地下水開(kāi)采對(duì)地面塌陷有何影響

■李亮

（廣東省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊(duì) 廣東 湛江524000）

地下水開(kāi)采對(duì)地面塌陷有何影響

■李亮

（廣東省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊(duì) 廣東 湛江524000）

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)地下水開(kāi)采逐漸加大，水資源是人們的生活支柱,隨著現(xiàn)代的過(guò)度開(kāi)采,導(dǎo)致地面塌陷事故發(fā)生越來(lái)越多,地面塌陷是一種嚴(yán)重危害人們生命健康的災(zāi)害,它同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致路上很多建筑物出現(xiàn)危險(xiǎn)事故,這些事故發(fā)生嚴(yán)重影響了整個(gè)工業(yè)和人們正常生活,在本文中,通過(guò)地下水開(kāi)采對(duì)地面坍塌有何影響進(jìn)行分析,分析出地下水如何導(dǎo)致地面坍塌,并根據(jù)地下水和地面坍塌兩者之間的相互矛盾進(jìn)行解決,保證人與自然的相互和諧,促進(jìn)人與社會(huì)環(huán)境共同發(fā)展,樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展觀。

地下水開(kāi)采地面坍塌生態(tài)環(huán)境資源破壞影響

1 引言

地面塌陷事故最主要原因是地下水過(guò)度開(kāi)采導(dǎo)致，因?yàn)樗侨藗兩畹谋仨毱?，淡水資源含量在我國(guó)占有率較低，所以開(kāi)采地下水是現(xiàn)代生活的重要工程。合理開(kāi)采地下水可以保護(hù)人們?nèi)粘Ｉ詈蜕鐣?huì)環(huán)境，然而人口急劇增加導(dǎo)致水資源不足，導(dǎo)致大量開(kāi)采地下水。然而過(guò)度開(kāi)發(fā)水資源導(dǎo)致嚴(yán)重破會(huì)生態(tài)環(huán)境，直接影響到人們正常生活，所以說(shuō)開(kāi)采地下水是一把雙刃劍，人們開(kāi)采地下水要把握好開(kāi)采尺度，既要保證人們的健康生活，也要保證全球的生活環(huán)境，保證人與自然相互和諧發(fā)展，本文通過(guò)地下水開(kāi)采對(duì)地面坍塌的影響進(jìn)行分析，根據(jù)產(chǎn)生情況進(jìn)行解決，保證人與自然相互和諧發(fā)展。

2 塌陷的含義及其現(xiàn)狀

目前現(xiàn)在的地面坍塌事故大致分為兩種情況，一種為自然力作用導(dǎo)致地面坍塌，另一種為人為損壞導(dǎo)致地面坍塌。通過(guò)地面的土層被外力進(jìn)行壓縮，導(dǎo)致地面與地面之間形成高低面，雖然這個(gè)過(guò)程相對(duì)緩慢，人口數(shù)量加大，導(dǎo)致對(duì)地下水開(kāi)采逐漸增多，這樣直接導(dǎo)致地下水的水位下降，現(xiàn)在由地下水導(dǎo)致塌陷也越來(lái)越多，這個(gè)問(wèn)題在沿海城市較多，甚至直接影響到城市發(fā)展和建設(shè)，使其造成城市道路不平、建筑物損壞、海水倒灌、內(nèi)部管道的損壞、人們生活造成不便等。如圖1為我國(guó)主要城市坍塌圖表。

圖1 我國(guó)主要城市坍塌圖表

3 開(kāi)采地下水造成地面塌陷

3.1 地下水的相關(guān)分析

水資源是人們的生活支柱，生活用水中地下水占有很大比例，所以說(shuō)地下水水資源的開(kāi)采越來(lái)越重要。

地下水開(kāi)采導(dǎo)致地面坍塌影響很大，如何地下水開(kāi)采是十分重要，在對(duì)地下水進(jìn)行開(kāi)采過(guò)程中需要分析出地下水分布狀況、具體位置、地下水含量等各個(gè)因素進(jìn)行考量，地下水地層分布狀況有兩種，分別為淺層地下水、深層地下水。按照載體特性進(jìn)行區(qū)分也劃分兩種，分別為新生代地層載體、基巖地層載體。按照地下水中地層的厚度進(jìn)行劃分也分為兩種，分別為含水層和薄含水層。

