地面沉降研究

【摘要】：地面沉降是一种慢性的具有严重危害性的地质灾害，地下水的长期过量开采导致我国地面沉降灾害不断加剧，给居民的生命安全造成了巨大的威胁，给生产建设造成极大危害。

要防治地面沉降发生，必须认清其产生的根源，方能收到药到病除的效果。本文系统的分析和论述了地面沉降的成因、危害，提出了较为科学的预防和治理的措施。

【关键词】：地面沉降；危害；防治措施

中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号：

地面沉降的成因

1.1

地面沉降的地质原因

从地质因素来看，自然界发生的地面沉降有以下三种原因：（1）地震导致地面沉降。（2）地表松散地层或半松散地层等在重力作用下，在松散层变成致密的、坚硬或半坚硬岩层时，地面会因地层厚度的变小而发生沉降。（3）因地质构造作用导致地面凹陷而发生沉降。

1.2

地面沉降的人为原因

地面沉降主要由抽水作用形成，但又与软土层的厚度、地壳下沉，以及高层建筑等因素密切相关。

造成我国地面沉降的成因，主要是地下水的长期过量开采，同时，第四纪以来的活动断裂和构造沉降，加剧了这一灾害的发生和危害。（1）过量开采地下水引起地面沉降。（2）开采地热引起地面沉降。（3）开采油气资源引起地面沉降。（4）地表荷载引起地面沉降。

1.3

地面沉降模式

我国出现的地面沉降的城市较多。按发生地面沉降的地质环境可分为三种模式：（1）现代冲积平原模式。（2）三角洲平原模式。（3）断焰盆地模式，它又分为近海式和内陆式两类。近海式指滨海平原，如宁波；而内陆式则为湖冲积平原，如西安市、大同市的地面沉降可作为代表。

2地面沉降的危害

地面沉降给工农业生产工农业生产、交通运输、城市建设和人民经济、生活造成严重的危害，使城市环境明显恶化，对农村的影响也很大，具体表现如下：（1）地面沉降造成房屋桥梁开裂、倾斜、倒塌，道路凹凸不平或断裂，尤其使铁路交通安全受到威胁。（2）地面沉降使桥梁下沉，河道桥下净空减少，通航能力降低。（3）地面沉降引起的地裂缝加剧建筑物的破坏程度及水质污染，而且常常成为深部有害气体逸出地面的通道，对人体健康造成严重危害。（4）地面沉降使水准点失准，地面高程资料失真。城市建设所需要的水准 资料需从新的水准点引测，增大了水准测量的工作量。大范围的高程损失及其不均衡动态变化，将导致城市规划失真，给城市埋下了不可预见的隐患，造成巨大的经济损失。（5）城市地下管网受到破坏。（6）地面沉降引起安全高程损失，沿海地区抵抗风暴潮能力降低，风暴潮频率增加。（7）地面沉降在破裂拦河堤坝等防洪设施的同时，相对加高河床，使城市面临严重的水患威胁；地面沉降导致河床积水，影响河道输水。（8）地面沉降损失地面标高造成雨季地表积水，使沉降城市普遍存在较为严重的滞洪积水问题，不仅影响了城市的交通和环境，而且常使得地下室和低层建筑物在汛期被水淹没，造成经济损失，降低城市排污能力，不断扩大防洪面积加大了相关防洪工程的资金投入，而农田低洼地区则会积水，农作物减产。（9）地面沉降使浅层地下水位变浅，破坏地下含水层结构，引发一系列环境问题。

综上所述不难发现，地面沉降将会大幅消减沉降区的土地利用价值。土地盐碱化降低了工农业的产量，地面沉降引发地裂会使城市房地产用地紧张。地面沉降给城市规划、建设带来巨大的负面影响，阻碍了地区经济发展。

3防治地面沉降灾害的对策和建议

防治地面沉降灾害，是一项综合工程，它既属于地质系统，又属于社会系统，因此需要多方面共同参与，更需要科学技术支撑。地面沉降灾害的防治包括灾前预防和灾后治理，应以预防为主，防治结合。针对地面沉降灾害发生的原因，制定灾害防治措施。

