鲁西南菏泽区域地面沉降防治措施

朱德河，任仰庆，王兰英

（1.菏泽市测绘研究院，山东菏泽274000；2.菏泽市建设工程勘察院，山东菏泽274000）

鲁西南菏泽区域地面沉降防治措施

朱德河1，任仰庆2，王兰英1

（1.菏泽市测绘研究院，山东菏泽274000；2.菏泽市建设工程勘察院，山东菏泽274000）

根据国家地面沉降防治规划，我国将实施地面沉降调查、地面沉降监测、地下水控采与超采地区治理、地面沉降防治技术创新等四大工程。分析了山东菏泽市地形、地貌、地质构造、地下水位的变化情况，提出了因地下水位下降引起的地面沉降的防治措施：禁止大量开采地下水、引水入坑塘、工程蓄水。

鲁西南；菏泽市；地面沉降；地下水位；引水入坑塘；工程蓄水

0　引言

2012年2月20日，国务院审批同意《全国地面沉降防治规划（2011～2020年）》，要求将长江三角洲地区、华北地区、汾渭盆地作为主要目标区，实施地面沉降调查、地面沉降监测、地下水控采与超采治理、地面沉降防治技术创新4大工程，全面推进重点地区地面沉降防治工作，最大限度地减少地面沉降灾害对经济社会造成的损失［1］。此举意味着在全国范围内防止地面沉降已被提上议事日程，生态文明建设，已经迫在眉睫。

这里所说的地面沉降指的不是地球地壳自然运动引起的现象，而是由于自然因素或人类工程活动引发的地下松散岩层固结压缩并导致一定区域范围内地面高程降低的地质现象。其特点是，形成时间长、影响范围广、防治难度大、难以恢复。地面沉降会造成建筑物地基下沉、建筑物开裂、地下管道破损、洪涝及风暴潮灾害加剧等问题，会影响我国区域经济社会可持续发展。目前，我国遭受地面沉降灾害的城市超过50个［2］。其中，地面沉降主要有3大重点片区，分别为长江三角洲地区、华北平原、汾渭盆地。国土资源部表示，为应对日趋严重的地面沉降灾害，我国将实施地面沉降调查、地面沉降监测、地下水控采与超采地区治理、地面沉降防治技术创新等4大工程。此外，专家建议，在松软地区应限制大型建筑的建造，以减少地底层的压力。

山东省有关水准测量资料表明，鲁西南菏泽区域地面有不同程度的下沉，沉降量为15～25 cm［3］。地面沉降的原因主要有抽汲地下水（包括卤水、地下热水）、采掘固体矿产、开采石油天然气、地面堆积物（建筑物）等原因。笔者根据从事勘察、测绘工作的经验，结合菏泽区域自然、人文条件，探讨了抑制该区地面沉降的方法。

1　菏泽市地形、地貌及地质构造

1.1地形、地貌

菏泽市位于山东省西南部，地处黄河下游，华北平原南端，黄河冲洪积扇的前部。由于黄河泥沙的不断淤积，使河床加高，河身高于两岸，构成扇形的脊柱。黄河的历次泛滥和改道，都依附并加深这一扇形形态的存在和发展。

纵横于菏泽境内的黄河历次变迁都为菏泽本区域的地貌形态，尤其是微地貌构成起主要作用。黄河变迁的结果构成菏泽区域内向东缓倾的地貌，形成一系列带状分布、高洼相间的微地貌景观。

1.2地质构造

菏泽地区地层为第四系全新统冲积层，间夹湖泊、沼泽沉积，以粉土、粉质黏土和粉沙为主，局部夹淤泥质层组成。淤泥质为水流淤积至沼泽化的产物，层底深度为37～46m。菏泽地区的地层分布趋势说明黄河泛滥冲积对其生成起着主动作用。全新统分散的钙质含量较高，富集构成钙质结构或钙质团块（姜石）。微体生物化石丰富，主要有介型类、软藻类、腹足类等。孢子组合植物类主要有乔木、灌木、草本植物等，标志着全新统的气候为温暖湿润的气候环境。

