多地超采地下水致地面沉降 專家稱不該飲鴆止渴

發(fā)生在江西贛州的地面沉降災(zāi)害。

　　專家檔案

　　秦四清中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員，博士生導(dǎo)師。中國地質(zhì)學(xué)會(huì)工程地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)委員；巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)理事；兼任《工程地質(zhì)學(xué)報(bào)》編委；《巖土工程學(xué)報(bào)》編委等職。曾獲國際工程地質(zhì)與環(huán)境學(xué)會(huì)“RichardWolters”獎(jiǎng)和國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，長(zhǎng)期從事工程地質(zhì)學(xué)、巖土力學(xué)與巖土工程學(xué)的研究。

　　核心提示

　　近日，媒體報(bào)道了我國多個(gè)城市受到地面沉降的威脅，地面沉降已成為目前許多城市的一大地質(zhì)災(zāi)害。因?yàn)槭玛P(guān)生命財(cái)產(chǎn)安全，所以這個(gè)問題受到普遍關(guān)注——沉降是否能得到控制、能否守住地平線？今天就請(qǐng)地質(zhì)專家從科學(xué)的角度解讀一下地面沉降的危害及防治。

　　沉降量超200毫米地區(qū)已達(dá)7.9萬平方公里

　　遼寧日?qǐng)?bào)：央視報(bào)道了多個(gè)城市發(fā)生地面沉降的情況，沉降問題再次受到人們關(guān)注。您是研究地質(zhì)的專家，在調(diào)查和研究中，一定對(duì)地面沉降的危害有了直觀和獨(dú)特的感受吧，請(qǐng)您給我們講講。

　　秦四清：我們?cè)鴮?duì)我國的一些發(fā)生沉降的地區(qū)做過研究和調(diào)查，在這個(gè)過程中，我們感覺地面沉降已經(jīng)對(duì)我國一些地區(qū)形成了較為嚴(yán)重的威脅，比如在北方某沿海地區(qū)，發(fā)生沉降的城市區(qū)域時(shí)常被潮水沿下水道倒灌，導(dǎo)致排污不暢，污水上涌，城市長(zhǎng)時(shí)間積水，如果趕上臺(tái)風(fēng)、暴雨及發(fā)生洪水，大面積的地勢(shì)低洼使洪澇災(zāi)害的發(fā)生及受災(zāi)程度加劇，直接威脅生命財(cái)產(chǎn)安全。

　　遼寧日?qǐng)?bào)：我們一般直接想到和擔(dān)心的是房屋會(huì)不會(huì)隨地面沉降而發(fā)生危險(xiǎn)？

　　秦四清：理論上是有可能的。地面沉降導(dǎo)致高層建筑的不穩(wěn)定是直觀的，還有一些“隱性”的問題也尤為突出，如造成煤氣、自來水、排污管道斷裂，道路開裂，影響城市安全，其他依附在地表的構(gòu)筑物也 “難以幸免”，比如橋墩錯(cuò)位、鐵路路基斷裂。可以說，地面沉降作為一種緩慢的地基壓縮變形過程，對(duì)生活在地表之上的人類來說，會(huì)形成比較復(fù)雜的災(zāi)害鏈，特別是在現(xiàn)代化、城市化日益加深的今天。

　　遼寧日?qǐng)?bào)：看來，一旦發(fā)生地面沉降災(zāi)害，損失是巨大的。

　　秦四清：是的，地面沉降威脅著堤壩、房屋、管道、交通等設(shè)施的完整和安全，需要不斷投入資金來維護(hù)，改建排污泵站，遷移低洼區(qū)工廠、居民區(qū)等，城市建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用巨大；新建的公路、鐵路、碼頭、港口、機(jī)場(chǎng)及城市各種建筑物均需要提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，增加基建投資。

　　當(dāng)然，災(zāi)害形成后的直接損失也是巨大的，比如有專家做過統(tǒng)計(jì)，上海從上世紀(jì)初到2003年，因沉降造成的損失可達(dá)2900億元，蘇州、無錫、常州、嘉興地區(qū)也損失了500多億元。

