宿州市地下水超采區(qū)地面沉降控制區(qū)判定及防治對(duì)策探討

汪智群，胡 軍，梅海鵬

（1.安徽淮河水資源科技有限公司，安徽 蚌埠 233001；2.安徽省(水利部淮河水利委員會(huì))水利科學(xué)研究院(安徽省水利工程質(zhì)量檢測(cè)中心站)，安徽 蚌埠 233000）

1 概況

地面沉降是由于自然因素或人類工程活動(dòng)引發(fā)的地下松散巖層固結(jié)壓縮并導(dǎo)致一定區(qū)域范圍內(nèi)地面高程降低的地質(zhì)現(xiàn)象，是一種緩變型地質(zhì)災(zāi)害。宿州市地面沉降控制區(qū)的劃分以宿州市的地質(zhì)環(huán)境背景條件、地面沉降發(fā)育現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，考慮高鐵沿線、市縣級(jí)天然氣管線、中心城區(qū)以及重大工程建設(shè)規(guī)劃等面狀對(duì)象和線性對(duì)象。

2 地面沉降控制區(qū)范圍劃分方法

2.1 地面沉降易發(fā)性分區(qū)劃分

根據(jù)《地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估規(guī)范（DZ/T0286-2015）》以及《安徽省地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃2003—2020》和近年來的地質(zhì)災(zāi)害研究成果，在綜合分析的基礎(chǔ)上對(duì)宿州市工作區(qū)進(jìn)行易發(fā)區(qū)劃分，將工作區(qū)劃分為地面沉降高易發(fā)區(qū)、地面沉降中易發(fā)區(qū)、地面沉降低易發(fā)區(qū)和地面沉降不易發(fā)區(qū)。高易發(fā)區(qū)地面沉降的危險(xiǎn)性大，中易發(fā)區(qū)地面沉降的危險(xiǎn)中等，低易發(fā)區(qū)地面沉降的危險(xiǎn)性小。宿州市地面沉降易發(fā)性程度分區(qū)情況見表1、圖1。

圖1 宿州市地面沉降易發(fā)性程度分區(qū)圖

表1 宿州市地面沉降易發(fā)性程度表

2.2 控制對(duì)象劃分

2.2.1 面狀對(duì)象

根據(jù)宿州市相關(guān)市級(jí)總體規(guī)劃或者用地類型圖，以及地下水開采程度等，將面狀控制對(duì)象分為三類。第一類為地下水降落漏斗內(nèi)的市級(jí)城市規(guī)劃區(qū)；第二類為地下水降落漏斗內(nèi)的縣級(jí)城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)；第三類為其他區(qū)域內(nèi)一般用地，比如林地，農(nóng)業(yè)用地，綠化用地等。

2.2.2 線性對(duì)象

提取線性特征控制對(duì)象，包含高鐵和西氣東輸管線。該圖將在最終的控制區(qū)圖中地面沉降危險(xiǎn)性大-中的區(qū)域直接疊加并確定為“一級(jí)控制區(qū)”。

2.3 控制區(qū)劃定

采用區(qū)區(qū)相交的方式，根據(jù)地面沉降易發(fā)性程度危險(xiǎn)性等級(jí)與控制對(duì)象分級(jí)的屬性進(jìn)行控制區(qū)劃分。控制區(qū)分級(jí)特征界定見表2。

表2 地面沉降控制區(qū)等級(jí)劃分表

3 地面沉降控制區(qū)域范圍劃分

采用區(qū)區(qū)相交的方式，根據(jù)地面沉降發(fā)生易發(fā)性危險(xiǎn)等級(jí)與控制對(duì)象分級(jí)的屬性，將宿州市地面沉降控制區(qū)分為4 個(gè)區(qū)域。

3.1 地面沉降控制一級(jí)大區(qū)

地面沉降控制一級(jí)大區(qū)總面積478.10km2，占工作區(qū)總面積的4.89%。分為十一個(gè)亞區(qū)，屬鄭徐高鐵、京滬高鐵、省級(jí)重大管線工程帶或城市建設(shè)區(qū)地面沉降中高危險(xiǎn)區(qū)。地面沉降控制一級(jí)大區(qū)亞區(qū)具體劃分如下：

