地热作为一种清洁的可再生能源，对其开发利用越来越受到全世界的重视。然而，地热开采常会引起地震和地面沉降等灾害，严重时更会损害地热系统的运行安全。目前研究表明地热场变形机理主要有：储层压力下降、孔弹性和热弹性收缩、以及断层无震滑动。在地热开采过程中，这些变形机理往往同时发生作用。如何量化这些机理的时空变化特征并识别出主导的机理是一个富有挑战的难题。位于美国加州Imperial Valley的Heber地热场有近40年的开采历史，可获得的地表形变和地震观测资料也超过20年，这为我们研究多种变形机理的时空演化提供了较好的基础。此外，通过分析水准和InSAR地表形变观测，我们发现：（1）在Heber地热场西侧和东侧区域尽管只有“冷”水回灌，但是地表在部分时间段内沉降；（2）地表形变的总体趋势与地震活动增长趋势正相关。

为量化Heber地热场变形机理的时空演化、解释反常的观测现象，我们基于多种观测建立了一个较为真实的3D THM模型。进一步研究发现：（1）储层压力变化及其孔弹效应的影响在整个开发历史中保持相对稳定，热弹性收缩作用随时间不断增强，经过30年开采后，后者是前两者总和的2~3倍；（2）Heber地热场地表变形和地震增长的长期趋势由热弹性收缩作用主导，储层压力变化及其孔弹效应影响快速发生的短期变化；（3）地热场西侧和东侧区域的反常沉降现象分别由中心区域的“虹吸”作用和日益增强的热弹性收缩作用造成。