湛江市重點(diǎn)區(qū)地面沉降易發(fā)性及危險性評價與防治措施探析

王 雙

(廣東省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊，廣東 湛江 524000)

?

湛江市重點(diǎn)區(qū)地面沉降易發(fā)性及危險性評價與防治措施探析

王 雙

(廣東省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊，廣東 湛江 524000)

隨著湛江市的快速發(fā)展，給區(qū)域經(jīng)濟(jì)帶來巨大發(fā)展機(jī)遇同時，地下水開采量進(jìn)一步增加，地質(zhì)環(huán)境也將面臨新的考驗(yàn)。為掌握湛江市的地面沉降狀況，重點(diǎn)開展以地下水為主要供水水源的城市地面沉降調(diào)查。在全面了解湛江市地面沉降分布狀況的基礎(chǔ)上，根據(jù)地面沉降產(chǎn)生機(jī)理及危害對象確定地面沉降易發(fā)性、危險性評價因子，從易發(fā)性和危險性兩方面建立評價體系，劃分地面沉降易發(fā)性及危險性分區(qū)，并提出地面沉降防治措施，評價結(jié)果可為今后湛江市地質(zhì)災(zāi)害防治工作提供科學(xué)參考。

地面沉降；易發(fā)性；危險性；防治措施；湛江

湛江市是廣東省歷史性干旱缺水最嚴(yán)重的區(qū)域之一，同時其地下水資源比較豐富，長期以來，一直以開采地下水作為生活和生產(chǎn)用水的主要供水水源。但由于地下水利用缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，開采不平衡，局部開采井密集區(qū)不僅形成了地下水水位降落漏斗，而且在漏斗中心區(qū)出現(xiàn)了地面沉降現(xiàn)象。

1 地面沉降易發(fā)性及危險性分區(qū)原則及量化指標(biāo)確定

易發(fā)性與危險性相結(jié)合原則，定量分析與定性分析相結(jié)合原則，綜合分析與主導(dǎo)因素相結(jié)合原則。目前，國內(nèi)外常用的評價方法主要有綜合指數(shù)法、層次分析法、模糊數(shù)學(xué)法等，本次采用綜合指數(shù)法(也稱為綜合評判法)。本次評價基本思路為將地面沉降系統(tǒng)分解為幾個子系統(tǒng)，對各個子系統(tǒng)分別選取有代表性的評價項(xiàng)目(因子)。根據(jù)各因子不同表現(xiàn)程度進(jìn)行等級劃分，賦予不同分值。再根據(jù)各子系統(tǒng)的評價項(xiàng)目所得分值進(jìn)行相加，得出綜合評分。最后根據(jù)綜合評分進(jìn)行總體評價、區(qū)劃。根據(jù)區(qū)內(nèi)地面沉降的特點(diǎn)以及社會經(jīng)濟(jì)狀況，按上述分區(qū)原則，主要選取5個方面的影響因素作為地面沉降易發(fā)性及危險性分區(qū)的判別因子，包括：軟弱土(包括軟弱類土中的軟土、軟黏性土、欠固結(jié)填土及松散狀砂性土)分布厚度、中層承壓水水位降深、人類工程活動程度、工程重要性、人口密度等。

1.1 易發(fā)性判斷量化指標(biāo)

