张卜塬区地面沉陷成因浅析

杨艳丽

（陕西省泾惠渠管理局 陕西 三原 713800）

1 概况

地处泾惠渠九支渠灌区的张卜塬区位于关中平原中部，涉及高陵县的崇皇、榆楚、张卜及临潼区的北田、任留、雨金六个乡镇，面积约25000余亩，人口1.3万人。

1.1 工程地质

张卜塬区地形、地貌依泾惠渠九支渠走向划分为两部分：即渠道桩号0+000—13+321处于渭河二级阶地，其构造为泾渭河第四系上更新统风积层，由新黄土、夹1～2层古土壤组成，土层厚10m～15m。13+321—24+100处于渭河一级阶地，其构造为泾渭河第四系全新统冲积层，岩性为黄土状亚黏土，土层厚约20m～55m。

1.2 水文地质

张卜塬区地下水主要以潜水及承压水形式存在，其中潜水分布最为广泛。地下水储藏总量为6900万m3，年可开采量大约在2400万m3。地下水补给主要是大气降水、灌溉、渠系及田间渗水补给（包括井灌回归水），潜水流向为西北——东南流向。

1.3 气象

张卜塬区属大陆性季风气候，位于温暖带半湿润气候区，春暖少雨，夏季炎热多雨，秋凉湿润。多年平均降水量544.6mm，多年平均蒸发量1501mm。该区属于季节性冻土区，气候属于温和地区。

2 沉陷发生

2001年2月1 日，张卜塬区开始发现地面沉陷，沉陷位置在泾惠渠九支渠桩号9+360处，沉陷直径约60m，形状呈锥形，切割渠道长度65m，沉陷最深处达60cm，裂缝开展宽度2cm～6cm不等，最宽处达15cm。2002年～2003年又在该区域多处发生大范围的地面沉陷，遍布张卜塬区，裂缝宽度大多为20cm～30cm，长度大多为800m～100m，间隔距离250m～400m，漏斗半径大约为400m～700m不等。

张卜塬区的地面沉陷，已威胁当地群众人身及财产安全，引起各方高度关注。元月中旬，《人民日报》、《陕西日报》、《陕西工人报》、《三秦都市报》、《华商报》等多家报纸对张卜塬区出现大面积裂缝、沉陷的事件进行了报道，引起社会各界的关注。由于裂缝的出现和沉陷的发生，从2001年冬灌至今，九支渠多处发生决口，渠道一直无法正常引水，目前，这一趋势还在继续发展恶化。

3 张卜塬区地面沉陷裂缝的成因

张卜塬区地面沉陷裂缝产生的原因主要是因为地下水位的下降，日久天长造成地表沉陷。据观测，从20世纪60年代至今，张卜塬区潜水主要呈下降趋势。1964年调查潜水埋深一般为1.6m～30.3m；1980年潜水埋深一般为5.2m～33.5m；1990年潜水埋深一般为13.5 m～39m，其中最深39m（马北村），最浅 13.5m（岩王村）。其地下水下降的原因主要有以下几种：

3.1 自然因素

在全球变暖等大的气候变化背景下，区内降水量减小，蒸发量加大，而地面径流有限，且无蓄水工程设施。从2001年冬开始，张卜塬区连续三个多月没有出现有效降水。虽然后边出现零星降雨雪，但都因为量小，没有形成较大的径流对地下水资源进行补充，使得地下水存储量变得更为有限。

3.2 人为因素

人口的增加、工业生产的发展，使得区内生活生产用水量大增，加之粗放式的水资源管理和过度的开采，造成地下水位不断下降。

3.2.1 混乱的水资源管理

张卜塬区是泾惠渠的主要灌溉地，拥有充足的泾河水源。但灌区内群众为了节省成本，却私自打井进行灌溉，而水利部门对这些机井又因为其量小无法进行审批管理，使得区内水资源管理过于粗放。据统计，目前张卜塬区有配套设施齐全的机井290眼，其中塬上185眼，塬下105眼。机井深度塬上80m～120m，最深150m；塬下机井深度多为60m～80m。年开采地下水680万m3。除灌溉水井外还有人畜饮水井。在张卜乡蔡家村附近，分布着给阎良区城镇生活供水的“172水厂”，其在方圆2km2内布置了19眼辐射井，井深200m左右，年抽水量约 0.14亿m3～0.17亿m3。

3.2.2 无节制的开采地下水

张卜塬区目前地下水储藏总量为5600万m3，根据地下水资源储量分析计算知，该地区年可开采量大约在1600万m3，而实际中每年开采量为2350万m3，远远大于年可开采量。地下水补采严重失衡，平均年超采750万m3。