我國(guó)水資源分布狀況在地域上有很大區(qū)別，地下水資源分布情況是不均勻，在北方和干旱地區(qū)水資源相對(duì)匱乏，秦嶺以南地區(qū)水資源較多。

3.2 地面塌陷的原因分析

根據(jù)地面塌陷原因分為兩種，一種是內(nèi)在因素、另一種為外在因素。而地下水開(kāi)采是人為外在因素，地殼運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致地面壓縮是內(nèi)因。所以說(shuō)地下水是導(dǎo)致地面坍塌的基本原因。

3.2.1 地層失水固結(jié)化是主要原因

目前開(kāi)采地下水導(dǎo)致地面坍塌主要原因是地下水開(kāi)采量較大，兩者開(kāi)采形成一種漏斗形式，整體地面下降形式和各個(gè)含水組的開(kāi)采量是一致的，在進(jìn)行地下水開(kāi)采過(guò)程中井周邊的地下水開(kāi)始下降，在漏斗形狀中降低壓力水層，水層中水難以承載這么大的力量，導(dǎo)致力量傳輸?shù)缴沉Ｖ?，通過(guò)這樣一來(lái)，含水層壓力過(guò)大，孔隙減少，水被排出來(lái)了。

根據(jù)上述描述后，含水層與隔水層被壓縮后直接在地表進(jìn)行反應(yīng)出來(lái)，反應(yīng)出結(jié)果為地表坍塌，大量抽水直接導(dǎo)致內(nèi)部含水量下降，通過(guò)地表內(nèi)的顆粒進(jìn)行力量傳輸，破壞了土壤結(jié)構(gòu)，形成坍塌效果。所以說(shuō)地面坍塌主要在于地下水失水后，導(dǎo)致內(nèi)部土層失水并固化引起。

3.2.2 粘性土層具有可縮性是內(nèi)在原因

地表內(nèi)部進(jìn)行抽水導(dǎo)致粘土和含水層進(jìn)行壓縮，但是兩者之間有很大區(qū)別，含水層壓縮是有一定限度的，而粘土壓縮量的大小是根據(jù)粘土中土質(zhì)狀況決定，在進(jìn)行同樣水量抽水試驗(yàn)上，地面坍塌效果也是會(huì)有很大差異性，通過(guò)比較得知，粘土土層含水量越大，在施加壓力后失水量也會(huì)越來(lái)越大，整體土層收縮量也會(huì)增加。

3.3 地面塌陷規(guī)律

3.3.1 地下水開(kāi)采與地面塌陷密切的關(guān)系

在對(duì)地下水進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，地下水必須下降，下降幅度與開(kāi)采量成一定幅度，如果采取過(guò)量水位就會(huì)形成降落性水位，每個(gè)季度水量開(kāi)采也會(huì)導(dǎo)致地面坍塌，如圖二，某市地下水開(kāi)采量與水位下降狀況。

圖2 某市地下水開(kāi)采量與水位下降狀況

3.3.2 地下水位在反復(fù)上下變化條件下土層的變形特點(diǎn)

現(xiàn)在某市按照水位下降進(jìn)行加卸外荷模擬實(shí)驗(yàn),一旦水位繼續(xù)下降,地層出現(xiàn)壓縮狀態(tài),即使水位有短暫的回升,地層還是沒(méi)有明顯變化.通過(guò)地層反復(fù)變化,壓縮次數(shù)逐漸增多,壓縮系數(shù)也會(huì)降低,此時(shí)粘性土壤狀態(tài)接近彈性形態(tài),由此得出結(jié)論,水位經(jīng)過(guò)反復(fù)變化,粘性土壤狀態(tài)跟彈性形態(tài)相似,一旦過(guò)度開(kāi)采地下水,導(dǎo)致土壤會(huì)坍塌,坍塌后很難在進(jìn)行修復(fù)。

