古時(shí)候,杞國有一個(gè)人總是擔(dān)心天會塌下來、地會陷下去,并為此食不甘味夜不安席。后來,人們就用“杞人憂天”這個(gè)成語來形容和嘲笑那些沒事找事、庸人自擾的人。
然而,在如今這樣一個(gè)高度發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會里,人們竟然又開始擔(dān)憂這樣的事情了。雖然我們不必?fù)?dān)心天會塌下來,但不得不密切關(guān)注腳下的土地,因?yàn)榻陙硪粯稑恶斎寺犅劦牡叵菔录舆B不斷,不斷地給我們敲響警鐘。
更可怕的是,這樣的事情還常常發(fā)生在高樓林立、人口稠密的大都市里,因此一旦災(zāi)害發(fā)生,不僅造成的損失非常嚴(yán)重,而且會引發(fā)恐慌。在城市化的高速進(jìn)程中,我們是不是真的要面對一種可怕的塌陷危機(jī)?又是哪些原因造成了危機(jī)?
巖溶塌陷
巖溶塌陷是石灰?guī)r、大理巖等碳酸鹽類巖石長期在含有=氧化碳的水的作用下形成空洞并在地表發(fā)生坍塌的一種地質(zhì)現(xiàn)象。
我國是世界上巖溶發(fā)育最強(qiáng)烈的國家之一,可溶巖分布面積達(dá)356萬平方千米,占全部國土面積的三分之一還多。在已經(jīng)發(fā)生過巖溶塌陷的24個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)中,共有30多個(gè)大中城市、420多個(gè)縣市處于高風(fēng)險(xiǎn)區(qū),其主要集中在西南地區(qū),僅廣西、云南、貴州、四川和重慶這5個(gè)西部省(區(qū)),已經(jīng)發(fā)生的巖溶塌陷就占到全國的78%,其次為河北、山東、遼寧等省份。
巖溶塌陷的形成雖然多由于自然因素,但人類活動通常是災(zāi)害發(fā)生的誘因。有數(shù)據(jù)顯示,在已經(jīng)發(fā)生的巖溶塌陷災(zāi)害中,約70%為人類活動誘發(fā),主要表現(xiàn)為抽排地下水、攔蓄地表水、鐵路工程施工等,所以這種災(zāi)害往往發(fā)生在人類活動強(qiáng)、人口密度大的城市、礦山或交通干線上。像1993年廣西柳州地區(qū)黎湛線鐵路的巖溶塌陷竟造成了車輛顛覆的嚴(yán)重后果。
此外,當(dāng)有洪水等重大自然災(zāi)害發(fā)生時(shí),巖溶塌陷發(fā)生的概率會大大增加。今年入夏以來,我國不少地區(qū)多次出現(xiàn)大范圍強(qiáng)降雨天氣,數(shù)個(gè)省區(qū)持續(xù)暴雨,局部地區(qū)還出現(xiàn)了突破歷史同期極值的強(qiáng)降雨。與此同時(shí),地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量猛增。根據(jù)國土資源部消息,今年1-6月,全國地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生數(shù)量與去年同期相比,增幅為932.4%,幾近10倍。除了大量的崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害之外,更多的就是不斷出現(xiàn)的地面塌陷,比如今年4月在四川宜賓先后出現(xiàn)28個(gè)塌陷坑,6月在廣西來賓出現(xiàn)4個(gè)大坑……這些塌陷坑中,很大一部分都是屬于巖溶塌陷。
采空塌陷
對于自然成因的塌陷災(zāi)害,我們只能無奈接受,可對于人為成因的塌陷災(zāi)害,我們就不得不認(rèn)真對待了。我國有很多城市起家于礦業(yè)資源開發(fā),采礦活動為我國的能源安全和經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供了有力保障,與此同時(shí),看不見的地下威脅——采空塌陷,也在逐步接近。
采空塌陷廣泛分布于我國各地的礦山及其周邊地區(qū),其中又以煤礦采空塌陷最為交出。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截至2004年12月,采空塌陷造成的損失已經(jīng)超過500億元。全國發(fā)生采空塌陷災(zāi)害的礦業(yè)城市近40個(gè),其中嚴(yán)重者有25個(gè),如山西大同、河北開灤、遼寧撫順、安徽淮南、江蘇徐州、黑龍江七臺河、河南焦作、山東棗莊等。