充分考慮工作區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件差異和潛在地面沉降地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的分布、規(guī)模、穩(wěn)定性及危險程度，確定判斷區(qū)段的量化指標(biāo)，根據(jù)“區(qū)內(nèi)相似、區(qū)際相異”的原則，采用定性、半定量分析法進(jìn)行工作區(qū)地面沉降易發(fā)性及危險性分區(qū)。影響本區(qū)地面沉降形成和發(fā)展的因素主要有軟弱類土總厚度分布特征等內(nèi)因以及人類工程活動程度、工程類型及荷載分布特點(diǎn)、地下水活動等因素。在固結(jié)程度較高、壓縮性較低、密實(shí)度較高、力學(xué)強(qiáng)度較大的砂土和老黏土分布地段，地面沉降易發(fā)性相對要低；反之，在固結(jié)程度低、壓縮性高、力學(xué)強(qiáng)度小、結(jié)構(gòu)松散軟弱的軟黏性土、淤泥類土、泥炭土、松散砂、未固結(jié)人工填土分布地段，地面沉降高易發(fā)；地下水位變動少，常態(tài)地下水位較穩(wěn)定的地段，地下水對地面沉降的貢獻(xiàn)相對較少；人類工程-經(jīng)濟(jì)活動程度愈低，人類活動對土體的附加應(yīng)力愈小，則地面沉降發(fā)生幾率和發(fā)育規(guī)模愈小。

依據(jù)上述地面沉降影響因素，首先考慮地段土體類型、分布范圍、埋藏深度、堆積厚度、工程地質(zhì)特征及巖體分布情況等內(nèi)在因素，結(jié)合地下水活動情況、人類工程-經(jīng)濟(jì)活動性質(zhì)與程度進(jìn)行地面沉降易發(fā)性的劃分；然后綜合考慮地面沉降的主內(nèi)外影響因素及被影響對象情況，分析判斷地面沉降潛在發(fā)育程度、規(guī)模、危害性和危險性，并綜合地面沉降危險性現(xiàn)狀評估，進(jìn)行危險性劃分；最后，依據(jù)易發(fā)性與危險性劃分結(jié)果、地質(zhì)環(huán)境條件、地面沉降地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模、程度等因素進(jìn)行易發(fā)性及危險性的綜合分區(qū)。區(qū)內(nèi)地面沉降易發(fā)性以軟弱類土分布、地下水水位降深、建設(shè)工程密度(上部荷載)作為評價因子，根據(jù)各因素的作用大小對其賦予不同分值(見表1)。

根據(jù)選取的地面沉降易發(fā)性評價指標(biāo)和賦值情況，采用MAPGIS分別繪制了軟弱類土厚度、地下水水位降深及建筑物密度三項(xiàng)參數(shù)量級賦值圖，根據(jù)所得三張單因子分區(qū)及量級賦值圖，疊加后得出地面沉降易發(fā)性分區(qū)圖。三項(xiàng)指標(biāo)值相加值即為各區(qū)域的綜合得分。將區(qū)內(nèi)地面沉降依據(jù)最后的綜合得分劃分為三個等級(見表2)。地面沉降易發(fā)性可分為三類：即高易發(fā)區(qū)、中等易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)。

1.2 危險性判斷量化指標(biāo)

危險性主要反應(yīng)地面沉降對當(dāng)?shù)孛癖娚?、財產(chǎn)造成威脅和破壞的程度，其評價體系應(yīng)包括當(dāng)?shù)厝丝诿芏?、工程重要程度以及地面沉降?zāi)害災(zāi)情損失統(tǒng)計等指標(biāo)。本區(qū)由于災(zāi)害災(zāi)情損失統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲取困難，本次選取當(dāng)?shù)厝丝诿芏群徒ㄖ镏匾潭葹楸敬卧u價指標(biāo)。

表1 地面沉降易發(fā)性評價因子賦值表

表2 地面沉降易發(fā)性等級劃分表

1.2.1 評價因子賦值

一般情況下，不同建筑物密度其人口密度不同，可劃分出不同人口密度區(qū)，區(qū)內(nèi)人口密度等級劃分見表3。地面沉降的危害除對生命造成威脅外，對工程建筑物的破壞是另一個重要方面，根據(jù)建筑物的類型，對其重要性進(jìn)行劃分，并賦予不同分值(見表3)。由于當(dāng)?shù)孛癖娙松戆踩拓敭a(chǎn)安全都是十分重要的，故對于同一區(qū)域人口密度和建筑物重要性是兩個并列指標(biāo)，選其最大值。