1.3新构造运动

菏泽区域的构造运动与鲁西南地区的新构造运动表现为一致性，呈现继承性的沉积。有巨野县古塔下两层、巨野县古碑基、鱼台县旧县城被埋3～4m，鱼台牌坊被埋1m多等佐证处。在菏泽市区老城等地城市建设进行岩土工程勘察过程中，发现6～7.5m的图层，含有大量砖块瓦片、陶片及人和动物骨片等。这些文化层的现象说明，菏泽区域沉积与周围地区同步，充分说明新构造运动在本区域仍在继续中。

1.4水文地质条件

菏泽地处黄河冲积扇前缘，京杭运河以西区域内地下水运移滞缓。区域内有巨厚的第四系——新第三系松散岩类堆积物，地下水主要赋存于第三系上部及第四系的含水沙层孔隙中。受地质构造、古气候、古地理及沉积环境的影响，含水层的分布、埋藏、水化学成分及水力性质比较复杂。根据含水层的分布、水化学特征及地下水力性质，可将区域内有研究意义的松散岩类孔隙水分为浅层潜水孔隙淡水（浅层地下水）和深层承压孔隙淡水（深层地下水）两种类型。

浅层地下水是指储存在地表浅部含水沙层中的地下水，水体的厚度受其界面起伏变化的控制，一般在地表下20～66m。由于黄河冲积改道，沙层的分布具有多层性，各层被黏土和淤泥质隔开。故下部含水层具微承压性。各黏土层在水平分布上的不连续使上、下含水层存在着不同程度的沟通，其地下水运动特征和动态变化与上部的潜水基本一致，可视为统一含水岩组。含水层岩性以粉沙为主，细、中沙次之，沙层分布不均，显示出富水性各有差异。

深层地下水主要赋存在中下更新统和新第三系上部的松散堆积孔隙中，含水层的厚度、埋藏及分布受第三纪末的平缓微倾斜台阶式古地形所控制，顶界面埋藏在150～300m，其底界面埋藏在450m以下。

2　菏泽市地下水位变化

菏泽区域属温暖带大陆气候，年均降水量约为650mm，且多集中在7～9月份，致使这段时间易形成内涝。菏泽水源有地表水、地下水和客源水（黄河水）。新中国成立前，受生产力的限制，人们抵御洪涝和干旱自然灾害的能力较低，人类活动对地下水位的影响相对弱小。这一时期，菏泽区域地下水位较浅，明显表现为，区域内盐碱地面积大，饮用水井深度一般为4～7m。

新中国成立后，菏泽区域水利工程建设全面展开，主要包括：抗旱防洪水利工程、引用黄河水灌溉工程、城市工业及民用开采地下水等。这些工程的建设使得区域内降水形不成内涝，干旱农田能取水灌溉，确保农作物丰收。在抗旱工程中，主要是机械打井（井深一般都在60多m，人称为机井）和新建引黄送水干渠，再以引黄干渠为骨干，修挖灌溉沟渠。

1958年，水利部批准修建的太行堤水库是一座以灌溉为主，兼备滞蓄防洪功能的大型平原水库。水库建成蓄水后，由于水库渗漏，致使库区下游周围地下水位大幅升高，土地大面积沼泽化和次生盐渍化。1962年水库停蓄还耕，部分移民返库区定居。这一时期的地下水位，局部有上升。区域内的其他地方地下水位的变化不大。

1978年改革开放以来，工农业迅猛发展，伴随着用水量不断增大。菏泽区域内，大量的机井遍布农田。农村实现了一户一井。区域内的城镇居民用水全部是地下水，水井深度在300m以下。大部分工厂企业自备深水井（大多在500m以下），采用地下水。大量采用地下水，致使地下水位下降，具体表现为：区域内盐碱渍化退去，变为可耕种农田；在干旱天气，农村家用水井不能正常出水，致使家用水井深度不断加大。1998年，菏泽城区周围，形成明显漏斗区域，地面有一定程度下沉。

