地面沉降对洪水淹没的影响——以辽宁绕阳河“2022⋅8”溃堤洪水为例

唐伟; 程清; 崔健; 孙秀波; 王井利; 耿旭

doi:10.13203/j.whugis20240063

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

地面沉降对洪水淹没的影响——以辽宁绕阳河“2022⋅8”溃堤洪水为例

遥感与地质灾害 | 更新时间：2026-11-05

- 地面沉降对洪水淹没的影响——以辽宁绕阳河“2022⋅8”溃堤洪水为例
- Impacts of Land Subsidence on Flood Inundation： An Example of the “2022⋅8” Levee-Breach in Raoyang River of Liaohe Delta
- 武汉大学学报（信息科学版） 2026年51卷第2期页码：249-259
- 作者机构：
  
  1.中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院，北京，100083
  2.中国地质调查局沈阳地质调查中心，辽宁沈阳，110034
  3.沈阳建筑大学交通与测绘工程学院，辽宁沈阳，110168
- 作者简介：
  
  唐伟，博士，副教授，研究方向为空间大地测量与遥感技术及其应用研究。weitang@cumtb.edu.cn
  孙秀波，硕士，高级工程师。hlisunxb@126.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(42374023)
- DOI：10.13203/j.whugis20240063
  中图分类号： P237
- 收稿：2024-09-17，
  
  纸质出版：2026-02-05
- 稿件说明：
移动端阅览
唐伟,程清,崔健，等.地面沉降对洪水淹没的影响——以辽宁绕阳河“2022⋅8”溃堤洪水为例[J].武汉大学学报（信息科学版）,2026,51(2):249-259.

TANG Wei,CHENG Qing,CUI Jian,et al.Impacts of Land Subsidence on Flood Inundation: An Example of the “2022⋅8” Levee-Breach in Raoyang River of Liaohe Delta[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2026,51(2):249-259.
唐伟,程清,崔健，等.地面沉降对洪水淹没的影响——以辽宁绕阳河“2022⋅8”溃堤洪水为例[J].武汉大学学报（信息科学版）,2026,51(2):249-259. DOI：10.13203/j.whugis20240063

TANG Wei,CHENG Qing,CUI Jian,et al.Impacts of Land Subsidence on Flood Inundation: An Example of the “2022⋅8” Levee-Breach in Raoyang River of Liaohe Delta[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2026,51(2):249-259. DOI：10.13203/j.whugis20240063

摘要

2022年汛期以来，辽河干支流绕阳河流域近90%的区域遭遇暴雨至大暴雨天气。2022-08-01T10：30：00，绕阳河下游左岸曙四联段发生堤防溃口，引发大面积洪水淹没，对沿河城市及周边区域的房屋、农作物和油田生产设施造成严重损失。除区域性极端强降雨外，地面沉降也是导致本次“2022·8”溃堤洪水事件的重要因素之一。基于ALOS-1与Sentinel-1雷达影像，结合合成孔径雷达干涉及水准监测数据，分析了曙光油田2007⁃03-2021⁃11的地面沉降时空分布特征；并利用高分三号雷达数据与水体指数方法解译了溃堤前后的洪水淹没范围，进而分析洪水蔓延过程及受灾土地类型。并通过叠加累积地面沉降与洪水淹没范围，探讨了地面沉降对溃堤发生及洪水发展的影响。研究结果表明：（1）曙光油田开采导致形成一个椭圆形地面沉降漏斗，沉降中心最大速率达-212 mm/a；（2）绕阳河流经该沉降漏斗区，溃堤洪水淹没范围与沉降区高度重叠，溃口处沉降速率达-150 mm/a；（3）地面沉降造成的高程损失削弱了堤防结构安全，导致输油管道更易没于水下，穿堤管道接合部位发生渗水破坏，进而诱发溃口；同时，地面沉降形成的洼地降低了河流泄洪能力，使洪水更易溢出河道并在沉降区域滞留，增加了淹没范围与深度。该研究强调了在洪水风险评估与防洪规划中需综合考虑地面沉降因素，为该类区域的防灾减灾工作提供科学依据。

Abstract

Objectives

This study aims to investigate the causes and impacts of the levee⁃breach event that occurred in Raoyang River in August 2022

with a particular focus on the role of ground subsidence induced by oil extraction. The analysis includes the spatial-temporal characteristics of land deformation and its influence on flood propagation and inundation extent.