3.1预防措施

一要加强地面沉降调查与监测工作。定期进行水准测量；进行地下水开采量、地下水位、地下水压力、地下水水质监测及监测及回灌监测等。区域控制不同水文地质单元，重点监测地面沉降中心、重点城市及海岸带。查明地面沉降及致灾现状，研究沉降机理，找出沉降规律，预测地面沉降速度、幅度、范围及可能危害，为控制减灾提供科学依据并且建立预警机制。二政府宏观统一组织，设立专门的地面沉降监测机构。三运用新技术、新方法，提高地面沉降监测水平。四制定相应的法规制度，使地面沉降的防治步入法制的轨道。

3.2地面沉降的控沉措施

3.2.1控制地下水开采量

大量地面沉降案例证明，过量开采地下水是导致我国地面沉降的主要原因，减轻地面沉降灾害的措施中最主要的就是人为控制地下水开采量，从而控制地下水降落漏斗的扩张，减少水位降落幅度。在地面沉降剧烈的情况下，应暂时停止开采地下水。若条件允许，可开辟新的水源地。

3.2.2调整地下水开采层次和时间

力求达到城市用水供需平衡的同时，根据水资源分布状况和地下水降落漏斗中心位置，对生产井网在沉降区的分布进行调整，合理选择开采区，调整开采层次和开采时间，避免开采地区、时间过分集中，同时应尽量选择拥有充足补给源的含水层进行开采，适度开采更

深层次地下水。调整开采层次是减轻地面沉降的一种辅措施，调整开采井布局、开采层位和开采时间是合理进行地下水开采的前提。

3.2.3人工回灌地下含水层

开采地下水后应及时回灌，人工回灌地下含水层实际上是用人工灌水的方法补充地下水量，以提高地下水位，达到缓和沉降速率的效果，向地下水进行人工补给灌注时，要严格控制会灌水源水质标准以防地下水被污染，并根据地下水的动态和地面沉降规律，制定合理的回灌方案，回灌可充分利用雨水多的季节蓄积的地表水和城市用水淡季自来水厂多余的水。利用地下水的采、灌数学模型，既合理开发利用了地下水，又达到了基本控制地面沉降的目的。

3.2.4引调客水

地面已经发生沉降或缺水的城市，应在减少地下开采的同时，规划建设饮水工程，想办法从水源充足的地方引调客水。新建的城镇应尽量避开致灾区，先找到充足的水源后再规划城市，不得先建城市后寻找水源。

3.3防护措施

地面沉降除有时会引起工程建筑不均匀沉降外，主要是因沉降区地面标高降低，导致积洪滞涝、海水入侵等次生灾害。针对这些次生灾害，采取的主要防护措施是修建或加高加固防洪堤、防潮堤以及疏导河道，兴建排洪排涝工程、垫高 建设场地、适当增加地下管网强度等。

3.4避灾措施

搞好规划，一些对沉降比较敏感的新扩建工程项目，要尽量避开地面沉降严重和潜在的沉降隐患地带，以免造成不必要的损失。

4当前地面沉降防治存在的问题

一系统内包括国土资源系统和地勘系统，对地面沉降防治高度重视，但是系统外包括个别地方政府，对此了解还不够，这跟地面沉降防治的宣传有关。二防治过程中，还存在个别主要用水单位不顾地质环境，严重超采地下水的情况。我们要让这些单位对地面沉视起来，

也要依法督促和指导他们积极参与地面沉降防治。三防控措施还不够，效果还不能适应社会主义工业化、城镇化建设的发展需要。目前，我国的地面沉降面积还在不断扩大，超过50

个主要城市受到影响。

5结束语

地面沉降一旦形成便难以恢复，其发展过程基本上是不可逆的，影响也是长远的。值得庆幸的是，我国已开始重视这个问题，加大了地面沉降的监测资金投入，控制人口增长、合理开采地下水等一系列政策的出台使我国很多地区的地面沉降现象已经或将得到控制，对地面沉降的机理、防治等方面的研究取得了一系列成果但是，以往我国对地面沉降研究的重点及监控措施的投入只限于沿海大城市，而在沿海其它沉降地区，对地面沉降研究和监测工作仍然十分薄弱，今后这些地区的经济建设将快速发展，用水量也不断增加，如果地面沉降得不到治理，将会使地质环境日趋恶化的严峻局面。

参考文献：

[1]唐辉明.工程地质学基础[M].北京：化学工业出版社，2008.

[2]张咸恭，王思敬等.中国工程地质学.北京：科学出版社，2000.

[3]张云，叶淑君.中国地面沉降及其需要解决的几个问题.第四纪研究，2003,23（6）.