珠江三角洲地区地面沉降现状及成因分析

谢先明，王 松，李 明，周振钊，吴丽霞

（广东省水文地质大队，广东 广州510080）

地面沉降引发建筑物地基下沉、房屋开裂、地下井管破损、抬升、洪涝及风暴潮灾害加剧等一系列问题，给居民生活经济造成巨大损失。地面沉降地质灾害具有形成时间长、影响范围广、防治难度大、难以恢复等特点，已成为影响珠江三角洲地区经济可持续发展的突出环境问题之一。因此深入研究珠江三角洲地区地面沉降现状，及时更新沉降研究数据，对该地区地面沉降地质灾害防治工作具有重要意义。

1 珠江三角洲地区地面沉降现状

1.1 历史累计沉降量

通过2019年最新调查数据，对珠江三角洲地区地面历史累计沉降量进行分级，结果显示，珠江三角洲地区历史累计沉降量以小于100mm为主，面积7206km2，占珠江三角洲地区面积53.5%。历史累计沉降量较大区（大于300mm）面积508km2，主要分布于珠海市金湾区红旗镇、三灶镇，斗门区井岸镇、乾务镇、白蕉镇，中山市坦洲镇、民众镇，江门市江海区礼乐街道、新会区三江镇等地（表1、图1）。中山、珠海等地局部历史累计沉降量大于1000mm，其中最大历史累计沉降量可达1800mm。

图1 珠江三角洲地区历史累计沉降量等值线图

表1 珠江三角洲地区历史累计沉降量分级统计表

1.2 平均沉降速率

根据2018年1月至2019年5月遥感解译数据，珠江三角洲地区该时间段内地面沉降速率以0～10mm/a居多，其次为10～30mm/a，分别占该地区总面积的18.37%和11.74%，沉降速率大于30mm/a区域面积仅有400km2，只占该地区总面积的3.17%。见表2。

表2 珠江三角洲地区沉降速率分级统计表

平均沉降速率大于30mm/a区域与地面历史累计沉降量大区分布一致。主要分布于珠海市金湾区和斗门区，沿鸡啼门水道和磨刀门水道广泛发育，平沙农场—白蕉镇，白蕉工业园—横琴镇等地成片发育，江门新会区礼乐街办、蓬江区连洲镇、蓬江镇，中山市板芙镇、横沥镇，南沙区龙穴街道、南沙港三期、万顷沙镇、东莞市滨海新区、佛山市桂城街办等地局部分布。此类区域历史累计沉降量也大多大于300mm。

沉降速率10～30mm/a区域主要分布于珠海市、江门市新会区、中山市。珠海市与新会区有成片分布特征，大多与沉降速率大于30mm/a区域相伴生，中山市大部分地段分布呈斑块状特征，佛山市桂城街办、四会市大旺农场、花都赤泥镇等呈零星分布。

沉降速率0～10mm/a区域主要分布于佛山市、广州市、深圳市、东莞市等中部地区，呈斑块状广泛分布。

1.3 沉降现状特征

结合前人资料，分析最新野外调查获得的历史累计沉降量和InSAR解译的沉降速率得出，珠江三角洲地区地面沉降主要分布于中、南部滨海平原、河网密集区，沉降中心主要位于珠江三角洲平原前缘，珠海斗门—珠海金湾、广州南沙—中山民众—中山坦洲、江门新会等地，总体上表现出从北向南、由内陆到河口逐渐增大的趋势。

2 珠江三角洲地区地面沉降成因分析

2.1 软土是控制地面沉降发育最主要内在因素

软土的存在是珠江三角地区地面沉降产生的物质基础，软土固结变形是引发软土地面沉降的主要原因。软土的分布与珠江三角洲地区地面沉降具有较高相关性[1]。珠江三角洲地区软土分布范围广，沉积厚度大，以海相沉积的淤泥、淤泥质土、泥炭土、淤泥质砂等为主，具有低强度、高压缩性等特点，极易在荷载作用下发生变形，形成地面沉降等灾害。珠三角软土固有特性导致该地区沉降极为发育，是控制珠三角地区地面沉降发育的最主要因素。

2.2 上部荷载加速了地面沉降的发展

珠江三角洲地区地面沉降与人类工程活动关系十分密切。人类工程活动加速或加剧了该地区地面沉降发育。上部荷载引起的地面沉降已成为部分地区地面沉降的主要控制因素，局部地区甚至影响大于地下水开采。按照荷载的类型，又可分为静荷载影响和动荷载影响。静荷载主要体现在地面建筑物修建、桥梁道路建设、围海造地建设、地下空间开发等方面，动荷载主要体现于珠江三角洲发达的交通网络，繁忙的交通物流，车辆动荷载的影响不容忽视。

2.3 地下水位变动是地面沉降的另一重要因素

孔隙水从土中排出，引起土层中孔隙水压力降低，导致颗粒间有效应力增加，等同于给土层施加附加应力，使软弱土层受到压缩产生变形。变形量的大小，受应力大小（即水位变幅）、压缩层的物理力学性质以及距含水层的距离等因素控制，各土层压缩变形的叠加，即表现为地面沉降变形[2]。因此地下水集中开采，引起区域性水位下降，是导致地面沉降的重要因素之一。珠三角地区因地下水位变动引起地面沉降主要表现在三个方面，一是集中开采利用地下水，二是工程建设施工抽排地下水，三是矿产资源开发导致地下水位变动引发地面沉降。分析2019年珠江三角洲地区浅层地下水枯水期等水位线与沉降量等值线可知，沉降量大的地区其水位高程均相对较小。

2.4 多种因素综合作用产生的地面沉降普遍存在

珠江三角洲地区有一定厚度的软土分布面积达8730m2，其分布在平面上具有广泛性，垂向上具有多层性，总厚度大，部分单层厚度大等特征[3]。因此，软土自固结产生的沉降是珠江三角洲地区主要的沉降类型，分布上具有普遍性。同时，珠江三角洲地区也是我国经济最为发达的地区，经济快速发展，城镇建设日新月异，大型建筑、重大基础工程鳞次栉比，在软土极其发育的城镇地区往往也存在较大动、静荷载，加剧、加速地面沉降发生的情况，如在中山、珠海等地中心城镇区，软土非常发育，存在各类工厂、生产基地低层建筑荷载与软土自重固结同时起作用导致地面沉降发生。同时作为沿海城市，工程建设广、水产养殖业较为发达，部分软土分布区也存在集中抽排地下水，即在软土自固结产生的基础上，地下水位变动加速了地面沉降的发生。因此，在珠江三角洲地区地面沉降，往往是伴随两种或两种以上多种因素综合导致。

3 结论

珠江三角洲地区地面沉降广泛发育，发育面积约8800km2，但历史累计沉降量多以小于100mm为主。沉降中心主要位于珠海斗门—珠海金湾、广州南沙—中山民众—中山坦洲、江门新会等地，总体上表现出从北向南、由内陆到河口逐渐增大的趋势。

软土自重固结是珠江三角洲地区地面沉降的主要内因，上覆动、静荷载的影响、地下水位的变动加剧、加速了该地区地面沉降的发育，综合因素导致的地面沉降普遍存在。