表3 地面沉降危險性評價因子賦值表

1.2.2 地面沉降危險性分級

根據(jù)選取的地面沉降危險性評價指標(biāo)和分級情況，采用MAPGIS分別繪制了人口密度及工程重要性的量級賦值圖，根據(jù)所得的單因子分區(qū)及量級賦值圖，疊加在一起，得出地面沉降危險性分區(qū)圖。根據(jù)兩項(xiàng)指標(biāo)值選最大值作為最后得分值，將區(qū)內(nèi)地面沉降依據(jù)最后的綜合得分劃分為三個等級(見表4)。

表4 地面沉降危險性等級劃分表

2 地面沉降易發(fā)性及危險性綜合評價

按以上分區(qū)原則、量化指標(biāo)以及得分情況，將地面沉降易發(fā)性及危險性分區(qū)劃分為8個區(qū)(見圖1)，易發(fā)性總得分為7～13為高易發(fā)區(qū)，得分4～6為中易發(fā)區(qū)，得分0～3為低易發(fā)區(qū)；危險性得分0或1為危險性小區(qū)，得分2為危險性中等區(qū)，得分3為危險性大區(qū)。綜合易發(fā)性得分及危險性得分將地面沉降分為高易發(fā)危險性大區(qū)(Ⅰ)，高易發(fā)危險性中等區(qū)(Ⅱ)，高易發(fā)危險性小區(qū)(Ⅲ)，中易發(fā)危險性大區(qū)(Ⅳ)，中易發(fā)危險性中等區(qū)(Ⅴ)、中易發(fā)危險性小區(qū)(Ⅵ)，低易發(fā)危險性大區(qū)(Ⅶ)、低易發(fā)危險性小區(qū)(Ⅷ)。

各區(qū)的分布及特征評述見表5。

圖1 地面沉降易發(fā)性及危險性綜合評價分區(qū)圖

3 防治措施

根據(jù)前面的分析描述，工作區(qū)地面沉降影響因素和造成的危害主要可以通過五個方面來表征：軟弱類土分布、地下水水位降深、建筑物密度、工程重要性、人口密度等。地面沉降防治主要圍繞上述六個方面的內(nèi)容來進(jìn)行，主要措施應(yīng)包括政策宣傳、科普宣傳、提高防災(zāi)減災(zāi)意識、專業(yè)防范和治理、科學(xué)規(guī)劃、加強(qiáng)調(diào)查監(jiān)測和研究、加強(qiáng)工程建設(shè)管理、合理開發(fā)地下水、制定相關(guān)法律法規(guī)等。

3.1 提高防災(zāi)減災(zāi)意識

加強(qiáng)地面沉降地質(zhì)災(zāi)害的科普宣傳，不斷提高民眾的防災(zāi)減災(zāi)意識，提高廣大群眾對地面沉降災(zāi)害的防范意識。宣傳與教育相結(jié)合，推普節(jié)約用水知識，提高居民們節(jié)約能源的意識。

表5 地面沉降易發(fā)性及危險性綜合評價表

3.2 科學(xué)規(guī)劃，合理建設(shè)

有關(guān)部門應(yīng)根據(jù)累積的地面沉降調(diào)查與監(jiān)測成果資料，做好各項(xiàng)規(guī)劃工作。重要工程設(shè)施和居民集中居住地等人口密集區(qū)，應(yīng)盡可能避開區(qū)內(nèi)地面沉降易發(fā)性大的區(qū)域，如軟土厚度大的區(qū)域。另外，對重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目的開展開發(fā)進(jìn)行合理規(guī)劃，嚴(yán)格控制區(qū)域內(nèi)地下水的開采量，做到科學(xué)、合理開采地下水，嚴(yán)禁過量開采地下水，防止出現(xiàn)次一級降落漏斗中心，同時加強(qiáng)對地下水位動態(tài)的長期觀測。

