地面沉降淺談

■吳海燕(天津市河西區(qū)環(huán)境保護監(jiān)測站天津300201)

地面沉降淺談

■吳海燕
(天津市河西區(qū)環(huán)境保護監(jiān)測站天津300201)

本文從地面沉降的概念說起，介紹國內(nèi)外地面沉降的現(xiàn)狀，分析了地面沉降的危害，最后著重討論了天津地面沉降的一些特點，分析了原因。

地面沉降現(xiàn)狀危害

1　基本概念

地面沉降是在自然和人為因素作用下，由于地殼表層土體壓縮而導(dǎo)致區(qū)域性地面標(biāo)高降低的一種環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象，是一種不可補償?shù)挠谰眯原h(huán)境和資源損失，是地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)破壞所導(dǎo)致的惡果。自然因素包括構(gòu)造下沉、地震、火山活動、氣候變化、應(yīng)力變化及土體自然固結(jié)等；人為因素是指人類社會經(jīng)濟活動誘發(fā)的，包括開采地下流體資源(油、水、氣)、開采地下固體礦產(chǎn)資源(金屬礦、煤、鹽巖等)、地面荷載加重等。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和都市化程度的提高，地面沉降日趨嚴(yán)重。

地面沉降具有成生緩慢、持續(xù)時間長、影響范圍廣、成因機制復(fù)雜和防治難度大等特點，是一種對資源利用、環(huán)境保護、經(jīng)濟發(fā)展、城市建設(shè)和人民生活構(gòu)成威脅的地質(zhì)災(zāi)害。

2　地面沉降現(xiàn)狀

世界上，1898年在日本新瀉最早發(fā)現(xiàn)地面沉降。目前，世界上已有50多個國家和地區(qū)發(fā)生地面沉降，較嚴(yán)重的國家為日本、美國、墨西哥、意大利、泰國和中國等。美國的地面沉降最早在加州一個河谷發(fā)現(xiàn)，到1995年，美國50個州均有發(fā)生，年均地面沉降控制成本約4億美元。

在中國，自從1921年上海首次出現(xiàn)地面沉降以來，至今已有96個城市和地區(qū)發(fā)生了不同程度地面沉降。我國地面沉降主要出現(xiàn)在上海、天津、北京、江蘇、浙江、河北等17個省市的我國東、中部地區(qū)。據(jù)監(jiān)測資料統(tǒng)計，沉降總面積超過5×104km2[3]。從地域分布來看，地面沉降主要分布在下列地區(qū)：①長江三角洲，包括上海、蘇錫常(蘇州、無錫、常州地區(qū))、嘉興、湖州等地；②黃淮海平原和松嫩平原，如天津、衡水、滄州、安陽、哈爾濱和大慶；③東南沿海平原，如寧波、湛江、臺北等地；④河谷平原和山間盆地，如西安、太原、大同。

從地質(zhì)角度看，我國地面沉降主要發(fā)生在三角洲和濱海平原、沖-洪積平原和內(nèi)陸盆地，最為突出的有以上海為代表的長江三角洲、以天津為代表的環(huán)渤海區(qū)和西安等地。需要特別指出的是西藏羊八井由于過量抽取地下熱流體發(fā)電，20世紀(jì)末期也發(fā)現(xiàn)在中心區(qū)有大于20mm的地面沉降，最大達363.8mm。

3　地面沉降的危害

地面沉降會給國家經(jīng)濟建設(shè)和人民正常生活帶來多方面的危害。主要表現(xiàn)在：（1）損失地面高程，使洪澇災(zāi)害加劇，防洪、排澇工程效能下降。地面標(biāo)高的損失和海平面的相對上升使沿海地區(qū)降低抗風(fēng)暴潮的能力，從而加重風(fēng)暴潮災(zāi)害，發(fā)生風(fēng)暴潮的頻率也會增加。（2）增加低洼濕地面積，耕地沼澤化。一些地區(qū)由于地面沉降地面已低于當(dāng)?shù)睾铀唬康痰謸鹾铀斐墒覂?nèi)室外地面潮濕，給當(dāng)?shù)厝嗣竦纳a(chǎn)、生活帶來極大的困難。（3）地面沉降特別是不均勻沉降破壞建筑物地基，導(dǎo)致建筑物下沉變形、開裂乃至破壞。（4）橋下凈空減小，內(nèi)河通航能力下降。（5）破壞市政供氣供水管線，導(dǎo)致水井等設(shè)施報廢。（6）地面測量控制點失準(zhǔn)。

4　天津地面沉降的一些特點

天津市的地面沉降是20世紀(jì)50年代末發(fā)現(xiàn)的，目前寶坻城關(guān)以南的廣大平原區(qū)均有不同程度的地面沉降，尤以南部和濱海地區(qū)最為明顯，并與河北省的沉降區(qū)連成了一片。在這個8000多km2的沉降區(qū)范圍內(nèi)，又分別形成市區(qū)、塘沽區(qū)、漢沽區(qū)、大港區(qū)、海河下游工業(yè)區(qū)等幾個沉降中心。近年來，市區(qū)和塘沽區(qū)的沉降雖已得到基本控制，平均沉降速率約10~15mm/a，但最大累計沉降量仍超過3.1m，塘沽一些地區(qū)的標(biāo)高仍低于平均海平面；漢沽區(qū)最大累計沉降量也已超過2.8m,不少地區(qū)的標(biāo)高低于平均海平面，近年來的沉降速率雖較1995年已明顯減緩，但沉降速率仍超過30mm/a，形勢仍然嚴(yán)峻；大港區(qū)的沉降速率也已明顯減緩。應(yīng)該指出，武清、楊柳青等郊縣地面沉降也相當(dāng)嚴(yán)重，如不迅速采取措施控制其發(fā)展，必然會影響這些城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展。

目前天津正在建設(shè)國際港口城市、北方經(jīng)濟中心和生態(tài)城市，必須追求環(huán)境、資源與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展，因此正確認(rèn)識地面沉降規(guī)律并實現(xiàn)其量化結(jié)果，這對于天津市社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和濱海新區(qū)發(fā)展布局與其他環(huán)境建設(shè)，改善生活環(huán)境，提高人民生活質(zhì)量具有十分深遠的意義。需要指出的是天津的一些地區(qū)通過禁采、限采地下水，水位雖已恢復(fù)至開采前的水平，但沉降仍在繼續(xù)。究其原因，包括兩個方面：（1）地面沉降存在滯后效應(yīng)；（2）市政建設(shè)、建筑荷載等其他因素已成為影響地面沉降不容忽視的因素。據(jù)最新實測地面沉降資料顯示，城市建設(shè)對地面沉降的影響已上升到約占地面沉降總量的30%，特別是大容量的高層建筑物對地質(zhì)環(huán)境的影響非常明顯。但目前針對城市建設(shè)對地面沉降的作用研究基本上還處于空白，建議加強此方面研究。

X37[文獻碼]B

1000-405X（2016）-1-48-1