　　遼寧日?qǐng)?bào)：近日，中央電視臺(tái)報(bào)道說我國有50多個(gè)城市面臨地面沉降的威脅。哪些地區(qū)比較嚴(yán)重？

　　秦四清：我國地面沉降的較為嚴(yán)重的區(qū)域主要有三大片區(qū)，一個(gè)是長(zhǎng)江三角洲地區(qū)，一個(gè)是華北地區(qū)，另外就是陜西和山西的汾渭地區(qū)，按面積來說，全國地面沉降量超過200毫米的地區(qū)達(dá)到7.9萬平方公里，我國東、中部地區(qū)的上海、天津、北京、江蘇、浙江、河北等17個(gè)省市，沉降總面積超過5萬平方公里，較嚴(yán)重的城市有上海、天津、臺(tái)北、蘇州、寧波等地。

發(fā)生在長(zhǎng)沙機(jī)場(chǎng)公路的沉降災(zāi)害。

　　地下水超采是主因 調(diào)水工程可“治本”

　　遼寧日?qǐng)?bào)：為什么這些地區(qū)沉降的比較嚴(yán)重？造成地面沉降的主要原因是什么？

　　秦四清：影響地面沉降的有6個(gè)因素，包括構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、區(qū)域性海平面上升、地?zé)衢_采、煤炭石油開采、工程沉降、地下水開采等。前4項(xiàng)引起的沉降與后兩項(xiàng)相比，引起的沉降量要么很小，要么及其緩慢，要么影響范圍很小，而工程沉降、地下水開采卻是影響剛才提到的三大片區(qū)沉降的普遍而直接的原因，其中地下水超采則是最主要的原因，所起作用在許多地區(qū)甚至達(dá)到了90%。全國40多個(gè)城市因?yàn)椴缓侠黹_采地下水而發(fā)生地面沉降，其中沉降中心累計(jì)最大沉降量超過2米的有上海、天津、太原等。

　　遼寧日?qǐng)?bào)：抽地下水為什么能引發(fā)沉降？

　　秦四清：我們抽取的地下水都是含水層中的水，含水層主要是由砂和水構(gòu)成，其富含的孔隙水對(duì)上面(粘)土層及地表壓力產(chǎn)生了一個(gè)向上的托付力。在地下水開采后，地下水位下降，使地層中土顆粒所承擔(dān)的那部分力(有效應(yīng)力)增大，從而引起土體壓縮，伴隨上面的土層整體下壓，在地面則表現(xiàn)為沉降，抽水越多，壓得越低，地面隨之沉降的越厲害，這種現(xiàn)象成正比關(guān)系。

　　遼寧日?qǐng)?bào)：原來開采地下水有可能產(chǎn)生如此大的副作用，那么地下水到底是采、還是不采？

　　秦四清：水是生命之源，經(jīng)濟(jì)發(fā)展之本。我國的地表水(庫水、河水、江水等)資源不夠豐富，且水資源分布不均，大部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)依賴于地下水資源的開采，如目前華北平原地下水開采量為每年206億立方米，主要用水需求靠地下水支撐。

　　所以，完全禁采地下水也是不現(xiàn)實(shí)的。但是減少對(duì)地下水的開采是可行的。因?yàn)橐粋€(gè)重大的措施是大力發(fā)展調(diào)水工程，如引灤入津、南水北調(diào)等調(diào)水工程等都在一定程度上緩解了缺水地區(qū)的地下水開采量，起到了控制沉降作用，我想這在目前是一個(gè) “治本”的措施。

　　遼寧日?qǐng)?bào)：既然是由于超采地下水造成的地面沉降，那么補(bǔ)充地下水是不是可以減少危害？

　　秦四清：補(bǔ)充地下水層我們稱之為人工回灌，從理論上說，它確實(shí)是防止和治理地面沉降的手段之一，但是在現(xiàn)實(shí)中回灌面臨著很大的困難，主要是本來水就短缺，難有更多余的水來回灌，而且為控制地面沉降進(jìn)行人工回灌的工程量一般都大，短時(shí)間內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。

　　遼寧日?qǐng)?bào)：雨水回灌行不行？

　　秦四清：可以，但是必須經(jīng)過收集、凈化處理，因?yàn)榛毓嗍侵苯友a(bǔ)充深部的含水層，所以不能低于當(dāng)?shù)氐叵滤|(zhì)量現(xiàn)狀。根據(jù)各地的水文地質(zhì)條件，特別是已發(fā)生較為嚴(yán)重沉降的地區(qū)，籌措水源，因地制宜開始地下水人工回灌是必要的，是補(bǔ)救和防治沉降的重要手段之一。

