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(fā)生的下降運動。地面沉降的變形以整連體、連續(xù)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(fā)展,過量開采地下水引發(fā)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(qū),尤其以沿海城市和華北平原等地區(qū)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(zhèn)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(qū)開采層次和時間,避免開采地區(qū)、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(jié)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(fā)生沉降或缺水的城市,應在減少地下開采的同時,規(guī)劃建設飲水工程,想法引調遠方的客水。新建的城鎮(zhèn)應盡量避開致災區(qū),先找到充足的水源后再規(guī)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(guī)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(guī)為依據,在全國范圍內完善防治法規(guī)體系和技術規(guī)范。將規(guī)劃的目標納入同級社會發(fā)展規(guī)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(yè)的責任與義務。建立由中央到地方的專門領導機構和專業(yè)實體,統(tǒng)一領導規(guī)劃,形成地面沉降防治的區(qū)域性合作。

4.2防治的管理規(guī)劃措施

政府應將地面沉降與城市規(guī)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(qū)人口和產業(yè),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(qū),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(jiān)測與預測工作

在地面沉降區(qū)建立監(jiān)測站網,設置分層標、基巖標、孔隙水壓力標、水動態(tài)監(jiān)測點等自動化監(jiān)測儀器,研究沉降機理,開發(fā)預測數學模型,建立基于GIS的預報預警系統(tǒng)。當前應著重加強專業(yè)監(jiān)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(jiān)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(huán)境監(jiān)測院.全國地質災害防治規(guī)劃研究[M].北京:地質出版社2008