3　菏泽市针对地面沉降采取的措施

根据菏泽区域地质情况，抑制沉降采用提高地下水位的方法是可行的。提升地下水位需采用综合长期治理的办法。该方法虽然短期内不易实现，困难大，但是长期坚持，就能达到目的。具体措施是，禁止开采地下水，规划利用好自然降水和引用黄河水。

3.1禁止大量开采地下水

自2004年以来，菏泽市政府出台措施，对深度开采地下水的单位企业自备井采取关、停、封。相关部门修建平原水库，引用储备黄河水，以供工业用水。如，菏泽发电厂、华润发电厂分别有专用的平原水库。2008年以来，菏泽市城区居民所用自来水已改为引用黄河水，自来水公司同时关闭水井。深度开采地下水有一定程度遏制。今后要彻底杜绝深度开采地下水，还有一定难度，主要是已经投入使用的深水井隐蔽性大，受利益驱使，查封难。

3.2引水入坑塘

如果把自然降水和引的黄河水滞留下来，使其渗入地下，就可以提高地下水位。在鲁西南区域内的村庄，村村有坑塘，由于缺少合理规划，承包土地条块分割，没有完善的管理措施，雨水不能汇集到坑塘中。在进行农村地籍测量调查中了解到，即使较大的降雨过程，也很难在村内看到雨水坑满壕平的现象。鲁西南有句谚语“三天一小旱，五天一大旱”，就是指雨季雨水径流而去，不能渗入地下。若通过一定措施，使一定量的雨水集中到坑塘中滞留，能起到补充地下水的作用。

菏泽区域引用黄河水也是大量的通过河道流入微山湖。鲁西南春季干旱，引用的黄河水除灌溉外，如果能够引入每个村内的坑塘，就能把水蓄起来。目前，农村不会自己去引水入坑塘，仍需政府行为。

3.3工程蓄水［4］

工程蓄水就是通过水利工程把引用的黄河水储存起来，渗入地下和供人们利用。这里所指的水利工程就是改造河道，把河建成带状湖。即，现有河道的两边河堤不动，开挖河滩，使河床断面面积增大，断面由V型变为U型，并根据河道纵断趋势，修建梯级节制闸，控制水流，形成河道带状水库。这样，使得河道性质发生改变，既能泄洪，又能蓄水，再实施现代化的管理，适时调节泄洪与蓄水的矛盾。如能实施这一工程，要比平原修建小型水库有利。

4　结语

纵观鲁西南菏泽区域，黄河是地上悬河，自黄河起，地势西高东低。如果科技人员通过现代测绘技术手段，建立数字地面高程模型（DEM），以此为基础，进行科学调查研究，系统规划设计，将黄河水引出大堤，进入引黄河道，形成自流形式，再充分利用地势、现有河道、坑塘，使雨水、黄河水能够滞留、蓄渗，扩大水面面积，给环境带来有利影响。根据统计，菏泽区域有大小坑塘13 996个，若每个坑塘都能蓄满水，河道成为带状湖，鲁西南菏泽区域必将是一幅生态文明的壮丽画卷，也能够提高地下水位，在一定程度上抑制地面下沉。

［1］百度百科.2011～2020年全国地面沉降防治规划［EB／OL］.（2012－02－20）http：／／baike.baidu.com／link？url＝M 9hyi n9hgXNC3qxZr2jROw t6zqilsrUzw0lMPx29QonmKR 7v NVR 54vu5ss6nR iPTcnfm98＿6f9BUgfCkOBdXVq

［2］王锦生，焦德生.中国水文志［M］.北京：水利水电出版社，1997：892－960.

［3］曹连芳.菏泽地区水利志［M］.南京：河海大学出版社，1994：368－410.

［4］沈振中.水工程概论［M］.北京：水利水电出版社，2011：301－360.

[责任编辑杨明庆]

U416

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1008-486X（2016）02-0032-03

2016-03-01

朱德河（1965-），男，山东曹县人，高级工程师，主要从事测量信息化研究工作。