日前，记者走进位于天津市的中国地震局第一监测中心（以下简称一测中心），只见大屏幕上全国测震站点运行状态、地球物理站监测数据实时滚动更新。“我们承担着全国地震流动监测和装备保障工作，既要随时掌握每一个站点的运行状态，还要开展地壳形变、地磁、重力等地球物理场流动观测，服务地震预测预报。”一测中心副主任韩磊介绍，防震减灾中常用的地震监测技术，如今深度赋能天津市地面沉降风险防控工作。地震监测和地面沉降监测，看似一个盯着地下深处，一个盯着城市脚下，其实有一个共同点——都要捕捉大地极其微小的变化。正是这种对“毫米级”变化的持续感知，让防震减灾技术得以服务于城市地面沉降风险防控。
立足总体国家安全观，中国地震局推动“防震减灾+”深度服务京津冀协同发展国家战略，对接地方城市安全治理现实需求。近期，中国地震局在天津市开展防震减灾高质量发展进行时“地面沉降监测助力韧性城市建设”主题采访活动。记者实地探访并了解该市相关做法。
构建“空天地井”全域立体监测网络
天津市位于渤海湾西岸，全域九成以上为松软的滨海堆积平原，平均海拔仅3.3米。特殊的地理地质条件，让这座城市天然面临沉降风险：区域构造活动、滨海软土基底、海平面上升，再加上城市快速发展中地下水的大规模开采，进一步加剧地面沉降发展态势。
地面沉降，可以理解为城市地面在悄悄“变矮”。它不是一天塌下去，而是长年累月持续地下沉。持续沉降会不断损耗城市地面标高，叠加海平面上升，放大海水倒灌、城市内涝的防汛压力；不均匀形变会直接威胁高铁、地铁、堤防、重大产业项目等设施安全，给城市地质安全、韧性城市建设带来多重挑战。
要确保城市安全发展，必须把地面沉降风险牢牢管住。
想要科学防控，前提是精准监测。在测量作业现场，一测中心技术人员架设数字水准仪，配合水准尺逐段观测点位之间的高差，60米一测，一步一步丈量输出一等高差数据。一测中心监测业务部副主任、高级工程师徐东卓介绍：“我们测量精度达到毫米级，就像给城市定期“量血压”一样，在40余年里持续记录每一次细微变化，守护千万人脚下的安全。”这套原本用于地壳构造形变监测的传统技术，从1985年起扎根天津市，让一测中心成为地震系统内长期服务城市地面沉降防控的技术力量。早在上世纪80年代，一测中心的工作团队就编制完成我国首幅中国大陆垂直形变图。这份毫米级监测的技术积淀，正是今天能为天津市精准“诊脉”的关键因素。
经过多年建设发展，除了水准仪人工测量，天津市已经形成“星地协同、多维立体、全域覆盖”的“空天地井”一体化监测网络。天津市测绘院有限公司副总工程师闫伟这样概括这套体系：“地下，我们有13座基岩标，如同‘定海神针’直插稳定基岩，59座分层标深入地层可以捕捉细微形变；地上，1700个水准点、66座北斗监测站覆盖各类重点区域；天上，SAR卫星和北斗卫星如同‘天空之眼’动态感知地表毫米级形变。”
让监测数据“测得到”“读得懂”
“测得到”只是基础，“读得懂”才是技术核心。面对海量多源监测数据，一测中心依托地壳形变数据处理技术积累，持续迭代算法模型，不仅能监测沉降区垂向如何动，还能捕捉水平方向怎么动。这为认识地裂缝发育机理提供了新线索。
这些分析成果，也帮助技术人员逐步厘清了天津市地面沉降的成因。一测中心科技创新部副研究员苏广利解释：“沉降原因分为自然和人为两类。自然构造活动、沉积物固结每年仅几毫米，真正带来显著影响的是地下水开采、城市载荷等人为因素，峰值时年沉降量可达十几厘米。”
为此，天津市有针对性地实施了地下水压采、南水北调水源置换、河湖生态补水。随着这些措施的推进，地下水位持续抬升。但监测发现，部分区域地面沉降并没有立刻停止，这一现象一度成为决策层关注的焦点。一测中心整合并分析数十年的数据发现，地下透水很慢的黏土层，像一块慢回弹的海绵，水虽然回来了，但它还会慢慢变形，坚持一定时间沉降或许才能逐步停止。苏广利解释道：“这就是地面沉降的‘滞后效应’，弱透水层存在延迟释水的特性，所以水位回升后，沉降不会立刻停止。只有坚持治理才能看到效果。”
数据赋能为工程安全运行保驾护航
实验室的监测成果，最终要落到城市安全治理的实处。天津市建立多部门数据共享机制，把这些监测数据转化成为重大工程运维、风险管控的实用工具。
天津市地质事务中心地面沉降防治专家、高级工程师徐佳介绍，天津市地面沉降治理历经四个阶段，如今进入快速治理期。“每年我们都会汇总各方数据形成年报，分发到交通、水务、住建等部门，落实清单化治理。在铁路沿线，不均匀沉降数据直接作为线路养护、轨道调校的依据；对河堤和海堤，我们持续监测标高损耗，支撑堤防补高、河道清淤工作。”徐佳说，从京津城际的铁轨，到南水北调的配套工程，再到滨海新区的重点产业项目，毫米级的监测数据涉及城市运行的方方面面，为工程安全运行保驾护航。
源头治理叠加科技监测支撑，天津市地面沉降防控工作取得实实在在的成效。“十四五”期间，天津市深层地下水水位累计回升9.14米，平原区年均沉降量稳定控制在10毫米以内，大于50毫米的严重沉降区大幅压缩。
面向“十五五”时期的新要求，一测中心将进一步优化“空天地井”智能监测体系，打通多源异构数据融合壁垒，完善“监测—预警—预测”业务闭环；持续量化评估生态补水、地下水调控对地层形变的影响，为地下水资源管理提供科学支撑；同时推进地下水环境与地壳形变关联研究，探索沉降防控与地震安全相结合的综合评估模式。
在中国地震局第一监测中心的数据中心，工作人员紧密关注全国测震和地球物理站网运行状态。
