湛江市重点区地面沉降易发性及危险性评价与防治措施探析

王 双

(广东省地质局第四地质大队，广东 湛江 524000)



湛江市重点区地面沉降易发性及危险性评价与防治措施探析

王 双

(广东省地质局第四地质大队，广东 湛江 524000)

随着湛江市的快速发展，给区域经济带来巨大发展机遇同时，地下水开采量进一步增加，地质环境也将面临新的考验。为掌握湛江市的地面沉降状况，重点开展以地下水为主要供水水源的城市地面沉降调查。在全面了解湛江市地面沉降分布状况的基础上，根据地面沉降产生机理及危害对象确定地面沉降易发性、危险性评价因子，从易发性和危险性两方面建立评价体系，划分地面沉降易发性及危险性分区，并提出地面沉降防治措施，评价结果可为今后湛江市地质灾害防治工作提供科学参考。

地面沉降；易发性；危险性；防治措施；湛江

湛江市是广东省历史性干旱缺水最严重的区域之一，同时其地下水资源比较丰富，长期以来，一直以开采地下水作为生活和生产用水的主要供水水源。但由于地下水利用缺乏统一规划，开采不平衡，局部开采井密集区不仅形成了地下水水位降落漏斗，而且在漏斗中心区出现了地面沉降现象。

1 地面沉降易发性及危险性分区原则及量化指标确定

易发性与危险性相结合原则，定量分析与定性分析相结合原则，综合分析与主导因素相结合原则。目前，国内外常用的评价方法主要有综合指数法、层次分析法、模糊数学法等，本次采用综合指数法(也称为综合评判法)。本次评价基本思路为将地面沉降系统分解为几个子系统，对各个子系统分别选取有代表性的评价项目(因子)。根据各因子不同表现程度进行等级划分，赋予不同分值。再根据各子系统的评价项目所得分值进行相加，得出综合评分。最后根据综合评分进行总体评价、区划。根据区内地面沉降的特点以及社会经济状况，按上述分区原则，主要选取5个方面的影响因素作为地面沉降易发性及危险性分区的判别因子，包括：软弱土(包括软弱类土中的软土、软黏性土、欠固结填土及松散状砂性土)分布厚度、中层承压水水位降深、人类工程活动程度、工程重要性、人口密度等。

1.1 易发性判断量化指标

充分考虑工作区的地质环境条件差异和潜在地面沉降地质灾害点的分布、规模、稳定性及危险程度，确定判断区段的量化指标，根据“区内相似、区际相异”的原则，采用定性、半定量分析法进行工作区地面沉降易发性及危险性分区。影响本区地面沉降形成和发展的因素主要有软弱类土总厚度分布特征等内因以及人类工程活动程度、工程类型及荷载分布特点、地下水活动等因素。在固结程度较高、压缩性较低、密实度较高、力学强度较大的砂土和老黏土分布地段，地面沉降易发性相对要低；反之，在固结程度低、压缩性高、力学强度小、结构松散软弱的软黏性土、淤泥类土、泥炭土、松散砂、未固结人工填土分布地段，地面沉降高易发；地下水位变动少，常态地下水位较稳定的地段，地下水对地面沉降的贡献相对较少；人类工程-经济活动程度愈低，人类活动对土体的附加应力愈小，则地面沉降发生几率和发育规模愈小。

依据上述地面沉降影响因素，首先考虑地段土体类型、分布范围、埋藏深度、堆积厚度、工程地质特征及岩体分布情况等内在因素，结合地下水活动情况、人类工程-经济活动性质与程度进行地面沉降易发性的划分；然后综合考虑地面沉降的主内外影响因素及被影响对象情况，分析判断地面沉降潜在发育程度、规模、危害性和危险性，并综合地面沉降危险性现状评估，进行危险性划分；最后，依据易发性与危险性划分结果、地质环境条件、地面沉降地质灾害规模、程度等因素进行易发性及危险性的综合分区。区内地面沉降易发性以软弱类土分布、地下水水位降深、建设工程密度(上部荷载)作为评价因子，根据各因素的作用大小对其赋予不同分值(见表1)。

根据选取的地面沉降易发性评价指标和赋值情况，采用MAPGIS分别绘制了软弱类土厚度、地下水水位降深及建筑物密度三项参数量级赋值图，根据所得三张单因子分区及量级赋值图，叠加后得出地面沉降易发性分区图。三项指标值相加值即为各区域的综合得分。将区内地面沉降依据最后的综合得分划分为三个等级(见表2)。地面沉降易发性可分为三类：即高易发区、中等易发区、低易发区。

1.2 危险性判断量化指标

危险性主要反应地面沉降对当地民众生命、财产造成威胁和破坏的程度，其评价体系应包括当地人口密度、工程重要程度以及地面沉降灾害灾情损失统计等指标。本区由于灾害灾情损失统计数据获取困难，本次选取当地人口密度和建筑物重要程度为本次评价指标。

表1 地面沉降易发性评价因子赋值表

表2 地面沉降易发性等级划分表

1.2.1 评价因子赋值

一般情况下，不同建筑物密度其人口密度不同，可划分出不同人口密度区，区内人口密度等级划分见表3。地面沉降的危害除对生命造成威胁外，对工程建筑物的破坏是另一个重要方面，根据建筑物的类型，对其重要性进行划分，并赋予不同分值(见表3)。由于当地民众人身安全和财产安全都是十分重要的，故对于同一区域人口密度和建筑物重要性是两个并列指标，选其最大值。

