地面沉降

自然的地面沉降地球表面的海拔標(biāo)高在一定時(shí)期內(nèi)不斷降低的環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象叫地面沉降，是地層形變的一種形式。

地面沉降有自然的地面沉降和人為的地面沉降。自然的地面沉降一種是在地表松散或半松散的沉積層在重力的作用下，由松散到細(xì)密的成巖過程；另一種是由于地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地震等引起的地面沉降。人為的地表沉降主要是大量抽取地下水所致。

世界上地面沉降問題的發(fā)現(xiàn)，約始于20世紀(jì)初。最強(qiáng)烈的地面沉降發(fā)生于美國(guó)長(zhǎng)灘市威爾明頓油田，其最大累積沉降量達(dá)9米。中國(guó)的上海、天津、西安、常州等城市也先后發(fā)現(xiàn)地面沉降。

人為的地表沉降主要是大量抽取地下水所致地面沉降分構(gòu)造沉降、抽水沉降和采空沉降三種類型：

構(gòu)造沉降，由地殼沉降運(yùn)動(dòng)引起的地面下沉現(xiàn)象；

抽水沉降，由于過量抽汲地下水（或油、氣）引起水位（或油、氣壓）下降，在欠固結(jié)或半固結(jié)土層分布區(qū)，土層固結(jié)壓密而造成的大面積地面下沉現(xiàn)象；

采空沉降，因地下大面積采空引起頂板巖（土）體下沉而造成的地面碟狀洼地現(xiàn)象。中國(guó)出現(xiàn)的地面沉降的城市較多。

按發(fā)生地面沉降的地質(zhì)環(huán)境可分為三種模式：

1、現(xiàn)代沖積平原模式，如中國(guó)的幾大平原。

2、三角洲平原模式，尤其是在現(xiàn)代沖積三角洲平原地區(qū)，如長(zhǎng)江三角洲就屬于這種類型。常州、無錫、蘇州、嘉興、肖山的地面沉降均發(fā)生在這種地質(zhì)環(huán)境中。

3、斷陷盆地模式，它又可分為近海式和內(nèi)陸式兩類。近海式指濱海平原，如寧波；而內(nèi)陸式則為湖沖積平原，如西安市、大同市的地面沉降可作為代表。

大面積的地面下沉現(xiàn)象。造成地面沉降的自然因素是地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和地表土壤的自然壓實(shí)；人為的地面沉降主要是過量開采地下液體或氣體，致使貯存這些液、氣體的沉積層的孔隙壓力發(fā)生趨勢(shì)性的降低，有效應(yīng)力相應(yīng)增大，從而導(dǎo)致地層的壓密。

根據(jù)地面沉降發(fā)生的原因還可分為：

（1）抽汲地下水引起的地面沉降；

（2）采掘固體礦產(chǎn)引起的地面沉降；

（3）開采石油、天然氣引起的地面沉降；

（4）抽汲鹵水引起的地面沉降。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2010年10月，中國(guó)已經(jīng)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)具有不同程度的區(qū)域性地面沉降的城市有30多座。在華北平原，地面沉降量超過200毫米的區(qū)域已達(dá)6萬多平方公里，占華北平原面積的近一半，北京、天津、滄州等地沉降最嚴(yán)重。[2]但因沒有進(jìn)行全國(guó)性的全面的城市精密測(cè)量，所以統(tǒng)計(jì)未給出沉降城市的準(zhǔn)確數(shù)字。以下簡(jiǎn)要介紹幾座地面沉降較嚴(yán)重的城市。

1、上海市。從1921年發(fā)現(xiàn)地面下沉開始，到1965年止，最大的累計(jì)沉降量已達(dá)2.63米，影響范圍達(dá)400平方公里。有關(guān)部門采取了綜合治理措施后，市區(qū)地面沉降已基本上得到控制。從1966—1987年22年間。累計(jì)沉降量36.7毫米，年平均沉降量為1.7毫米。

2、天津市。從1959—1982年間最大累計(jì)沉降量為2.15米。1982年測(cè)得市區(qū)的平均沉降速率為94毫米。最大累計(jì)沉降量已達(dá)2.5米，沉降量100毫米以上的范圍已達(dá)900平方公里。

3、北京市。從70年代開始，北京的地下水位平均每年下降1—2米，最嚴(yán)重的地區(qū)水位下降可達(dá)3—5米。地下水位的持續(xù)下降導(dǎo)致了地面沉降。有的地區(qū)（如東北部）沉降量590毫米。沉降總面積超過600平方公里。而北京城區(qū)面積僅440平方公里，所以，沉降范圍已波及到郊區(qū)。

4、西安市。地面沉降發(fā)現(xiàn)于1959年、1971年后隨著過量開采地下水而逐漸加劇。1972—1983年，最大累計(jì)沉降量777毫米，年平均沉降量30—70毫米的沉降中心有5處。1983年后，西安市地面沉降趨于穩(wěn)定發(fā)展，部分地區(qū)還有減緩的趨勢(shì)。到1988年最大累計(jì)沉降量已達(dá)1.34米，沉降量100毫米的范圍達(dá)200平方公里。

5、太原市。經(jīng)1979年、1980年、1982年三次在市區(qū)600平方公里范圍的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)沉降量大于200毫米的面積有254平方公里，大于1000毫米的沉降區(qū)面積達(dá)7.1平方公里。最嚴(yán)重的是吳家堡，其次是小店。吳家堡水準(zhǔn)點(diǎn)的累計(jì)沉降量：1980年是819毫米，1982年是1232毫米，到1987年累計(jì)沉降量達(dá)1380毫米。

廣州地鐵引發(fā)的地面沉降地面沉降的危害主要有：

(1)毀壞建筑物和生產(chǎn)設(shè)施;

(2)不利于建設(shè)事業(yè)和資源開發(fā)。發(fā)生地面沉降的地區(qū)屬于地層不穩(wěn)定的地帶，在進(jìn)行城市建設(shè)和資源開發(fā)時(shí)，需要更多的建設(shè)投資，而且生產(chǎn)能力也受到限制;

(3)造成海水倒灌。地面沉降區(qū)多出現(xiàn)在沿海地帶。地面沉降到接近海面時(shí)，會(huì)發(fā)生海水倒灌，使土壤和地下水鹽堿化。

1、減少地下水的開采量。

2、調(diào)整地下水的開采層次?？蓪㈤_采上部含水層的層次轉(zhuǎn)向下部含水層。這對(duì)地面沉降有一定的緩和作用。

3、人工回灌地下水含水層。以提高地下水位，達(dá)到緩和地面沉降的效果。