鄭徐高鐵（碭山縣曹莊鎮(zhèn)-黃樓鎮(zhèn)）地面沉降控制一級(jí)亞區(qū)（Ⅰ11），面積29.36km2；鄭徐高鐵（蕭縣大屯鎮(zhèn)-圣泉鄉(xiāng)）地面沉降控制一級(jí)亞區(qū)（Ⅰ12），面積38.56km2；京滬高鐵（埇橋區(qū)楊莊鎮(zhèn)-大店鎮(zhèn)）地面沉降控制一級(jí)亞區(qū)（Ⅰ13），面積63.30km2；市級(jí)天然氣管道（碭山縣-蕭縣段）地面沉降控制一級(jí)亞區(qū)（Ⅰ21），面積27.81km2；市級(jí)天然氣管道（蕭縣段）地面沉降控制一級(jí)亞區(qū)（Ⅰ22），面積3.04km2；市級(jí)天然氣管道（符離鎮(zhèn)-汴河鎮(zhèn)）地面沉降控制一級(jí)亞區(qū)（Ⅰ23），面積8.06km2；市級(jí)天然氣管道（符離鎮(zhèn)沈圩子-桃園鎮(zhèn)）地面沉降控制一級(jí)亞區(qū)（Ⅰ24），面積11.48km2；市級(jí)天然氣管道（埇橋區(qū)-靈璧縣段）地面沉降控制一級(jí)亞區(qū)（Ⅰ25），面積31.7km2；市級(jí)天然氣管道（靈璧縣-泗縣段）地面沉降控制一級(jí)亞區(qū)（Ⅰ26），面積21.40km2；碭山縣城關(guān)鎮(zhèn)地面沉降控制一級(jí)亞區(qū)（Ⅰ27），面積23.17km2；埇橋區(qū)城區(qū)地面沉降控制一級(jí)亞區(qū)（Ⅰ28），面積220.22km2。

3.2 地面沉降控制二級(jí)區(qū)

地面沉降控制二級(jí)區(qū)總面積42.39km2，占工作區(qū)總面積的0.43%，分為2 個(gè)亞區(qū)，區(qū)內(nèi)部分區(qū)域人口集中、社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、建筑物、線性工程（鐵路、地下供水供氣管道、公路等）等密集。地面沉降控制二級(jí)區(qū)亞區(qū)具體劃分如下：

靈璧縣城區(qū)地面沉降控制二級(jí)亞區(qū)（Ⅱ1），面積14.37km2；泗縣城區(qū)地面沉降控制二級(jí)亞區(qū)（Ⅱ2），面積28.02km2。

3.3 地面沉降控制三級(jí)區(qū)

地面沉降控制三級(jí)區(qū)總面積9040.95km2。占工作區(qū)總面積的92.38%，分為十五個(gè)亞區(qū)，該區(qū)內(nèi)用地類型包含一般建筑用地、林地、綠地和農(nóng)業(yè)用地。地面沉降控制三級(jí)區(qū)亞區(qū)具體劃分如下：

鄭徐高鐵（蕭縣圣泉鎮(zhèn)-義安山）地面沉降控制三級(jí)亞區(qū)（Ⅲ1），面積5.84km2；市級(jí)天然氣管道（蕭縣白土鎮(zhèn)）地面沉降控制三級(jí)亞區(qū)（Ⅲ21），面積15.52km2；市級(jí)天然氣管道（蕭縣龍城鎮(zhèn)-丁里鎮(zhèn)）地面沉降控制三級(jí)亞區(qū)（Ⅲ22），面積5.98km2；市級(jí)天然氣管道（蕭縣種馬場(chǎng)-鎮(zhèn)疃寺林場(chǎng)）地面沉降控制三級(jí)亞區(qū)（Ⅲ23），面積10.86km2；市級(jí)天然氣管道（埇橋區(qū)符離鎮(zhèn)段）地面沉降控制三級(jí)亞區(qū)（Ⅲ24），面積7.84km2；市級(jí)天然氣管道（靈璧縣段）地面沉降控制三級(jí)亞區(qū)（Ⅲ25），面積5.46km2；蕭縣縣城區(qū)地面沉降控制三級(jí)亞區(qū)（Ⅲ31），面積10.51km2；靈璧縣城區(qū)地面沉降控制三級(jí)亞區(qū)（Ⅲ32），面積17.78km2；碭山縣劉暗樓鄉(xiāng)-蕭縣圣泉鄉(xiāng)地面沉降控制三級(jí)亞區(qū)（Ⅲ41），面積2511.16km2；蕭縣白土鎮(zhèn)-埇橋區(qū)莊里鎮(zhèn)-符離鎮(zhèn)地面沉降控制三級(jí)亞區(qū)（Ⅲ42），面積345.83km2；橋區(qū)官橋鎮(zhèn)-灰古鎮(zhèn)地面沉降控制三級(jí)亞區(qū)（Ⅲ43），面積891.49km2；埇橋區(qū)南地面沉降控制三級(jí)亞區(qū)（Ⅲ44），面 積641.35km2；埇橋區(qū)西寺坡鎮(zhèn)前樓村地面沉降控制三級(jí)亞區(qū)（Ⅲ45），面積7.93km2；埇橋區(qū)褚蘭鎮(zhèn)-靈璧縣馮廟-泗縣黑塔地面沉降控制三級(jí)亞區(qū)（Ⅲ46），面積3278.83km2；靈璧婁莊-泗縣大路口鄉(xiāng)地面沉降控制三級(jí)亞區(qū)（Ⅲ47），面積1284.59km2。

