los diferentes acuitardos y acuíferos de las capas subyacentes a la superficie del suelo. El análisis de la relación tensión-deformación indican claramente que el sistema acuífero presenta un comportamiento diferente.

Conclusión

Los resultados revelan que la región de Beijing ha experimentado un significativo hundimiento del suelo 2003-2010 con un desplazamiento máximo acumulado de 790 mm. 

El análisis espacio-temporal de hundimiento de la tierra indica una tendencia al aumento en la velocidad y grado de hundimiento del terreno. La unión espacial y / o análisis temporal de los datos de InSAR y factores condicionantes y desencadenantes muestran que el hundimiento del terreno se correlaciona con los niveles de aguas subterráneas, fallas activas, diferentes rangos de terreno blando y acuíferos. Por otra parte, se ha encontrado una relación entre el hundimiento del suelo y la distancia de los pozos de bombeo.

El análisis de diferentes relaciones de tensión-deformación muestra que el sistema acuífero muestra un comportamiento diferente, tal como un comportamiento bastante elástico y el comportamiento predominante inelástico. 

Además, el análisis de la variación del coeficiente de almacenamiento inelástica (Skv) del sistema acuífero calculado a partir de las curvas tensión-deformación muestra que la deformabilidad del sistema acuífero aumenta desde el norte hacia el sur. 

Las tendencias de la distribución y de desarrollo del hundimiento del suelo en el área de estudio son evidentemente, controladas por sus estructuras geológicas. Y los mayores contribuyentes al hundimiento de la tierra son las capas arcillosas.

La subsidencia de los cuencos situados en el este, noreste y norte se encuentran sobre todo a través de una zona con una capa arcillosa debajo, con un espesor de alrededor de 50 a 70 m, y los cuencos de subsidencia se encuentran sobre finos sedimentos de grano. Las estadísticas de datos InSAR y la distancia a los pozos de bombeo muestran que las tasas de subsidencia son más altos cerca de los pozos de bombeo. 

En resumen, los datos precisos derivados de InSAR, de dos sensores diferentes, nos han permitido realizar un estudio espacial y temporal exhaustivo del hundimiento del suelo en la cuenca de Beijing 2003-2011.

Complementariamente, estos datos y la información geográfica existente se han utilizado para llevar a cabo un estudio sobre el papel del condicionamiento principal y los factores desencadenantes, mecanismos de control de subsidencia en esta área, proporcionando información útil para la mejora del desarrollo de futuros modelos para la predicción de la subsidencia del terreno que afecta a esta área.






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