4 解決地下水開(kāi)采與地面塌陷

這對(duì)目前過(guò)度開(kāi)采水資源導(dǎo)致地面坍塌需進(jìn)行治理，治理需堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展原則，制定長(zhǎng)期有效整治措施，如下三種方法可有效治理地面坍塌。

4.1 對(duì)地下水開(kāi)采進(jìn)行合理限制

地下水資源是不可再生資源，在進(jìn)行開(kāi)采過(guò)程中要提前進(jìn)行規(guī)劃，并對(duì)水資源進(jìn)行管理，并做好海邊平原地下水的調(diào)查，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡孛嫠轄顩r，分析出是否開(kāi)采地下水的可行性，并劃分地下水開(kāi)采區(qū)和禁采區(qū)，在對(duì)地下水開(kāi)采過(guò)程中嚴(yán)格管控，對(duì)于一些工廠可利用地表水代替地下水，并借助一些高精密儀器作為輔助冷源，減少地下水開(kāi)采，并將水資源一水多用。

4.2 人工回灌地下水

對(duì)于正在開(kāi)采或者已經(jīng)開(kāi)采完的工程需加強(qiáng)管理，并對(duì)地表坍塌嚴(yán)重應(yīng)該立即停水，并需人工把水灌回地下，恢復(fù)地表內(nèi)部水位，減少并控制地表坍塌，灌水分為兩種，分別為夏灌和冬灌。首先先確認(rèn)灌水的水質(zhì)是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，不可將有污染的水灌回地下，其次建立完善的回灌制度。確?；毓嗨|(zhì)可以滿足人們生活需要，人工將水資源進(jìn)行回灌是一種簡(jiǎn)單方法，可以有效防止地面坍塌事故的發(fā)生，所以需要開(kāi)展有目的、科學(xué)、快速的回灌。

4.3 加強(qiáng)地面塌陷預(yù)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的研究

現(xiàn)在水資源的大量使用，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞，所以需要以人為本，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路進(jìn)行管理，建立完善水資源網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，實(shí)時(shí)監(jiān)控水資源動(dòng)態(tài)，提高時(shí)效性，并根據(jù)地面坍塌狀況進(jìn)行制定方案和處理辦法。對(duì)于地面坍塌和地下水大量開(kāi)采進(jìn)行深入研究，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐娜宋沫h(huán)境、國(guó)家法律法規(guī)和發(fā)展要求進(jìn)行開(kāi)采，建立合理完善的地面坍塌預(yù)測(cè)報(bào)警裝置，為城市化建設(shè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，保證生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定發(fā)展。

5 結(jié)論

需要建立一個(gè)可持續(xù)發(fā)展型社會(huì)，該社會(huì)秉持著民主、和平、互助、誠(chéng)信、有愛(ài)、人與自然和諧相處。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)在國(guó)情發(fā)展，必須以人為本，同時(shí)保證生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定發(fā)展。

根據(jù)上文所述，本文根據(jù)水資源過(guò)量開(kāi)采和地面坍塌進(jìn)行講述，并分析地下水如何造成地面坍塌，近幾年雖然坍塌現(xiàn)象發(fā)生逐漸增多,給人們的生活和財(cái)產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的危害,所以針對(duì)開(kāi)采地下水資源需合理慎重,水資源開(kāi)采是一把雙刃劍,既要保證人們?nèi)粘Ｐ枨?也要保護(hù)生態(tài)環(huán)境。在解決地面坍塌問(wèn)題需按照當(dāng)代科技進(jìn)行，采取科學(xué)有效措施，實(shí)現(xiàn)我國(guó)快速發(fā)展，提高本國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力。

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P[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-12-337-2