采空塌陷危害巨大,由于國家嚴(yán)格規(guī)定,市區(qū)嚴(yán)禁采礦活動,所以目前采空塌陷主要危害的還是廣大的農(nóng)村。
發(fā)生在城市里的采空塌陷大多是多年以前開采活動的“后遺癥”,這些采空塌陷常常切斷公路、危害房屋建筑、威脅居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。
陜西省榆林市有著豐富的煤炭和油氣資源,據(jù)稱全市各類礦產(chǎn)潛在價(jià)值超過46萬億元,每個(gè)榆林人竟坐擁達(dá)1300萬元的地下財(cái)富,因此被譽(yù)為“中國科威特”。然而,近年來煤礦開發(fā)與城市發(fā)展的矛盾日益突出,因?yàn)橐?guī)劃中的城市中心城區(qū)近一半面積都與礦區(qū)重疊,若不開采人們心有不甘;如若開采,則半座城市都將被掏空。
地下空間開發(fā)
在城市中,地面以下存在著錯綜復(fù)雜的管線網(wǎng)絡(luò),包括輸水管道、輸電電纜、油氣管道甚至還有上世紀(jì)六七十年代大量挖掘的防空洞。如今,大規(guī)模的地下空間開發(fā),極大增加了地面塌陷發(fā)生的概率,主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:
第一,地鐵施工。地鐵被視為城市現(xiàn)代化、國際化的象征,許多城市不惜成本爭相建設(shè)。然而,在進(jìn)行地鐵施工時(shí),必然會擾動原有的地下土層,使地下土體形成疏松帶、松散區(qū),最終導(dǎo)致地面塌陷。2008年11月15日15時(shí)許,杭州風(fēng)情大道地鐵施工工地突然發(fā)生大面積地面塌陷,正在路面行駛的汽車陷入深坑,多名施工人員被困地下。事后,人們發(fā)現(xiàn),風(fēng)情大道路面坍塌75米,下陷15米,17人死亡,4人失蹤,24人受傷。事實(shí)上,這樣的事情并非個(gè)案,北京、上海、南京等地都發(fā)生過類似事故。
第二,防空洞坍塌。20世紀(jì)60年代,在“備戰(zhàn)、備荒、為人民”的響亮口號下,我國大中城市普遍開展了群眾性的“深挖洞”活動。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國挖洞的軸長度超過萬里長城,挖掘土石方體積超過了長城的土石方總量。僅北京一地,就留下了兩萬多個(gè)大大小小的防空洞。由于缺乏圖紙資料,后來的很多居民區(qū)都建在了防空洞之上,防空洞的坍塌自然會危及到地表。2010年7月19日凌晨,由于連降暴雨,鄭州國棉五廠路南家屬院內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)直徑約10米、深約10米的大坑,并積滿雨水,初步勘查就是防空洞塌陷所致。
第三,地下水入滲。大氣降水或人工攔蓄積水在滲入地下之后能夠降低土體的強(qiáng)度,造成局部塌陷。2005年10月18日晚,北京市地鐵10號線惠新東街段工棚前出現(xiàn)滲水現(xiàn)象,第二天凌晨該地段路面就出現(xiàn)了裂縫,并逐漸形成一個(gè)深達(dá)兩米多的空洞。此外,許多長期運(yùn)行年久失修的地下水管,如果發(fā)生了滲漏或者爆裂,水體也能不斷滲入土層中,從而造成災(zāi)禍。2010年6月25日,武漢解放大道古田二路路口的地下水管爆裂,形成一個(gè)10多平方米的大坑,導(dǎo)致正在行駛的一輛農(nóng)用車和一輛出租車先后掉進(jìn)坑內(nèi)。
第四,人工開挖后回填不實(shí)。工程建設(shè)場地中由于施工后回填不密實(shí),地下松散土體逐漸被流水沖走,也能形成地下空洞甚至地面塌陷。烏魯木齊市紅山東路2008年地下熱力管網(wǎng)的建設(shè)中,由于回填不實(shí)造成1300米路面整體塌陷。
地下水超采
前不久有一篇新聞報(bào)道,題為《再這樣下去,可要考慮遷都了》。標(biāo)題看起來聳人聽聞,難道我們的首都北京遭遇了什么重大困難?
