天津市王庆坨地区地面沉降漏斗分析

韦劲松，徐 佳，陆 阳，易长荣

(天津市控制地面沉降工作办公室，天津 300061)

天津市王庆坨地区地面沉降漏斗分析

韦劲松，徐 佳，陆 阳，易长荣

(天津市控制地面沉降工作办公室，天津 300061)

王庆坨地区是天津市沉降面积较大，影响较为严重的重点漏斗区域之一，因其地处武清区、西青区、北辰区三区交界，使其在行政区划上不便统一管理，多年来难以找到其沉降发生原因从而采取有力控制措施。基于对此地区的专项调研，搜集该地区多年的地下水(井)相关资料，系统的分析该地区沉降演化趋势，地下水开采井分布情况，地下水开采情况及其与沉降漏斗的对应情况，初步得出该地区近年来地面沉降演变原因，为了解和有效防治该地区地面沉降灾害的进一步加剧奠定了基础。

地面沉降;王庆坨地区;漏斗分析

1 王庆坨沉降漏斗的分布范围

王庆坨镇位于武清区南部，向西毗邻北辰区，南侧与西青区接壤。自2005年武清区南部布设地面沉降水准监测网以来，监测发现有王庆坨地面沉降漏斗。该沉降漏斗中沉降速率大于70 mm/a的区域所覆盖的乡镇大体上包括武清区汊沽港镇、王庆坨镇，北辰区双口镇、青光镇和西青区杨柳青镇。

1.1 王庆坨地区50 mm沉降漏斗基本稳定

2006～2009年50 mm沉降漏斗覆盖的范围基本稳定，漏斗区涉及乡镇包括武清区汊沽港镇、王庆坨镇，北辰区双口镇、青光镇和西青区杨柳青镇。经统计各年度50 mm沉降漏斗的覆盖面积，基本在160 km2左右，面积上也相对稳定［1］。

表1 王庆坨50 mm沉降漏斗历年覆盖面积

1.2 王庆坨地区70mm沉降漏斗的演化规律

2006～2009年，王庆坨地区70 mm沉降漏斗的变大趋势明显，主要表现为覆盖范围逐渐扩大。自2007年以来，该漏斗分别向北和向西发生明显的外扩，武清汊沽港镇和王庆坨镇有部分区域逐渐被70 mm级别的沉降漏斗所覆盖，漏斗覆盖面积也发生较大变化，2007年以来该漏斗面积快速增长，至2009年相对增长250%，其中，面积变化最为明显的年份是2008年，相对2007年漏斗面积增长157%。如图1，现漏斗的主要部分已经覆盖武清区汊沽港镇和王庆坨镇，并将原先较小的沉降漏斗连成一气。

图1 2006～2009年王庆坨地面沉降漏斗70mm分界图

2 王庆坨地区地下水开采井分布情况

2.1 机井密度方面

王庆坨沉降漏斗内地下水开采井197眼，其中王庆坨镇136眼、汊沽港镇28眼、杨柳青镇26眼、双口镇7眼，如图2，在70 mm沉降漏斗中，王庆坨镇的机井密度最大［2］。

图2 王庆坨沉降漏斗机井分布图

2.2 机井开采层位方面

武清区王庆坨镇、汊沽港镇、西青区杨柳青镇和北辰区双口镇中，均第三含水组开采井最多，次之为第四含水组开采井。王庆坨镇第三含水组开采井占总量的58%，汊沽港镇第三含水组开采井占总量的68%，杨柳青镇第三含水组开采井占总量的35%，双口镇第三含水组开采井占总量的86%。

2.3 机井开采用途方面

漏斗区域内农业机井占最大比重，其次为生活用水，各用途开采井分布情况见表3。

表2 沉降漏斗区域开采井按开采层位统计表 眼

表3 沉降漏斗区域开采井按开采用途统计表 眼

3 王庆坨地区地下水开采量分布情况

3.1 沉降漏斗所涉及乡镇地下水开采量

王庆坨沉降漏斗涉及的乡镇包括武清区汊沽港镇、王庆坨镇，西青区杨柳青镇和北辰区双口镇。

武清区汊沽港镇:主要开采层位为第三含水组，其次为第二含水组和浅层水，2007年第三含水组的开采量相对2006年压采约50%后保持开采稳定;第二含水组的开采量2007年相对2006年有所增加，至2008年后达到100万 m3左右，相对2006年增加了30%左右;第一含水组开采稳定。

武清区王庆坨镇:主要开采层位为第三含水组，其次为第二含水组和浅层水。2007年第三含水组的开采量相对2006年压采约60%后基本保持开采65万 m3左右;第二含水组2006年以来开采量持续增加，尤其是2008年，相对2007年增加约26%;自2007年起浅层水开采力度持续加大，至2009年开采量达90万 m3左右，占总开采量的36%。

北辰区双口镇:主要开采层位为第三含水组，其次为第四含水组，全镇开采量自2006年以来持续降低，2009年开采量为249万 m3，相对 2006年压采 140万 m3，压采比例约36%。第三和第四含水组作为主要开采层位，也是主要压采层位，自2006年以来均持续压采。