　　打井深度學(xué)問大首部防治規(guī)劃已出臺(tái)

　　遼寧日?qǐng)?bào)：常有某地突然出現(xiàn)塌陷坑的事件，是不是地面沉降的表現(xiàn)？

　　秦四清：個(gè)別的塌陷可能有多種原因造成，比如地下管線施工回填不實(shí)形成路基空洞、地鐵隧道施工造成的地層擾動(dòng)，當(dāng)然也有由于長(zhǎng)期干旱或超采地下水也導(dǎo)致某位點(diǎn)的地表承載力不足，導(dǎo)致塌陷，所以要具體分析，不能簡(jiǎn)單歸結(jié)為地面整體沉降。

　　遼寧日?qǐng)?bào)：地下水開采量和地面沉降的關(guān)系是否應(yīng)該有一個(gè)科學(xué)的界定和估算？

　　秦四清：是的，我們講要科學(xué)防治地面沉降，那么首先一點(diǎn)要做的就是要研究開采地下水引起的各土層的變形特征以及過量開采引起的地面沉降在時(shí)間、空間上的分布規(guī)律，通過建立模型以及相關(guān)的數(shù)值模擬做相應(yīng)的闡述，為合理開采和科學(xué)防治提供依據(jù)。在這方面我們有許多工作要做。

　　遼寧日?qǐng)?bào)：您能不能給我們舉個(gè)例子？

　　秦四清：比如，調(diào)整地下水的開采層次作為一種輔助措施，在一定階段有助于控制地面沉降。我們對(duì)天津某沉降地區(qū)的研究后發(fā)現(xiàn)，同時(shí)開采第二、五含水層引起的地面沉降量最大，一年最大沉降量達(dá)到94.2毫米，同時(shí)開采第三、五含水層引起的地面沉降量最小，一年最大沉降量?jī)H為53.1毫米。

　　我們建議對(duì)地下水的開采做一個(gè)合理的規(guī)劃，確定地下水超采區(qū)，劃定限采區(qū)和禁采區(qū)，實(shí)現(xiàn)地下水資源的動(dòng)態(tài)管理，把地下水開采量控制在合理范圍之內(nèi)。

　　遼寧日?qǐng)?bào)：地面的沉降是潛移默化的，很細(xì)微，每年可能只有幾毫米，不易察覺，能否進(jìn)行監(jiān)測(cè)？

　　秦四清：現(xiàn)代科技手段完全可以對(duì)地面沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)，許多城市已經(jīng)建立地面沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)，實(shí)行地下水位及地面沉降同步監(jiān)測(cè)，掌握地下水位及地面沉降變化趨勢(shì)，使政府決策有的放矢。

　　遼寧日?qǐng)?bào)：地面沉降是個(gè)關(guān)系到生命財(cái)產(chǎn)安全及可持續(xù)發(fā)展的大問題，必須高度重視、早加治理。

　　秦四清：國家和地方政府非常重視這個(gè)問題，國土資源部有專門的部門來負(fù)責(zé)地面沉降問題，各地也采取了積極措施進(jìn)行科學(xué)防治，通過健全法制、規(guī)范管理來加強(qiáng)地面沉降的綜合防治。

　　在這方面，可參考上海等城市的做法。上海等城市已制定了相應(yīng)的如 “深井管理辦法”、“取水許可制度實(shí)施細(xì)則”、“地面沉降監(jiān)測(cè)設(shè)施管理辦法”、“地面沉降防治管理辦法”、“地面沉降災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估方法”等行政法規(guī)。通過一系列舉措，我國很多地區(qū)的地面沉降現(xiàn)象得到了一定程度的控制。我國首部地面沉降防治規(guī)劃在不久前出臺(tái)，把地下水資源管理和地面沉降區(qū)監(jiān)測(cè)、防控作為重點(diǎn)任務(wù)，相信會(huì)起到更大的作用和效果。

　　遼寧日?qǐng)?bào)：謝謝您的講解，這更增強(qiáng)了我們對(duì)地面沉降防治的認(rèn)識(shí)和信心。

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