許昊東 孫 曌

【摘要】地面沉降是一種慢性的具有嚴(yán)重危害性的地質(zhì)災(zāi)害,地下水的長(zhǎng)期過(guò)量開(kāi)采導(dǎo)致沉降災(zāi)害不斷加劇,論述我國(guó)地面沉降的分布特點(diǎn),闡明了地下水開(kāi)采模型沉降機(jī)制,提出了較為科學(xué)的防治辦法。

【關(guān)鍵詞】地面沉降;分布特點(diǎn);控沉措施;防治對(duì)策

1、引言

地面沉降是在自然或人類(lèi)工程的影響下,由地下松散土層固結(jié)收縮壓密作用,導(dǎo)致地表發(fā)生的下降運(yùn)動(dòng)。地面沉降的變形以整連體、連續(xù)性為特點(diǎn),具體為向下運(yùn)動(dòng)的彎曲、凹洼地、破裂等[1]。隨著經(jīng)濟(jì)和城市化的迅猛發(fā)展,過(guò)量開(kāi)采地下水引發(fā)的地面沉降已占主體地位,貯積地下水的沉積層的孔隙壓力降低,有效應(yīng)力增大,從而導(dǎo)致大范圍的地面沉降。

2、地面沉降分布特點(diǎn)

從成因上看,我國(guó)地面沉降絕大多數(shù)是地下水超量開(kāi)采所致,主要分布在我國(guó)東部平原地區(qū),尤其以沿海城市和華北平原等地區(qū)最為嚴(yán)重。主要有下列5條帶[2]:①下遼河平原的沈陽(yáng)--營(yíng)口②北部黃淮海平原的天津--滄州--衡水--德州--濱州--東營(yíng)--濰坊③南部黃淮海平原的徐州--濱州--東營(yíng)--濰坊④長(zhǎng)江三角洲的嘉興--上海--蘇州--無(wú)錫--常州--鎮(zhèn)江--南通⑤汾渭河谷平原的太原--侯馬--運(yùn)城--西安地面沉降帶。

就地層結(jié)構(gòu)而言,在含水性較好的砂層、砂礫層內(nèi)抽排地下水時(shí),隔水層中的孔隙水向含水層流動(dòng)就會(huì)引起地面沉降。

3、地面沉降的控沉措施

在此主要針對(duì)因過(guò)量開(kāi)采地下水引起的地面沉降介紹控沉措施。

3.1地下水開(kāi)采量、層次和時(shí)間

地面沉降防治措施中最主要是控制地下水開(kāi)采量,從而控制地下水降落漏斗的擴(kuò)展。沉降劇烈時(shí),應(yīng)暫停開(kāi)采地下水。力求達(dá)到城市用水供需平衡的同時(shí),根據(jù)水資源分布狀況和地下水降落漏斗中心位置,調(diào)整沉降區(qū)開(kāi)采層次和時(shí)間,避免開(kāi)采地區(qū)、時(shí)間過(guò)分集中,盡量開(kāi)采補(bǔ)給源充足的含水層和更深層次地下水。

3.2人工回灌地下含水層

人工回灌地下含水層實(shí)際上是用人工灌水的方法補(bǔ)充地下水量,以提高地下水位,達(dá)到緩和沉降速率的效果,人工補(bǔ)給灌注時(shí),要嚴(yán)格控制回灌水源水質(zhì)以防地下水被污染,回灌可充分利用多雨季節(jié)蓄積的地表水和城市用水淡季自來(lái)水廠多余的水。上海市自1966年采用"冬灌夏用"的措施后,地下水位大幅回升[3]。

3.3引調(diào)客水

地面已經(jīng)發(fā)生沉降或缺水的城市,應(yīng)在減少地下開(kāi)采的同時(shí),規(guī)劃建設(shè)飲水工程,想法引調(diào)遠(yuǎn)方的客水。新建的城鎮(zhèn)應(yīng)盡量避開(kāi)致災(zāi)區(qū),先找到充足的水源后再規(guī)劃城市,不得先建市后尋水。

4、地面沉降的防治對(duì)策

4.1防治法規(guī)體系及相關(guān)機(jī)構(gòu)的建設(shè)

以《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》、《地質(zhì)災(zāi)害防治管理辦法》等法規(guī)為依據(jù),在全國(guó)范圍內(nèi)完善防治法規(guī)體系和技術(shù)規(guī)范。將規(guī)劃的目標(biāo)納入同級(jí)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃,實(shí)行各級(jí)政府領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)制。加強(qiáng)機(jī)構(gòu)建設(shè),明確政府和社會(huì)各行業(yè)的責(zé)任與義務(wù)。建立由中央到地方的專(zhuān)門(mén)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)和專(zhuān)業(yè)實(shí)體,統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)規(guī)劃,形成地面沉降防治的區(qū)域性合作。

4.2防治的管理規(guī)劃措施

政府應(yīng)將地面沉降與城市規(guī)劃結(jié)合考慮,形成"重視成本效益"的地面沉降防治的社會(huì)體系。適度疏散市區(qū)人口和產(chǎn)業(yè),減少地下水的消耗并一定程度上改善城市地表的雨水下滲條件。針對(duì)地面沉降及其導(dǎo)致的次生災(zāi)害做好防治工作,例如,建筑物要避開(kāi)地裂縫和大漏斗區(qū),加固或加高防洪和防潮設(shè)施,提高內(nèi)河橋梁凈空等。

4.3開(kāi)展地面沉降監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)工作

在地面沉降區(qū)建立監(jiān)測(cè)站網(wǎng),設(shè)置分層標(biāo)、基巖標(biāo)、孔隙水壓力標(biāo)、水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)等自動(dòng)化監(jiān)測(cè)儀器,研究沉降機(jī)理,開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型,建立基于GIS的預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)。當(dāng)前應(yīng)著重加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)骨干網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和群測(cè)群防體系建設(shè),以動(dòng)員全民,加強(qiáng)科普宣傳教育為基礎(chǔ),積極開(kāi)展監(jiān)測(cè)預(yù)警工作。

【參考文獻(xiàn)】

[1]肖和平、潘芳喜等.地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防御[M]北京:地震出版社 2000

[2] 中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院.全國(guó)地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃研究[M].北京:地質(zhì)出版社2008