表3 地面沉降危险性评价因子赋值表

1.2.2 地面沉降危险性分级

根据选取的地面沉降危险性评价指标和分级情况，采用MAPGIS分别绘制了人口密度及工程重要性的量级赋值图，根据所得的单因子分区及量级赋值图，叠加在一起，得出地面沉降危险性分区图。根据两项指标值选最大值作为最后得分值，将区内地面沉降依据最后的综合得分划分为三个等级(见表4)。

表4 地面沉降危险性等级划分表

2 地面沉降易发性及危险性综合评价

按以上分区原则、量化指标以及得分情况，将地面沉降易发性及危险性分区划分为8个区(见图1)，易发性总得分为7～13为高易发区，得分4～6为中易发区，得分0～3为低易发区；危险性得分0或1为危险性小区，得分2为危险性中等区，得分3为危险性大区。综合易发性得分及危险性得分将地面沉降分为高易发危险性大区(Ⅰ)，高易发危险性中等区(Ⅱ)，高易发危险性小区(Ⅲ)，中易发危险性大区(Ⅳ)，中易发危险性中等区(Ⅴ)、中易发危险性小区(Ⅵ)，低易发危险性大区(Ⅶ)、低易发危险性小区(Ⅷ)。

各区的分布及特征评述见表5。

图1 地面沉降易发性及危险性综合评价分区图

3 防治措施

根据前面的分析描述，工作区地面沉降影响因素和造成的危害主要可以通过五个方面来表征：软弱类土分布、地下水水位降深、建筑物密度、工程重要性、人口密度等。地面沉降防治主要围绕上述六个方面的内容来进行，主要措施应包括政策宣传、科普宣传、提高防灾减灾意识、专业防范和治理、科学规划、加强调查监测和研究、加强工程建设管理、合理开发地下水、制定相关法律法规等。

3.1 提高防灾减灾意识

加强地面沉降地质灾害的科普宣传，不断提高民众的防灾减灾意识，提高广大群众对地面沉降灾害的防范意识。宣传与教育相结合，推普节约用水知识，提高居民们节约能源的意识。

表5 地面沉降易发性及危险性综合评价表

3.2 科学规划，合理建设

有关部门应根据累积的地面沉降调查与监测成果资料，做好各项规划工作。重要工程设施和居民集中居住地等人口密集区，应尽可能避开区内地面沉降易发性大的区域，如软土厚度大的区域。另外，对重点产业项目的开展开发进行合理规划，严格控制区域内地下水的开采量，做到科学、合理开采地下水，严禁过量开采地下水，防止出现次一级降落漏斗中心，同时加强对地下水位动态的长期观测。

3.3 加强地下水开发利用管理

依法严格管理地下水资源，控制地下水开发利用强度，限制或减少地下水开采量，以其他水资源代替地下水资源，如当地水产养殖所需大量咸水采用海水代替地下咸水，以人工制保暖设备代替地下水保温；实行一水多用，充分综合利用地下水。另外，广种植被，增加地下水补给量，以确保地下水补给量与开采量的相对平衡。

3.4 做好专业防范和治理工作

加强地面沉降调查与监测，深入开展地面沉降防治研究工作，找准地面沉降的主要影响因素，采取科学有效的方法积极应对。对于已发生的地面沉降地质灾害应在做好调查与监测的基础上，采取合适的治理措施进行标本兼治；对于地面沉降易发性和危险性都比较高的地区，政府部门应做好引导工作，充分发挥专业技术队伍的优势，做好地面沉降的防范工作。

3.5 建立地面沉降监测预警网

建立地面沉降监测网，尽早发现沉降趋势，从而把它控制在最初始阶段。加强地面沉降地裂缝调查、监测与研究工作，摸清区内地面沉降状况，合理进行城市规划布局，减少灾害损失。

4 结语

本文综合地面沉降易发性、危险性分区原则，考虑软弱类土总厚度、 建设工程密度(上部荷载)、 地下水水位降深、 人口密度、工程重要性五种影响因素，将湛江市地面沉降易发性及危险性分区划分为8个区，依次为高易发危险性大区，高易发危险性中等区，高易发危险性小区，中易发危险性大区，中易发危险性中等区、中易发危险性小区，低易发危险性大区、低易发危险性小区，并根据地面沉降影响因素提出了科学、合理的地面沉降防治措施。

[1]广东省地质局水文工程地质一大队.广东省雷州半岛地下水资源开发利用产业化推进研究报告.2005.6.

[2]广东省地质局水文工程地质一大队.雷州半岛地区地下水流场特征及其变化趋势预测研究报告.2011.12.

[3]广东省地质矿产局.湛江综合区域地质调查报告.1989.

[4]粤西地质工程勘察院.1999年湛江市地面沉降监测报告.1999.9.

[5]广东省地矿局水文工程地质一大队.广东省湛江市地面沉降调查精密水准测量网测量设计书.1983.2.

[6]广东省地质矿产局水文工程地质一大队.广东省湛江市地面沉降调查精密水准测量报告.1985.3.

2017-01-13

中国地质调查局“全国地面沉降地裂缝调查” (水[2013]02-025-018)

王双(1984-)，女，吉林长春人，工程师，主要从事水文地质及环境地质工程方面工作。

P641.26

B

1004-1184(2017)02-0042-03