Methods

Time series interferometric synthetic aperture radar (InSAR) processing was carried out using ALOS-1 and Sentinel-1 radar images

supplemented by leveling monitoring data

to analyze ground subsidence in the Shuguang Oilfield from March 2007 to November 2021. The pre- and post-breach flood extents were interpreted using Gaofen-3 radar data and a water index-based method. The inundation process and affected land types were further examined. Cumulative ground subsidence was then overlaid with flood inundation areas to assess its impact on levee failure and flood development.

Results

The findings reveal that:(1) Oil extraction in the Shuguang Oilfield resulted in an elliptical subsidence funnel

with a maximum annual subsidence rate of -212 mm/a at the center.(2) The Raoyang River flows through this subsidence funnel area

and the flood inundation extent closely overlaps with the subsidence region. The subsidence rate at the breach location reached -150 mm/a.(3) Elevation loss due to ground subsidence compromised the structural integrity of the levee

increasing the risk of pipeline inundation and seepage failure at crossing points. The formed subsidence basin reduced river discharge capacity

facilitating overflow

prolonging water retention

and increasing both the extent and depth of flooding.

Conclusions

This study underscores the importance of incorporating ground subsidence into flood risk assessment and flood control planning. The results provide a scientific reference for regional disaster prevention and mitigation strategies

particularly in areas affected by significant human-induced ground deformation.

关键词

Keywords

references

FANG J Y ， NICHOLLS R J ， BROWN S ， et al . Benefits of Subsidence Control for Coastal Flooding in China ［J］. Nature Communications ， 2022 ， 13 （ 1 ）： 6946 .

LI P ， WANG G Y ， LIANG C R ， et al . InSAR-Derived Coastal Subsidence Reveals New Inundation Scenarios over the Yellow River Delta ［J］. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing ， 2023 ， 16 ： 8431 - 8441 .

TAKAGI H ， THAO N D ， ANH L T . Sea-Level Rise and Land Subsidence： Impacts on Flood Projections for the Mekong Delta’s Largest City ［J］. Sustainability ， 2016 ， 8 （ 9 ）： 959 .

DIXON T H ， AMELUNG F ， FERRETTI A ， et al . Subsidence and Flooding in New Orleans ［J］. Nature ， 2006 ， 441 ： 587 - 588 .

WANG J ， GAO W ， XU S Y ， et al . Evaluation of the Combined Risk of Sea Level Rise， Land Subsidence， and Storm Surges on the Coastal Areas of Shanghai， China ［J］. Climatic Change ， 2012 ， 115 （ 3 ）： 537 - 558 .

OUYANG M ， ITO Y ， TOKUNAGA T . Local Land Subsidence Exacerbates Inundation Hazard to the Kujukuri Plain， Japan ［J］. Proceedings of the International Association of Hydrological Sciences ， 2020 ， 382 ： 657 - 661 .

ABIDIN H Z ， ANDREAS H ， GUMILAR I ， et al . On the Roles of Geospatial Information for Risk Assessment of Land Subsidence in Urban Areas of Indonesia ［M］// Intelligent Systems for Crisis Management： Geo-Information for Disaster Management （Gi4DM） 2012 . Heidelberg ： Springer ， 2013 .

鲁朝朝，陈蓓蓓，宫辉力，等 . 南水北调前后京津城际铁路北京段地面沉降演化特征［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2023 ， 48 （ 12 ）： 1959 - 1968 .

LU Zhaozhao ， CHEN Beibei ， GONG Huili ， et al . Evolution Characteristics of Land Subsidence in Beijing Section of Beijing-Tianjin Intercity Railway Before and After the South-to-North Water Diversion Project ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2023 ， 48 （ 12 ）： 1959 - 1968 .

杨梦诗，廖明生，常玲，等 . 城市场景时序InSAR形变解译：问题分析与研究进展［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2023 ， 48 （ 10 ）： 1643 - 1660 .