不錯,隨著人口不斷增長,水資源短缺已經(jīng)成為制約北京發(fā)展的主要因素。中國工程院院士、清華大學(xué)錢易教授就曾發(fā)出這樣的感慨:北京的水資源危機(jī)甚至已經(jīng)到了有必要考慮遷都的程度了。
其實(shí),不僅北京如此,日漸嚴(yán)重的地面沉陷如今已經(jīng)成為許多城市的心腹之患。地下水超量開采,重則造成突發(fā)性的地面塌陷,輕則形成漸變性的地面沉降,這不但會對地袁建筑物造成直接破壞,還對部分規(guī)劃新區(qū)建設(shè)和軌道工程安全運(yùn)營具有潛在威脅。
我國華北平原人口稠密,經(jīng)濟(jì)繁榮,農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá),本是一片富庶繁華之地,然而現(xiàn)在卻有一頂令人驚駭?shù)拿弊涌墼陬^上:華北大漏斗!因?yàn)檫@里是世界上超采地下水最嚴(yán)重的地區(qū)之一,也是沉陷面積最大的地區(qū)之一。如果不加遏制,漏斗區(qū)可能會成為未來華北最大的地質(zhì)威脅。
長江三角洲地區(qū),是我國最早發(fā)現(xiàn)地面沉降、地質(zhì)危害和損失最嚴(yán)重的地區(qū),從1921年明顯出現(xiàn)地面沉降以來,上海市區(qū)地面累計(jì)沉降量已經(jīng)超過兩米,最大年均沉降量達(dá)110毫米,最近40多年來,長三角“沉”掉了3000億財(cái)富。
西安,我國地面沉降最嚴(yán)重的城市之一,這里著名的“大雁塔”已經(jīng)成為中國的“比薩斜塔”,因?yàn)橛袛?shù)據(jù)顯示,地面不均勻沉降居然造成大雁塔傾斜超過了1米。
河北滄州,在20世紀(jì)80年代以后就經(jīng)常出現(xiàn)雨季積水排不出去的問題,原因就在城市地面持續(xù)沉陷,形成了大面積的洼地。倘若是在濱海城市,地面沉降還可能會造成海水倒灌現(xiàn)象,甚至使整個(gè)城市下沉到海平面以下。
縱觀城市發(fā)展史,機(jī)遇與挑戰(zhàn)總是并存,發(fā)展與災(zāi)禍又總是相伴相隨。一句話,城市地面塌陷其實(shí)就是城市化進(jìn)程中的負(fù)面效應(yīng)。
監(jiān)測與治理
如同地震一樣,雖然我們現(xiàn)在還不能準(zhǔn)確預(yù)報(bào)何時(shí)何地會發(fā)生地面塌陷,但現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)可以有效地減少它們的危害,因?yàn)榈孛嫠菰诎l(fā)生前往往有前兆出現(xiàn),如井、泉的突然干枯或渾濁翻沙,水位驟降,地面積水或人工蓄水滲漏引起的地面冒氣泡或水泡、地面出現(xiàn)環(huán)狀裂縫并不斷擴(kuò)展,產(chǎn)生局部的地鼓或下沉現(xiàn)象,建筑物作響、傾斜、開裂等。現(xiàn)在,我國已經(jīng)對地面塌陷多發(fā)區(qū)開展了定期監(jiān)測,特別是在煤礦開采區(qū),連續(xù)地監(jiān)測地面和建筑物的變形情況,防忠于未然。
目前,地面塌陷的治理通常采用充填采空區(qū)的辦法,既可以使用煤矸石充填,也可以通過注漿孔將漿液注入采空區(qū),阻止上覆巖土層進(jìn)一步塌陷。地表的修復(fù)工程,則會根據(jù)實(shí)際情況的不同區(qū)別對待。
雖然預(yù)防和治理地面塌陷是一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù),但我們也不能因噎廢食,正確的發(fā)展途徑應(yīng)該是:在城市合理規(guī)劃和建設(shè)的前提下,適度調(diào)節(jié)城市化進(jìn)程,兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境保護(hù),對地質(zhì)災(zāi)害實(shí)施預(yù)防和治理雙管齊下,預(yù)防為主,防治結(jié)合,方能保障城市和諧穩(wěn)定,人民安居樂業(yè),經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。
責(zé)任編輯 趙 菲