3.3 加強(qiáng)地下水開發(fā)利用管理

依法嚴(yán)格管理地下水資源，控制地下水開發(fā)利用強(qiáng)度，限制或減少地下水開采量，以其他水資源代替地下水資源，如當(dāng)?shù)厮a(chǎn)養(yǎng)殖所需大量咸水采用海水代替地下咸水，以人工制保暖設(shè)備代替地下水保溫；實(shí)行一水多用，充分綜合利用地下水。另外，廣種植被，增加地下水補(bǔ)給量，以確保地下水補(bǔ)給量與開采量的相對平衡。

3.4 做好專業(yè)防范和治理工作

加強(qiáng)地面沉降調(diào)查與監(jiān)測，深入開展地面沉降防治研究工作，找準(zhǔn)地面沉降的主要影響因素，采取科學(xué)有效的方法積極應(yīng)對。對于已發(fā)生的地面沉降地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)在做好調(diào)查與監(jiān)測的基礎(chǔ)上，采取合適的治理措施進(jìn)行標(biāo)本兼治；對于地面沉降易發(fā)性和危險性都比較高的地區(qū)，政府部門應(yīng)做好引導(dǎo)工作，充分發(fā)揮專業(yè)技術(shù)隊伍的優(yōu)勢，做好地面沉降的防范工作。

3.5 建立地面沉降監(jiān)測預(yù)警網(wǎng)

建立地面沉降監(jiān)測網(wǎng)，盡早發(fā)現(xiàn)沉降趨勢，從而把它控制在最初始階段。加強(qiáng)地面沉降地裂縫調(diào)查、監(jiān)測與研究工作，摸清區(qū)內(nèi)地面沉降狀況，合理進(jìn)行城市規(guī)劃布局，減少災(zāi)害損失。

4 結(jié)語

本文綜合地面沉降易發(fā)性、危險性分區(qū)原則，考慮軟弱類土總厚度、 建設(shè)工程密度(上部荷載)、 地下水水位降深、 人口密度、工程重要性五種影響因素，將湛江市地面沉降易發(fā)性及危險性分區(qū)劃分為8個區(qū)，依次為高易發(fā)危險性大區(qū)，高易發(fā)危險性中等區(qū)，高易發(fā)危險性小區(qū)，中易發(fā)危險性大區(qū)，中易發(fā)危險性中等區(qū)、中易發(fā)危險性小區(qū)，低易發(fā)危險性大區(qū)、低易發(fā)危險性小區(qū)，并根據(jù)地面沉降影響因素提出了科學(xué)、合理的地面沉降防治措施。

[1]廣東省地質(zhì)局水文工程地質(zhì)一大隊.廣東省雷州半島地下水資源開發(fā)利用產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)研究報告.2005.6.

[2]廣東省地質(zhì)局水文工程地質(zhì)一大隊.雷州半島地區(qū)地下水流場特征及其變化趨勢預(yù)測研究報告.2011.12.

[3]廣東省地質(zhì)礦產(chǎn)局.湛江綜合區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告.1989.

[4]粵西地質(zhì)工程勘察院.1999年湛江市地面沉降監(jiān)測報告.1999.9.

[5]廣東省地礦局水文工程地質(zhì)一大隊.廣東省湛江市地面沉降調(diào)查精密水準(zhǔn)測量網(wǎng)測量設(shè)計書.1983.2.

[6]廣東省地質(zhì)礦產(chǎn)局水文工程地質(zhì)一大隊.廣東省湛江市地面沉降調(diào)查精密水準(zhǔn)測量報告.1985.3.

2017-01-13

中國地質(zhì)調(diào)查局“全國地面沉降地裂縫調(diào)查” (水[2013]02-025-018)

王雙(1984-)，女，吉林長春人，工程師，主要從事水文地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)工程方面工作。

P641.26

B

1004-1184(2017)02-0042-03