西青区杨柳青镇:主要开采层位为浅层水，其次为五组及五组以下和第三含水组，自2007年加大五组及五组以下的开采力度后，浅层水开采比例逐渐降低至45%，而五组及五组以下的开采量截至2009年达到148万 m3，占开采总量的39%;第三含水组开采量2006～2009年期间均不足45万m3/a，占总量的比例均不足15%。

对比沉降漏斗，综上所述，分析发现:

1)从乡镇区域来看，近三年地下水开采量总体上减少，但是王庆坨镇和杨柳青镇的开采量略有增加。

2)对比王庆坨地面沉降漏斗的变化规律，尤其是剔除工程建设影响因素外的70 mm沉降漏斗变化规律，可以发现，武清区汊沽港镇和王庆坨镇2008年开采量相对2007年有大幅增加，增加幅度大约25%，这一时期的70 mm地面沉降漏斗迅速向武清区汊沽港镇和王庆坨镇扩展。

表4 2007～2009年王庆坨沉降漏斗涉及乡镇地下水开采量统计［3］ 万 m3

3.2 地下水位漏斗与地面沉降漏斗空间分布的对应性分析

根据近几年王庆坨周边区域的地下水位监测结果，发现仅主开采层第三含水组的地下水位存在降落漏斗，并且王庆坨地面沉降漏斗一直位于水位漏斗边缘，两者并不完全空间对应。

结合地下水位漏斗区和王庆坨沉降漏斗区的水文地质条件分析，发现王庆坨镇与杨柳青镇交界处为两个不同水文地质单元的分界区，武清区大部分区域处于海河—潮白河地下水系统区的永定河古河道带孔隙地下水系统子区，而西青区大部分区域处于子牙河——大清河古河道带孔隙地下水系统子区，王庆坨—双口一带处于两个地下水系统子区由粘性土弱透水边界，尤其是浅层含水组的给水度，武清区王庆坨——北辰区双口镇一带与西青区杨柳青一带存在有明显区域差异，前者值多为0.05，后者则多为0.03。由此表明王庆坨—双口一带的地下水补给和动态特征与西青杨柳青一带存在有较大差异，故可以基本解释地面沉降漏斗与地下水位漏斗不相重合的现象。

4 结论

通过对漏斗所在乡镇总开采量、漏斗内开采井统计，开采量、地下水位分布和典型水位监测点动态特征的描述，并结合沉降漏斗的空间展布和动态变化，综合分析，可以得出以下几点结论:

1)武清区汊沽港镇和王庆坨镇2008年开采量相对2007年有大幅增加，增加幅度大约25%，这一时期的70 mm地面沉降漏斗迅速向武清区汊沽港镇和王庆坨镇扩展，表明地下水开采对于沉降影响显著，并且响应时间短。

2)沉降漏斗内工业用水量小，机井工业用水量占全部开采量的比例小于15%，居民生活用途和农业生产用途是该沉降漏斗内地下水开采的主要利用方式，由此认为，这些用途地下水的开采是引发地面沉降的主要原因，压采工业用水难以带来实质效果，居民生活用水的水源转换工程和农业生产用水的节水工程是有效控制沉降发展的主要手段。

3)初步认定，武清区王庆坨镇和北辰区双口镇的地下水开采影响最大，西青区杨柳青镇的地下水开采影响最小。

4)沉降漏斗内第三含水组地下水开采及水位动态变化是引发沉降的主要因素。

5)沉降漏斗内的武清区和北辰区区域同属一个地下水系统分区，与西青区杨柳青镇存在较大水文地质背景差异，由此导致第三含水组的水位降落漏斗与沉降漏斗不完全对应。

［1］姜衍祥，于强，王威.天津市地面沉降控制与城市新发展［J］.水文地质工程地质.2010(增37):277－281.

［2］徐佳，陆阳，王淼.天津市地下水开采重点控制区选择 水文地质工程地质 2011.8.

［3］2006－2009年天津地面沉降年报［R］.天津:天津控制地面沉降工作办公室.2006－2009.

［4］潘云，潘建刚，等.天津市区地下水开采与地面沉降关系研究.地球与环境.2004(2).

Analysis on Land Subsidence Funnel in Wangqingtuo Area of Tianjin

WEI Jin － song，XU Jia，LU Yang，YI Chang － rong
(Land Subsidence control work office in Tianjin，Tianjin 300061，China)

Wangqingtuo area in Tianjin is one of the most affected cities by Land Subsidence in China，and also the largest Land Subsidence region in North China.Land Subsidence and its secondary disasters have effected the economic and social development and ecological environmental protection of the city.Wangqingtuo area is the most seriousely influenced area in Tianjin by land subsidence . It is located at the junction of the Wuqing District，Xiqing District，Beichen District，so，it’s not convenience in the administrative divisions of the inconvenience of unified management. Over the years，it is difficult to find the settlement causes and take strong measures. This paper is based on the special survey in the area，collecting data including years of groundwater(well)information .This paper analyzes the evolution trend of regional subsidence，well distribution of groundwater and the corresponding settlement crater，initially gave the region the ground settlement reasons of evolution in recent years .In order to understand and take charge of the land subsidence disaster laid the foundation.

Land subsidence;Wangqingtuo area;Funnel analysis

P642.26

A

1004－1184(2012)05－0049－03

2012－05－16

韦劲松(1986－)，男，天津人，助理工程师，主要从事地面沉降、环境地质相关研究工作。