□陳占軍
大清河南支潴龍河流域地面沉降分析
□陳占軍
通過對潴龍河流域3期水準數(shù)據(jù)的比較,對區(qū)域性地面沉降進行分析,通過數(shù)據(jù)真實反應區(qū)域沉降情況和趨勢,為該區(qū)域的總體規(guī)劃和資料使用提供參考,并對大范圍完善沉降觀測提出建議。
地下水超采;不均勻沉降;沉降監(jiān)測
地面沉降是河北平原地區(qū)重要地質(zhì)災害之一,持續(xù)的地下水超量開采和油氣開采等原因,造成嚴重的地面不均勻沉降,對水利工程建設等產(chǎn)生嚴重危害。此文通過對大清河南支潴龍河流域內(nèi)從1987年至2013年不同時期的高程點數(shù)據(jù)對比分析,確定了潴龍河堤防近100km沿線分縣地面沉降變形情況,為該區(qū)域堤防整治工程總體規(guī)劃提供了準確依據(jù),同時也為類似水利工程地面沉降觀測及分析工作提供了借鑒和參考。
此次地面沉降分析資料,來源于3個時期潴龍河流域高等級水準測量成果。
第1期是1987~1989年海委主持施測的海河流域二、三等水準網(wǎng)成果,1991年正式用于該河道整治工程規(guī)劃設計工作.第2期是2003~2005年我院施測的子牙河、大清河系(上、下游)主要行洪河道二、三等水準網(wǎng)成果。第3期是2013年我院施測的大清河南支潴龍河堤防整治工程三等水準網(wǎng)成果。3期成果基準均為1985國家高程基準,各期成果起算數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠,觀測精度高,為對比分析提供了可靠的數(shù)據(jù)。
2013年布測的水準網(wǎng)對1987~1989年布測的Ⅲ滑伍18等7點進行了連測,各點均勻分布于潴龍河流經(jīng)各縣。通過計算分析,1989~2013年的24年中各點均有不同程度沉降,最大沉降2.037m,位于高陽縣龐口鎮(zhèn),最小沉降0.502m,位于安國市馬店鎮(zhèn),平均沉降1.398m,總體年均沉降量58mm,各點年均沉降量在西部安國附近最小,為21mm;在東部高陽附近最大,為85mm,呈現(xiàn)出沿潴龍河自上游至下游、由南向北、由西向東沉降量逐漸增大的現(xiàn)象。
2013年布測的水準網(wǎng)對2003~2005年布測的Ⅱ徐劉041等7點進行了連測,各點均勻分布于潴龍河流經(jīng)的博野至任丘段。通過對高程數(shù)據(jù)的分析,2005~2013年的8年中各點均有沉降,最大沉降0.664m,位于高陽縣西演鎮(zhèn),最小沉降0.143m,位于任丘市七間房鄉(xiāng),平均沉降0.452m;除任丘白洋淀附近,潴龍河流域,整體遵循自上游至下游、由西向東、由南向北沉降量逐漸增大的趨勢。分析發(fā)現(xiàn),高陽、任丘附近沉降量明顯大于其他地區(qū),說明在高陽、任丘附近存在明顯的沉降漏斗區(qū)。在向北至白洋淀方向沉降量逐漸減小,位于白洋淀十二孔閘附近的點Ⅱ徐劉052沉降量最小,點位基本穩(wěn)定。在查閱相關(guān)資料過程中發(fā)現(xiàn),在石津干渠工程中線總干渠至大浪店水庫段沉降分析中,位于大浪店水庫附近的點位C61、C62和D305在2006~2012年間同樣沒有產(chǎn)生顯著沉降變化,而沿線其它點則沉降明顯,由此推斷,造成白洋淀及大浪店水庫附近點位相對穩(wěn)定的現(xiàn)象與點位所在地區(qū)水量豐富,地下水資源開采少而且能夠得到有效補充有關(guān),這也充分說明地下水超采是造成地面沉降的主要原因之一。
綜合各對比點高程數(shù)據(jù),潴龍河流域博野至高陽段1989~2013年的年均沉降量為64mm,2005~2013年的年均沉降量為67mm,沉降有加快趨勢。為了更加準確的得出地面沉降趨勢,選取了一、二階段中距離較近的4對點,通過對同一區(qū)域中各點不同時期的年均沉降量對比,進一步表明了潴龍河流域沿線的地面沉降在近些年中呈現(xiàn)加快的趨勢。以蠡縣蠡吾鎮(zhèn)為例,位于該鎮(zhèn)的點Ⅲ舊滑20在1989~2013年的24年中,年均沉降量為43mm,與之相距200m的Ⅱ徐劉044在2005~2013年的8年中,年均沉降62mm,沉降加快趨勢明顯。
通過分析可以看出,潴龍河流域沉降十分嚴重,而且大部分地區(qū)沉降有加快趨勢。長期的地下水超采是造成地面沉降的主要原因。隨著南水北調(diào)總干渠以及市級配套工程、引黃工程的實施運行,再加上近兩年河北省中東部各縣市地下水超采綜合治理工程的實施,可以有效的緩解地下水超采問題,預計地面沉降會有所減緩。
地面沉降使區(qū)域內(nèi)原有的高程控制系統(tǒng)遭到嚴重破壞,給各項生產(chǎn)工作帶來很大困難和隱患,為保證高程基準的穩(wěn)定性與一致性,一方面要充分利用省級、城市級區(qū)域似大地水準面精化成果,另一方面應布設高等級高程控制網(wǎng),建議在地面沉降區(qū)域適當布設穩(wěn)定性強的基巖水準標志,并與最新的國家一等水準網(wǎng)進行連測,在此基礎上對沉降重點區(qū)域建立沉降監(jiān)測專用網(wǎng)。對沉降監(jiān)測網(wǎng)進行二等水準測量,并定期復測。為工程建設提供準確高程數(shù)據(jù)的同時,綜合水文地質(zhì)等資料,得到全面的沉降信息,為地面沉降綜合防治提供依據(jù)。□
2016-04-02
陳占軍,男,漢族,河北省水利水電第二勘測設計研究院,助理工程師。