YANG Mengshi ， LIAO Mingsheng ， CHANG Ling ， et al . Interpretation of Multi-Epoch InSAR Deformation for Urban Scenes： A Problem Analysis and Literature Review ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2023 ， 48 （ 10 ）： 1643 - 1660 .

SHIRZAEI M ， BÜRGMANN R . Global Climate Change and Local Land Subsidence Exacerbate Inundation Risk to the San Francisco Bay Area ［J］. Science Advances ， 2018 ， 4 （ 3 ）： 221 - 234 .

CATALAO J ， RAJU D ， NICO G . InSAR Maps of Land Subsidence and Sea Level Scenarios to Quantify the Flood Inundation Risk in Coastal Cities： The Case of Singapore ［J］. Remote Sensing ， 2020 ， 12 （ 2 ）： 296 .

TANG W ， ZHAN W ， JIN B W ， et al . Spatial Variability of Relative Sea-Level Rise in Tianjin， China： Insight from InSAR， GPS， and Tide-Gauge Observations ［J］. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing ， 2021 ， 14 ： 2621 - 2633 .

YIN J ， ZHAO Q ， YU D P ， et al . Long-Term Flood-Hazard Modeling for Coastal Areas Using InSAR Measurements and a Hydrodynamic Model： The Case Study of Lingang New City， Shanghai ［J］. Journal of Hydrology ， 2019 ， 571 ： 593 - 604 .

孙岐发，田辉，张扩 . 下辽河平原地区历史地面沉降情况研究［J］. 地质与资源， 2014 ， 23 （ 5 ）： 450 - 452 .

SUN Qifa ， TIAN Hui ， ZHANG Kuo . Study on the History of Land Subsidence in Lower Liaohe River Plain ［J］. Geology and Resources ， 2014 ， 23 （ 5 ）： 450 - 452 .

孟令维，卢奕竹，宋文龙，等 . 基于遥感数据的河湖堤防溃口隐患早期监测研究与应用［J］. 中国水利水电科学研究院学报（中英文）， 2024 ， 22 （ 3 ）： 270 - 282 .

MENG Lingwei ， LU Yizhu ， SONG Wenlong ， et al . Research and Application of Early Monitoring of River and Lake Levee Breach Hidden Danger Based on Remote Sensing ［J］. Journal of China Institute of Water Resources and Hydropower Research ， 2024 ， 22 （ 3 ）： 270 - 282 .

田辉，宫妍，梁秀娟，等 . 辽河三角洲地区地下水动态监测研究［J］. 地下水， 2019 ， 41 （ 1 ）： 43 - 46 .

TIAN Hui ， GONG Yan ， LIANG Xiujuan ， et al . Study on Dynamic Monitoring of Groundwater in Liaohe Delta Area ［J］. Ground Water ， 2019 ， 41 （ 1 ）： 43 - 46 .

刘大为 . 辽河-大凌河三角洲四百年来的演化研究［D］. 北京：中国地质大学（北京）， 2019 .

LIU Dawei . Study on the Evolution of the Liaohe-Daling River Delta in the Past Fou Hundred Years ［D］. Beijing ： China University of Geosciences（Beijing）， 2019 .

鞠飞 . 辽河油田曙光采油厂高程引测的必要性［J］. 地下水， 2014 ， 36 （ 4 ）： 201 - 202 .

JU Fei . Necessity of Elevation Survey in Shuguang Oil Production Plant of Liaohe Oilfield ［J］. Ground Water ， 2014 ， 36 （ 4 ）： 201 - 202 .

刘岳峰，邬伦，韩慕康，等 . 辽河三角洲地区海平面上升趋势及其影响评估［J］. 海洋学报， 1998 ， 20 （ 2 ）： 73 - 82 .

LIU Yuefeng ， WU Lun ， HAN Mukang ， et al . Assessment of Trend and Impacts of Sea Level Rise in the Liaohe River Delta ［J］. Haiyang Xuebao ， 1998 ， 20 （ 2 ）： 73 - 82 .

丁志雄，吕娟，李娜，等 . 辽宁省绕阳河“2022·8” 溃堤洪水模拟反演及分析［J］. 中国防汛抗旱， 2022 ， 32 （ 11 ）： 64 - 69 .

