論地面沉降的分布及其防治辦法

許昊東 孫 曌

【摘要】地面沉降是一種慢性的具有嚴重危害性的地質災害,地下水的長期過量開采導致沉降災害不斷加劇,論述我國地面沉降的分布特點,闡明了地下水開采模型沉降機制,提出了較為科學的防治辦法。

【關鍵詞】地面沉降;分布特點;控沉措施;防治對策

1、引言

地面沉降是在自然或人類工程的影響下,由地下松散土層固結收縮壓密作用,導致地表發生的下降運動。地面沉降的變形以整連體、連續性為特點,具體為向下運動的彎曲、凹洼地、破裂等[1]。隨著經濟和城市化的迅猛發展,過量開采地下水引發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,有效應力增大,從而導致大范圍的地面沉降。

2、地面沉降分布特點

從成因上看,我國地面沉降絕大多數是地下水超量開采所致,主要分布在我國東部平原地區,尤其以沿海城市和華北平原等地區最為嚴重。主要有下列5條帶[2]:①下遼河平原的沈陽--營口②北部黃淮海平原的天津--滄州--衡水--德州--濱州--東營--濰坊③南部黃淮海平原的徐州--濱州--東營--濰坊④長江三角洲的嘉興--上海--蘇州--無錫--常州--鎮江--南通⑤汾渭河谷平原的太原--侯馬--運城--西安地面沉降帶。

就地層結構而言,在含水性較好的砂層、砂礫層內抽排地下水時,隔水層中的孔隙水向含水層流動就會引起地面沉降。

3、地面沉降的控沉措施

在此主要針對因過量開采地下水引起的地面沉降介紹控沉措施。

3.1地下水開采量、層次和時間

地面沉降防治措施中最主要是控制地下水開采量,從而控制地下水降落漏斗的擴展。沉降劇烈時,應暫停開采地下水。力求達到城市用水供需平衡的同時,根據水資源分布狀況和地下水降落漏斗中心位置,調整沉降區開采層次和時間,避免開采地區、時間過分集中,盡量開采補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際上是用人工灌水的方法補充地下水量,以提高地下水位,達到緩和沉降速率的效果,人工補給灌注時,要嚴格控制回灌水源水質以防地下水被污染,回灌可充分利用多雨季節蓄積的地表水和城市用水淡季自來水廠多余的水。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引調客水

地面已經發生沉降或缺水的城市,應在減少地下開采的同時,規劃建設飲水工程,想法引調遠方的客水。新建的城鎮應盡量避開致災區,先找到充足的水源后再規劃城市,不得先建市后尋水。

4、地面沉降的防治對策

4.1防治法規體系及相關機構的建設

以《地質災害防治條例》、《地質災害防治管理辦法》等法規為依據,在全國范圍內完善防治法規體系和技術規范。將規劃的目標納入同級社會發展規劃,實行各級政府領導負責制。加強機構建設,明確政府和社會各行業的責任與義務。建立由中央到地方的專門領導機構和專業實體,統一領導規劃,形成地面沉降防治的區域性合作。

4.2防治的管理規劃措施

政府應將地面沉降與城市規劃結合考慮,形成"重視成本效益"的地面沉降防治的社會體系。適度疏散市區人口和產業,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。針對地面沉降及其導致的次生災害做好防治工作,例如,建筑物要避開地裂縫和大漏斗區,加固或加高防洪和防潮設施,提高內河橋梁凈空等。

4.3開展地面沉降監測與預測工作

在地面沉降區建立監測站網,設置分層標、基巖標、孔隙水壓力標、水動態監測點等自動化監測儀器,研究沉降機理,開發預測數學模型,建立基于GIS的預報預警系統。當前應著重加強專業監測骨干網絡建設和群測群防體系建設,以動員全民,加強科普宣傳教育為基礎,積極開展監測預警工作。

【參考文獻】

[1]肖和平、潘芳喜等.地質災害預防御[M]北京:地震出版社 2000

[2] 中國地質環境監測院.全國地質災害防治規劃研究[M].北京:地質出版社2008