??? 在過(guò)度開(kāi)采地下水方面,長(zhǎng)江三角洲最為典型。1970年以前,這個(gè)地區(qū)紡織業(yè)發(fā)達(dá),但能源緊缺,所以需要集中開(kāi)采地下水用于紡織廠的空調(diào)降溫。1980年以來(lái),隨著城市周邊地區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的興起,地下水又被大量開(kāi)采,而且地表河道不斷被污染,這使得地表水質(zhì)量普遍下降,地下水開(kāi)采規(guī)模日趨擴(kuò)大。而在華北地區(qū),因?yàn)槿彼叵滤拈_(kāi)采量增加,地下水位下降,形成了漏斗,破壞了地層巖土力學(xué)平衡,很多地方都出現(xiàn)了沉降。
??? 地面沉降的一個(gè)很大的危害就是出現(xiàn)地裂縫。地面沉降比較均勻時(shí),其破壞性顯得不那么突然,而不均勻時(shí),就容易出現(xiàn)地裂縫。如果建筑物正好在這個(gè)地裂縫上,且不是鋼筋混凝土澆鑄的,墻體就容易裂開(kāi),存在較大的事故隱患。目前,西安市市區(qū)內(nèi)就已經(jīng)出現(xiàn)了11條明顯的地裂縫。城市地面不均勻的沉降,很可能將掩埋在地下的管線拉斷,從而帶來(lái)巨大的事故隱患。
??? 其實(shí),地面沉降現(xiàn)象在國(guó)外也時(shí)有發(fā)生。1891年,墨西哥城最先記錄了這一現(xiàn)象。之后,全球有50多個(gè)國(guó)家和地區(qū)發(fā)生了地面沉降。相對(duì)而言,地面沉降在日本和美國(guó)更加突出。1981年,日本有59個(gè)地區(qū)沉降明顯。美國(guó)1995年在其50個(gè)州都發(fā)現(xiàn)有地面沉降。加州薩克拉門托流域從1925年到現(xiàn)在,下沉了9米多。
??? 我國(guó)上報(bào)的數(shù)據(jù)大多數(shù)不過(guò)2米~3米,看起來(lái)沒(méi)有美國(guó)那么嚴(yán)重,但因?yàn)槲覈?guó)開(kāi)展監(jiān)測(cè)的時(shí)間比較晚,監(jiān)測(cè)時(shí)的起始數(shù)據(jù)跟國(guó)外不同。不管怎樣,可以肯定的是,隨著地下水、油氣等資源的開(kāi)采量越來(lái)越大,地面沉降會(huì)加劇,面積也會(huì)擴(kuò)大。
??? 雖然地質(zhì)原因造成的地面沉降很難控制,但人為因素所導(dǎo)致的沉降,是可以應(yīng)對(duì)的。地面沉降一旦形成規(guī)模,以人類現(xiàn)在的能力和技術(shù),治理和恢復(fù)起來(lái)比較困難。如果我們杜絕或者減少沉降的人為因素,可以減緩或者終止地面沉降。對(duì)于已經(jīng)形成的地下漏斗,人工回灌地下含水層的方法可以將其填滿。
??? 地面沉降一直是困擾我國(guó)中、東部許多城市建設(shè)和發(fā)展的地質(zhì)災(zāi)害,主要發(fā)生在三角洲和濱海平原、沖洪積平原、內(nèi)陸盆地等。據(jù)介紹,近20年來(lái),地面沉降大有蔓延之勢(shì),從過(guò)去的上海逐步發(fā)展到長(zhǎng)三角、珠三角、京津塘和華北等廣大地區(qū),95個(gè)城市受到地面沉降的威脅。河北平原地面沉降大于200毫米的面積達(dá)到4.855萬(wàn)平方公里。到2003年底,北京已經(jīng)形成5個(gè)地面沉降區(qū),累計(jì)沉降量大于50毫米的地區(qū)已達(dá)到2815平方公里,最大沉降量達(dá)到722毫米,并呈加快趨勢(shì)。
??? 地面沉降控制與可持續(xù)發(fā)展
??? 為控制地面沉降,我國(guó)有關(guān)部門進(jìn)行了不懈的努力,并取得了一定的成效。江蘇省2000年出臺(tái)了蘇錫常地區(qū)限期開(kāi)采地下水的規(guī)定,經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐,地下水水位得到了回升,地面沉降速率減緩。上海市目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本不使用地下水,計(jì)劃到2010年,工業(yè)與鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)地下水開(kāi)采量降到2500萬(wàn)立方米/年,同時(shí)回灌量達(dá)到2500萬(wàn)立方米/年,加上對(duì)密集高大建筑物的規(guī)劃限制和對(duì)建筑基坑排水治理等相關(guān)措施,屆時(shí)年沉降速率將控制在地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的最大范圍——5毫米內(nèi)。天津市1973年在1635平方公里范圍內(nèi)建立了精密水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)網(wǎng)后,2005年監(jiān)測(cè)布網(wǎng)面積達(dá)到了3850平方公里,水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)達(dá)到1624個(gè),完成了國(guó)家級(jí)GPS一級(jí)網(wǎng)建設(shè)和沉降易發(fā)區(qū)二級(jí)網(wǎng)建設(shè),并在全市范圍內(nèi)建立了10個(gè)分層標(biāo)組和兩個(gè)基巖標(biāo)。2002年6月,北京市地面沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)站預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)正式啟動(dòng)。
