淺談溫州區(qū)域地面沉降及防治對策

徐其榮，尤法俊

1.溫州市國土資源局，浙江溫州 325006

2.溫州工程勘察院有限公司，浙江溫州 325006

0 引言

地面沉降是指由于各種因素的影響，地面標(biāo)高發(fā)生明顯的降低，對人類生存和生產(chǎn)活動(dòng)構(gòu)成危害的環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象，是一種緩變型地質(zhì)災(zāi)害，其具有易發(fā)性、累進(jìn)性、不可逆等特點(diǎn)。它可以通過一定途徑和措施加以控制和防治。

隨著溫州經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城區(qū)面積快速擴(kuò)張，城市人口增加，人群活動(dòng)集中，加以城市工業(yè)化程度提高，對水資源的需求量急劇上升，致使地下水超采，產(chǎn)生了水位持續(xù)下降、降落漏斗，導(dǎo)致溫州地區(qū)大面積的地面沉降。地面沉降給溫州濱海平原的防洪排澇、城市基礎(chǔ)設(shè)施及城市建設(shè)等方面造成了一定的危害。

1 地面沉降的原因及其機(jī)理

對地下水開采造成地面沉降的機(jī)理解釋主要有土力學(xué)中的有效應(yīng)力原理和水動(dòng)力固結(jié)原理。由于開采地下水引起含水層水位下降，因而引起相鄰粘土層中孔隙水壓力降低。根據(jù)太沙基的有效應(yīng)力原理及固結(jié)理論可知，土中由覆蓋層荷載引起的總應(yīng)力是由孔隙中的水和土顆粒骨架共同承擔(dān)的。假定粘土地層內(nèi)應(yīng)力保持不變，如果孔隙水壓力降低，必將引起粘性土粒間有效應(yīng)力增加，從而使顆粒間距減小，引起孔隙體積減小，而導(dǎo)致地面沉降。

地面沉降主要是抽采地下流體引起土層壓縮而引起的，厚層松散細(xì)粒土層的存在則構(gòu)成了地面沉降的物質(zhì)基礎(chǔ)。溫州地區(qū)濱海平原第四系堆積物厚度約50～170m，淺表部主要為第四系沖—海相沉積，淺部軟土層厚度較大，為30～80m的軟土層。厚層軟土構(gòu)成了地面沉降的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是地面沉降的內(nèi)因。另外，從2000年～2005年，地下水開采量平均每年以13.3%的速度增長，到2005年總開采量達(dá)到2538.05萬m3。由于過量開采地下水，本地區(qū)地下水位急劇下降，普遍下降10～20m，降落漏斗中心水位下降達(dá)40m以上。因此，過量開采地下水為地面沉降的主要誘發(fā)因素。

2 地面沉降現(xiàn)狀

地面沉降是出現(xiàn)在溫州濱海平原地區(qū)的一種緩變性地質(zhì)災(zāi)害類型，始見于上個(gè)世紀(jì)90年代初，主要發(fā)生于龍灣區(qū)永強(qiáng)、蒼南縣龍港、樂清市天成等地，以龍灣區(qū)永強(qiáng)平原地面沉降最為嚴(yán)重。

據(jù)監(jiān)測統(tǒng)計(jì)，自90年代初到2008年，永強(qiáng)平原地面沉降中心累計(jì)沉降量已超過300mm，地面沉降累計(jì)大于50mm的面積約20km2，約占永強(qiáng)平原面積的20.4%，其中2004～2008年地面沉降累計(jì)大于50mm的面積約9.27 km2(見圖1)。

圖1 2004～2008年永強(qiáng)平原累計(jì)沉降量等值線圖

2006～2007年沉降速率在10～25mm/年，大于30mm/年的呈點(diǎn)分布。平蒼平原地面沉降主要發(fā)生于蒼南縣的龍港鎮(zhèn)和平陽縣的鰲江鎮(zhèn)、錢倉鎮(zhèn)一帶，目前地面沉降累計(jì)沉降量為31～126mm，沉降速率為10～20mm/年，最大約25mm/年。樂清市天成地面沉降主要分布天成鄉(xiāng)中南一帶，其影響面積為42.3 km2，地下水位埋深約20.0～30.0m。局部地面沉降跡象表現(xiàn)為房屋開裂、地面下降63～177mm或井管抬升180～800mm等。近年來，由于行政管理限制開采地下水，溫州地下水開采量逐步減少，龍灣區(qū)永強(qiáng)平原地下水位降落漏斗面積已明顯縮小，漏斗中心地下水位逐年回升。

3 地面沉降的防治對策

地面沉降雖然具有不可逆性、累進(jìn)性等特點(diǎn)，但是相對于其他地質(zhì)災(zāi)害而言，具有一定的可控性。針對本地區(qū)地面沉降的特點(diǎn)及其工作現(xiàn)狀，提出以下幾點(diǎn)防治措施：

1）逐步加強(qiáng)地面沉降監(jiān)測。本地區(qū)地面沉降監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)已初步建成，還需逐步加強(qiáng)和完善監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，提高監(jiān)測頻率和精度。通過監(jiān)測獲得的信息服務(wù)于未來規(guī)劃的實(shí)施和相關(guān)政策的制定。

2）控制地下水開采量，加強(qiáng)地表供水能力。過量抽取地下水是導(dǎo)致地面沉降的最主要原因，這種事實(shí)已被國內(nèi)外學(xué)著所公認(rèn)。因此，減輕地面沉降災(zāi)害的措施中最主要的就是人為控制地下水的開采量，這是已被我國很多城市的實(shí)踐所證明了的有效措施。本地區(qū)從2005年開始，已逐步禁限采地下水，地下水開采量逐年減少，但由于廣大的平原河網(wǎng)及部分主干河段的污染嚴(yán)重及供水工程的滯后，地下水仍將是平原區(qū)廣大鄉(xiāng)村尚難替代的生活用水水源。因此需要因地制宜，興修水庫，加強(qiáng)地表供水能力，進(jìn)而實(shí)行全面限采地下水，同時(shí)對其進(jìn)行合理的規(guī)劃和利用。

3）人工回灌地下含水層。采用人工回灌控制地面沉降已有許多成功的范例可以借鑒，其效果值得肯定。但要實(shí)施有較大的難度，如回灌水源必須符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)或不能低于當(dāng)?shù)氐叵滤|(zhì)量現(xiàn)狀，而溫州城市供水能只能基本滿足用戶用水要求。因此，現(xiàn)階段我們應(yīng)利用有利地塊進(jìn)行地下水人工回灌試驗(yàn)，并有計(jì)劃有步驟的推廣和實(shí)施地下水人工回灌工作。

4）加固堤防，防止海水入侵。溫州地處沿海地帶，由于地下水過量開采，地下水位下降，導(dǎo)致海水倒灌入地下水，污染地下淡水。如永強(qiáng)平原可在近海及甌江岸邊采用人工堤壩，減少海水對地下水污染。

4 結(jié)論

由于地面沉降的不可逆性，一旦成災(zāi)就很難恢復(fù)，其嚴(yán)重后果不言而喻，它危及到社會生產(chǎn)生活和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，所以，控制其發(fā)展是當(dāng)務(wù)之急。因此，應(yīng)當(dāng)積極開展本地區(qū)的地面沉降調(diào)查、監(jiān)測與研究工作，為抗沉減災(zāi)提供依據(jù)，為經(jīng)濟(jì)社會快速穩(wěn)定發(fā)展提供服務(wù)。

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