据预测，张卜塬区内2.5万亩农作物每年需要灌溉用水1180万m3。张卜塬区人畜年需水量56万m3，“172”水厂年抽水1700万m3，其他用水9.6万m3。计算可知，张卜塬区年总需水量为2945.6万m3。若不采取切实措施，该地区地下水超采情况将越来越严峻。

4 沉陷发生后造成的危害

张卜塬区地面沉陷水文地质灾害发生后，对张卜地区的居民住宅及水利工程基础设施和农田灌溉造成了严重的危害。在居民住宅方面，沉降导致当地居民院墙倒塌，墙壁裂缝，地埋水管断裂等，危及居民人身和财产安全。其中，在张卜管理站内出现的沉陷导致站内职工住房和地面大范围出现裂缝，裂缝最大宽度达40cm，危及到了职工的日常生活和工作安全。

在水利工程基础设施方面，使得九支渠多处和新三斗、六斗、八斗、九斗、十一斗等许多斗渠渠道衬砌渠底断裂，渠道建筑物严重破坏，渠道比降发生变化，输水能力减小，致使渠道严重淤积，量水堰报废。沉陷导致九支渠决口1次，险工8处，斗分渠决口15次，严重制约着九支渠系的正常灌溉和行水安全。

在农田灌溉方面，由于地面沉降的影响，2001年冬灌至今，九支渠系无法正常灌溉，严重影响当地农业生产，造成受益区粮食生产损失420余万元，制约着当地国民经济的增长和农民生活水平的提高，同时也制约着九支渠下游3.8万亩农田的正常灌溉。

5 对张卜塬区地面沉陷应采取的措施

根据调查，近十年来，张卜塬区地下水位平均下降了10m，塬上地下水埋深由原来的33.17m下降至目前的40.93m，塬下地下水埋深由原来的11.9m下降至目前的28.5m。而且，这种下降趋势目前还在加剧，进一步威胁到该地区的生态环境，故急需进行扭转。因此，建议采取以下措施，进行应对：

（1）建立沉陷、裂缝监测系统，对裂缝实施有效监控，科学治理，杜绝地面沉陷的继续发展。由于张卜塬区地下水位不断下降，导致20世纪60年代布设在该地区的21眼观测井（包括8眼长观井，13眼普查井）于2001年秋季全部报废。为了动态掌握该地区地下水变化情况，急需从新布设监测井。建议投资恢复张卜地区地下水位观测网络，以便掌握该区地下水位动态变化的第一手资料，科学指导灌区群众合理取用地下水。

（2）加强水资源管理，严格审批程序，限制新打机井，确保地下水资源科学合理利用。制定切实可行的地下水资源采补平衡方案，对张卜塬区现有机井的使用进行统一管理，防止集中、大量开采，杜绝该地区地下水资源进一步恶化。同时，制定有效措施，严格审批程序，限制新打机井，并加强巡回检查，确保塬区机井总量稳定，促进地下水资源合理利用。

（3）坚持优先利用地表水的原则，关闭超采机井，限制大量开采地下水，防止地面沉陷进一步发展。对于九支渠已经通水到位的张卜塬区及其周边地区的机井，坚决给予关闭，禁止灌区农民抽取地下水进行农田灌溉；坚决限制“172”抽水工程的超标使用，保持并逐步恢复该地区的地下水位。塬区地方政府应号召和动员群众为了改变生存环境，统一使用泾惠渠水灌溉，防止地面沉陷进一步发展。

（4）推行渠井统一管理，合理开采地下水资源。为了更好地补充和恢复张卜塬区地下水资源，应实行渠井统一管理，按照“渠井结合，以渠养井，以井补渠，丰储枯用”的三水平衡方式进行水资源统一调配，促进该地区地下水资源的合理开采。

（5）制定优惠政策，加大泾惠渠对地下水的补充力度。省水利厅和当地政府给泾惠渠予以资金补偿，促使泾惠渠九支渠在农田非灌溉时期持续行水，加大泾惠渠对地下水的补充力度，恢复当地原有的地下水位。

（6）对九支渠进行加固处理，确保九支渠的输水能力，增加泾惠渠水对灌区农作物的灌溉面积，减少地下水的开采量。

（7）对于地面沉陷严重的地区，可以实行地下水回灌的方式，确保地下水供需平衡。

6 结语

超采地下水造成的地面沉降现象，现在越来越严重。文章通过论述分析张卜塬区地面沉陷的原因及其危害，对保护地质环境、合理开发地下水资源提出了相关建议。要求统一管理水资源，实行合理调配，高效利用，以促进区域水资源平衡，达到防止地面沉降的目的。陕西水利