??? 據(jù)了解,河北省正在探討把“南水北調(diào)”調(diào)過(guò)來(lái)的水注入地下,利用地下漏斗建成“地下水庫(kù)”,控制地面沉降。在上海、北京等城市,地下水回灌都取得了不錯(cuò)的效果。2006年,上海平均地面沉降量為7.5毫米,比2000年的平均地面沉降量低了4.8毫米。目前,國(guó)家正在積極組織對(duì)長(zhǎng)三角、華北平原等地區(qū)地面沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè),上海、天津、北京等地在地面沉降控制方面已取得積極成效。
??? 筆者以為,對(duì)我國(guó)東部地區(qū)地面沉降問(wèn)題與可持續(xù)發(fā)展對(duì)策研究應(yīng)基于以下考慮:第一,我國(guó)東部地區(qū)人口稠密,經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速,自80年代以來(lái),已經(jīng)形成了以長(zhǎng)江三角洲地區(qū)和黃淮海平原地區(qū)為中心的兩大沉降區(qū)域。第二,地面沉降一旦形成便難以恢復(fù),影響也是持久的。嚴(yán)重的地面沉降及其造成的災(zāi)害,對(duì)我國(guó)東部地區(qū)的國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)及其生態(tài)環(huán)境均造成很大影響。因此,加強(qiáng)對(duì)我國(guó)東部區(qū)域性整體沉降地區(qū)的戰(zhàn)略對(duì)策研究,預(yù)測(cè)地面沉降未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),探討及采取有效預(yù)防措施,是減災(zāi)防災(zāi)、維護(hù)東部社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。以中國(guó)東部地區(qū)地面沉降問(wèn)題與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)策為主要目標(biāo),選擇長(zhǎng)江三角洲地區(qū)與黃淮海平原為核心工作區(qū),以其周邊地區(qū)作為輔助工作區(qū),其主要研究?jī)?nèi)容應(yīng)包括如下5個(gè)方面:
??? 1、地面沉降現(xiàn)狀態(tài)勢(shì)調(diào)查與地面沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)優(yōu)化方案。通過(guò)實(shí)地調(diào)研,提供長(zhǎng)江三角洲地區(qū)與黃淮海平原地面沉降態(tài)勢(shì)及其影響的報(bào)告。建立和完善地面沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),提出地面沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)優(yōu)化方案及符合地區(qū)狀況的監(jiān)測(cè)技術(shù)。
??? 2、地面沉降形成的地質(zhì)環(huán)境條件分析與沉降機(jī)制。從長(zhǎng)江三角洲地區(qū)與黃淮海平原所處地質(zhì)環(huán)境的調(diào)查研究入手,提出地面沉降形成的地質(zhì)條件、沉降機(jī)制與主控因素。
??? 3、地面沉降發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)與水資源開(kāi)發(fā)優(yōu)化控制調(diào)度方案。分別把長(zhǎng)江三角洲地區(qū)與黃淮海平原作為一個(gè)整體,宏觀預(yù)測(cè)地面沉降的發(fā)展趨勢(shì),提出在最優(yōu)環(huán)境影響狀態(tài)下,這兩個(gè)地區(qū)的最大安全可采水資源量及優(yōu)化控制調(diào)度方案。
??? 4、地面沉降與海平面上升的耦合及其對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響。研究重點(diǎn)為長(zhǎng)江三角洲地區(qū),著重分析地面沉降與海平面上升的耦合關(guān)系,預(yù)測(cè)未來(lái)5年、10年地面沉降與海平面上升的耦合對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響和危害。
??? 5、地面沉降綜合防治措施與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)策。包括合理調(diào)整地下水開(kāi)采方案,人工回灌的可行性方案,節(jié)約用水措施,地表水污染治理方案,以及相關(guān)的法律和法規(guī)建議,并從宏觀角度提出地面沉降地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略對(duì)策。