3.4 礦山地質(zhì)環(huán)境影響區(qū)

礦山地質(zhì)環(huán)境影響區(qū)面積225.56km2，主要涉及朱仙莊煤礦、淮北礦業(yè)股份有限公司蘆嶺煤礦、桃園煤礦、淮北礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司祁南煤礦、安徽恒源煤電股份有限公司祁東煤礦、安徽恒源煤電股份有限公司錢營孜煤礦、金黃莊煤礦、張大屯煤礦、孟莊煤礦等。

4 對(duì)策建議

諸多研究結(jié)果表明，超量開采地下水是誘發(fā)區(qū)域發(fā)生地面沉降的關(guān)鍵因素。為最大限度降低地面沉降造成的危害，最重要的措施為嚴(yán)格控制地下水開采。以壓減地下水開采量和提高用水效率為目標(biāo)，全力節(jié)約保護(hù)水資源，對(duì)保障宿州市飲水安全、供水安全、人民生命財(cái)產(chǎn)安全和生態(tài)環(huán)境安全，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)與資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)地下水資源的可持續(xù)利用，最大限度降低地面沉降造成的危害具有重要意義。

根據(jù)不同等級(jí)地面沉降控制區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件以及地表控制對(duì)象，提出相應(yīng)地下水壓采對(duì)策。

4.1 地面沉降控制一級(jí)大區(qū)地下水開采控制措施

地面沉降控制一級(jí)大區(qū)內(nèi)，城市個(gè)別單位自備井開采地下靜止水位埋深淺層不應(yīng)大于10m、中深層不應(yīng)大于20m、深層不應(yīng)大于30m；沿高鐵控制帶200m 范圍內(nèi)，應(yīng)禁止一切形式的地下水開采，200～500m 范圍內(nèi)個(gè)別地下水分散開采單井靜止水位埋深淺層不應(yīng)大于10m、深層不應(yīng)大于20m。

4.2 地面沉降控制二級(jí)區(qū)地下水開采控制措施

地面沉降控制二級(jí)區(qū)內(nèi)應(yīng)嚴(yán)格控制新增井?dāng)?shù)量，淘汰不合理開采井，科學(xué)制定地下水開采層及開采控制總量，深層地下水開采降落漏斗靜止水位埋深不應(yīng)大于30m。

4.3 地面沉降控制三級(jí)區(qū)地下水開采控制措施

地面沉降控制三級(jí)區(qū)內(nèi)應(yīng)對(duì)深層地下水進(jìn)行限制開采，包括對(duì)村鎮(zhèn)安全飲水工程井的開采總量控制及局部集中供水井區(qū)的合理布井；對(duì)沿生態(tài)保護(hù)區(qū)及沿河岸帶附近應(yīng)對(duì)地下水集中開采及個(gè)別分散開采井開采量進(jìn)行限制，單井開采靜止水位埋深不應(yīng)大于30m。

地下水壓采的關(guān)鍵是解決好地下水開采的替代水源問題，替代水源是保障地下水壓采目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)前提?；此闭{(diào)工程、南水北調(diào)東線工程和引江濟(jì)淮工程的實(shí)施將顯著改善宿州市地面沉降控制區(qū)內(nèi)水資源條件和水資源配置格局，通過合理調(diào)配控制區(qū)內(nèi)各種水源，調(diào)整水源和用戶之間的水量配置關(guān)系，為地面沉降控制區(qū)地下水壓采提供替代水源條件。

5 結(jié)語

通過開展地下超采區(qū)域沉降監(jiān)測(cè)工作，結(jié)合地下水超采區(qū)域的含水層厚度、巖性與地面沉降易發(fā)性的評(píng)價(jià)，運(yùn)用水文地質(zhì)比擬法對(duì)宿州市的地下水地面沉降易發(fā)程度進(jìn)行劃分，再分別按照面狀及線性對(duì)象采用區(qū)區(qū)相交方式劃定宿州地面沉降控制區(qū)危險(xiǎn)等級(jí)，在此基礎(chǔ)上提出不同控制區(qū)地下水壓采量、封填（封存）水井?dāng)?shù)量、制定地下水壓采方案等，對(duì)于指導(dǎo)宿州市國土空間科學(xué)規(guī)劃、提高應(yīng)急防災(zāi)減災(zāi)水平、協(xié)調(diào)人類活動(dòng)與自然地質(zhì)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)意義