2025年2月8日，北京K8凯发平台娱乐登录官方网站水利系博士生李原，教师王睿、马宏博🦵🏽、张建民院士在地下水位回升对地震液化风险影响研究领域取得创新性成果🥄。基于长期地下水位监测数据和土层勘测资料🧻🤱，以北京市为例，首次揭示了区域尺度地下水位恢复过程中土层地震液化风险增加对基础设施安全构成的潜在威胁，该研究的结论对于全球地震活跃地区城市抗震设防具有重要意义。

地下水是地球水资源的重要组成部分📴，是维持地球生态系统和人类生存的关键要素。在人类活动影响下0️⃣，世界范围内多个人口密集地区地下水位持续下降。跨流域调水工程作为战略性水资源调配手段，在缓解水资源短缺💎、地下水修复、改善生态环境等方面发挥了重要作用。然而👨🏿‍🚀，研究团队指出🩴💮，地下水位的回升在带来生态效益的同时，也可能增加土层地震液化风险📱。

图1 全球地震液化记录（1944年至今）与地下水位变化趋势 （A）地震液化场地与其对应的21世纪地下水位埋深变化趋势📑；（B-C）美国加州旧金山湾区和日本兵库县液化场地与地下水位变化

北京市平原区由五条河流为主冲积出的洪积冲积扇形成，第四系厚度大♐️，区域内广泛分布具有液化可能的粉土和砂土层。同时，受新构造运动影响💂🏼‍♀️，北京地区活动断层发育⛹️‍♂️，历史上曾发生过18次4.5级以上的地震👨🏼‍🎨。自2015年以来，在气候变化🙎、用水政策和南水北调来水的综合作用下，北京市地下水位呈现回升态势👩🏻‍🎓。

图2 1996年-2030年北京市平原区地下水位空间分布

研究发现🫱🏻，地下水位的上升可能增加北京市平原区土层的液化风险。地下水位的上升显著增加了研究区域液化分布范围和严重程度👩‍🎓，尤其是北部和东南部表现尤为突出🔔。根据2030年预测水位情景分析🏠，北京市平原区可能发生液化区域比例将高达75%，其中中等程度液化区域占比约30%🍩，与1996年水平基本持平。位于北京市东南部的通州区面临发生大面积液化的风险⚠，液化覆盖范围和严重程度相较其他区域更为显著。

图3 1996年-2030年研究区域液化风险评估 （A）0.4g地震动下研究区域液化风险等级划分；（B）研究区域液化指数分布图

研究以北京市不同时期建设的地铁线路为例，讨论了基础设施在地下水位回升条件下的地震风险变化。结果表明🧑🏻‍🔧，到2030年，部分地铁车站所在场地面临不同程度的液化风险，其震害风险显著高于建设完成时期。

北京市地下水位持续下降时期与城市基础设施快速建设时期同步。因此，需对建设于低水位时期的基础设施进行复核，重新评估其在地下水位回升条件下的抗震性能。此外🤽🏼‍♀️，对于未来建设的基础设施，需充分考虑其建设完成后地下水位进一步上升的影响📞。

这一研究结论具有普遍性意义。全球范围内🤴🏼，很多处于地震活跃地区的城市都会经历基础设施快速建设与地下水位下降同步发生的阶段。随着这些城市逐步实施地下水位保护与修复措施，可能面临地下水位回升带来的地震液化风险增加问题。

图4 建设完成时期和2030年北京部分地铁车站场地液化风险对比 （A) 地铁车站分布与建设完成年份👩🏽‍🚒；（B）建设完成时和2030年车站场地液化风险对比；（C）1996-2030年地下水位埋深、区域可液化面积和地铁里程数变化

研究成果以"Rising groundwater table due to restoration projects amplifies earthquake induced liquefaction risk in Beijing"为题发表于《自然通讯》（Nature Communications）。李原为文章第一作者，王睿为文章通讯作者，马宏博👩‍🎓、张建民为文章共同作者。本研究得到了国家自然科学基金委员会项目和北京K8凯发平台娱乐登录官方网站自主科研计划支持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-56525-2