DING Zhixiong ， LÜ Juan ， LI Na ， et al . Simulation Inversion and Analysis on “2022·8” Levee-Breach Flood in Raoyang River of Liaoning Province ［J］. China Flood & Drought Management ， 2022 ， 32 （ 11 ）： 64 - 69 .

张芸硕，关青松，宋文龙，等 . 2022年辽宁省绕阳河溃口无人机应急监测分析［J］. 中国防汛抗旱， 2023 ， 33 （ 2 ）： 35 - 39 .

ZHANG Yunshuo ， GUAN Qingsong ， SONG Wenlong ， et al . Emergency Monitoring and Analysis of Unmanned Aerial Vehicles for the Breach of the Raoyang River in Liaoning Province in 2022 ［J］. China Flood & Drought Management ， 2023 ， 33 （ 2 ）： 35 - 39 .

金晟玥，刘龙飞，刘明博 . 辽宁省绕阳河洪涝灾害卫星遥感监测［J］. 中国减灾， 2023 （ 5 ）： 23 - 25 .

JIN Shengyue ， LIU Longfei ， LIU Mingbo . Satellite Remote Sensing Monitoring of Flood Disaster in Raoyang River， Liaoning Province ［J］. Disaster Reduction in China ， 2023 （ 5 ）： 23 - 25 .

SANDWELL D ， MELLORS R ， TONG X P ， et al . Open Radar Interferometry Software for Mapping Surface Deformation ［J］. Eos， Transactions American Geophysical Union ， 2011 ， 92 （ 28 ）： 234 .

TONG X P ， SCHMIDT D . Active Movement of the Cascade Landslide Complex in Washington from a Coherence-Based InSAR Time Series Method ［J］. Remote Sensing of Environment ， 2016 ， 186 ： 405 - 415 .

郏建，邱梦凌，贾学松，等 . 基于高分三号影像的洪水淹没水深监测［J］. 中国防汛抗旱， 2022 ， 32 （ S1 ）： 4 - 8 .

JIA Jian ， QIU Mengling ， JIA Xuesong ， et al . Monitoring of Flood Submerged Depth Based on High Score No.3 Image ［J］. China Flood & Drought Management ， 2022 ， 32 （ S1 ）： 4 - 8 .

龚志强，唐伟，蒋金豹，等 . 基于时序InSAR技术的辽河三角洲油田地面沉降监测与建模［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2024 ， 49 （ 8 ）： 1422 - 1433 .

GONG Zhiqiang ， TANG Wei ， JIANG Jinbao ， et al . Monitoring and Modeling of Land Subsidence in Liaohe Delta Oilfield Based on Time Series InSAR Technology ［J］. Geomatics and Information Science of Wuhan University ， 2024 ， 49 （ 8 ）： 1422 - 1433 .

陈晓成，陶宇 . 地面沉降对河道泄洪能力影响分析［J］. 水科学与工程技术， 2023 （ 2 ）： 20 - 23 .

CHEN Xiaocheng ， TAO Yu . Influence of Land Subsidence on Flood Discharge Capacity of River Channel ［J］. Water Sciences and Engineering Technology ， 2023 （ 2 ）： 20 - 23 .

黄光玮，郭成超，蔡华阳，等 . 沿海地面沉降对风暴潮作用下洪水淹没影响的析因试验［J］. 水利水运工程学报， 2024 （ 3 ）： 42 - 51 .

HUANG Guangwei ， GUO Chengchao ， CAI Huayang ， et al . Designing Factorial Experiments to Investigate the Impact of Land Subsidence on Flood Inundation in Coastal Areas During Storm Surges ［J］. Hydro⁃Science and Engineering ， 2024 （ 3 ）： 42 - 51 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

联合GNSS基准站和地表质量负荷数据的区域高程参考框架动态维持

黄土高原白草塬引洮工程前后17年InSAR时序形变监测与分析

ConvLSTM神经网络的时序InSAR地面沉降时空预测

南水进京后利用升降轨InSAR解译北京地面沉降发展态势

兰州新区平山造城竣工后地表形变InSAR时序监测与分析