论地面沉降的分布及其防治办法

许昊东 孙 曌

【摘要】地面沉降是一种慢性的具有严重危害性的地质灾害,地下水的长期过量开采导致沉降灾害不断加剧,论述我国地面沉降的分布特点,阐明了地下水开采模型沉降机制,提出了较为科学的防治办法。

【关键词】地面沉降;分布特点;控沉措施;防治对策

1、引言

地面沉降是在自然或人类工程的影响下,由地下松散土层固结收缩压密作用,导致地表发生的下降运动。地面沉降的变形以整连体、连续性为特点,具体为向下运动的弯曲、凹洼地、破裂等[1]。随着经济和城市化的迅猛发展,过量开采地下水引发的地面沉降已占主体地位,贮积地下水的沉积层的孔隙压力降低,有效应力增大,从而导致大范围的地面沉降。

2、地面沉降分布特点

从成因上看,我国地面沉降绝大多数是地下水超量开采所致,主要分布在我国东部平原地区,尤其以沿海城市和华北平原等地区最为严重。主要有下列5条带[2]:①下辽河平原的沈阳--营口②北部黄淮海平原的天津--沧州--衡水--德州--滨州--东营--潍坊③南部黄淮海平原的徐州--滨州--东营--潍坊④长江三角洲的嘉兴--上海--苏州--无锡--常州--镇江--南通⑤汾渭河谷平原的太原--侯马--运城--西安地面沉降带。

就地层结构而言,在含水性较好的砂层、砂砾层内抽排地下水时,隔水层中的孔隙水向含水层流动就会引起地面沉降。

3、地面沉降的控沉措施

在此主要针对因过量开采地下水引起的地面沉降介绍控沉措施。

3.1地下水开采量、层次和时间

地面沉降防治措施中最主要是控制地下水开采量,从而控制地下水降落漏斗的扩展。沉降剧烈时,应暂停开采地下水。力求达到城市用水供需平衡的同时,根据水资源分布状况和地下水降落漏斗中心位置,调整沉降区开采层次和时间,避免开采地区、时间过分集中,尽量开采补给源充足的含水层和更深层次地下水。

3.2人工回灌地下含水层

人工回灌地下含水层实际上是用人工灌水的方法补充地下水量,以提高地下水位,达到缓和沉降速率的效果,人工补给灌注时,要严格控制回灌水源水质以防地下水被污染,回灌可充分利用多雨季节蓄积的地表水和城市用水淡季自来水厂多余的水。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引调客水

地面已经发生沉降或缺水的城市,应在减少地下开采的同时,规划建设饮水工程,想法引调远方的客水。新建的城镇应尽量避开致灾区,先找到充足的水源后再规划城市,不得先建市后寻水。

4、地面沉降的防治对策

4.1防治法规体系及相关机构的建设

以《地质灾害防治条例》、《地质灾害防治管理办法》等法规为依据,在全国范围内完善防治法规体系和技术规范。将规划的目标纳入同级社会发展规划,实行各级政府领导负责制。加强机构建设,明确政府和社会各行业的责任与义务。建立由中央到地方的专门领导机构和专业实体,统一领导规划,形成地面沉降防治的区域性合作。

4.2防治的管理规划措施

政府应将地面沉降与城市规划结合考虑,形成"重视成本效益"的地面沉降防治的社会体系。适度疏散市区人口和产业,减少地下水的消耗并一定程度上改善城市地表的雨水下渗条件。针对地面沉降及其导致的次生灾害做好防治工作,例如,建筑物要避开地裂缝和大漏斗区,加固或加高防洪和防潮设施,提高内河桥梁净空等。

4.3开展地面沉降监测与预测工作

在地面沉降区建立监测站网,设置分层标、基岩标、孔隙水压力标、水动态监测点等自动化监测仪器,研究沉降机理,开发预测数学模型,建立基于GIS的预报预警系统。当前应着重加强专业监测骨干网络建设和群测群防体系建设,以动员全民,加强科普宣传教育为基础,积极开展监测预警工作。

【参考文献】

[1]肖和平、潘芳喜等.地质灾害预防御[M]北京:地震出版社 2000

[2] 中国地质环境监测院.全国地质灾害防治规划研究[M].北京:地质出版社2008