2. 中国地面沉降分布规律

目前，我国已有上海、天津、江苏、浙江、陕西等16个省（区、市）共46个城节（地段）县城出现了地面沉降问题，总沉降面积达48 7x1O4km“〔表4-1)。

表4-1 我国地面沉降情况统计（据段水候 1993）

从成因上看，我国地面沉降绝大多数是因地下水超量开采所致。从沉降面积和沉降中心最大累积降深来看，以天津、上海、苏锡常、沧州、西安、阜阳、太原等城市较为严重，最大累积沉降量均在lm以上；如按最大沉降速率来衡量，天津（最大沉降速率80mm／a）、安徽阜阳〔年沉降速率60～110mm/a）和山西太原（114mm／a）等地的发展趋势最为严峻。我国地面沉降的地域分布具有明显的地带性，主要位于厚层松散堆积物分布地区。

（l）大型河流三角洲及沿海平原区

主要是长汀、黄河、海河及辽河下游平原和河口三角洲地区。这些地区的第四纪沉积层厚度大，固结称度差颗粒细，层次多压缩比强；地厂水含水层多，补给径流条件差，开采时间长、强度大；城镇密集、人曰多，工农业生产发达。这些地区的地面沉降首先从城市地下

水开采中心开始形成沉降漏斗，进而向外围扩展，形成以城镇为中合的大面积沉降区。

（2）小型河流不角洲区

主要分布在东南沿海地区第四纪沉积厚度不大以海陆交互相的粘土和砂层为主，压缩性相对较小。地下水开采主要集中于局部的富水地段。地面沉降范围一般比较小主要集中于地下水降落漏斗中心附近。

（3）山前冲洪积扇及倾斜平原区

主要分布在燕山和大行山山前倾斜平原区，以北京、保定、邯郸、郑州及安阳市等大、中城市最为严重。该区第四纪沉积层以冲积、洪积形成的砂层为王；区内城市人门众多、城镇密集工农业生产集中；地下水开采强度大地二水位下降幅度大。地面沉降主要发生在地下水集中开采区沉降范田由开采范围决定 （4）山问盆地和河流谷地区

主要集中在陕西省的渭河盆地及山西省的汾河谷地以及一些小型山间盆地内，如西安、咸阳、太原、运城、临汾等城市。第四纪沉积物沿河流两侧呈条甘状分布，以冲积砂上、粘性土为主厚度变化人；地下水补给、径流条件好；构造运动表现为强烈的持续断陷或下陷。地面沉降范围主要发生在地下水降落漏斗区。 六．地面沉降的危害

地面沉降是一种累进性地质灾害，会给滨海平原防洪排涝、土地利用、城市规划建设、航运交通等造成严重危害，其破坏和影响是多方面的。其中主要危害表现为：地面标高损失，继而造成雨季地表积水，防泄洪能力下降；沿海城市低地面积扩大、海堤高度下降而引起海水倒灌；海港建筑物破坏，装卸能力降低；地面运输线和地下管线扭曲断裂；城市建筑物基础下沉脱空开裂；桥梁净空减小影响通航；深井井管上升，井台破坏，城市供水及排水系统失效；农村低洼地区洪涝积水使农作物减产等。

（一）滨海城市海水侵袭

世界上有许多沿海城市，如日本的东京市、大阪市和新玛市，美国的长滩市，中国的上海市、天津市、台北市等，由于地面沉降致使部分地区地面标高降低，甚至低于海平面。这些城市经常遭受海水的侵袭，严重危害当地的生产和生活。为了防止海潮的威胁，不得不投入巨资加高地面或修筑防洪墙或护岸堤。

如中国上海市的黄浦江和苏州河沿岸，由于地面下沉，海水经常倒灌，影响沿江交通，威胁码头仓库。1956年修筑防洪墙，1959～1970年间加高5次，投资超过4亿元，每年维修费也达20万元。为了排除积水，大得不改建下水道和建立排水泵站。

1985午8月2日和19日，天津市沿海海水潮位达5.5m，海堤多处决口，新港、大沽一带被海水淹没，直接经济损失达12亿元。1992年9月1日，特大风暴再次袭云天津、潮位达5.93m，有近100km海堤浸水，40余处溃决，直接经济损失达3亿元。虽然风暴潮是气象方面的因素而引起的，但地面沉降损失近3m的地面标高也是海水倒灌的重要原因。

地面沉降也使内陆平原城市或地区遭受洪水灾害的频次增多、危害程度加重。可以说，低洼地区洪涝灾害是地而沉降的主要致灾特征。无可否认，江汉盆地沉降、洞庭湖盆地沉降（现代构造沉降速率为10 mm/a）和辽河盆地沉降加重了1998年中国的大洪灾。 （二）港口设施失效

地面下沉使码头大去效用，港口货物装卸能力下降。美国的长滩市，因地面下沉而使港口码头报废，我国上海市海轮停靠的码头，原标高5.2m，至1964年已降至3.0m，高潮时江水涌上地面，货物装卸破迫停顿。 （三）桥墩下沉，影响航运

桥墩随地面沉降而下沉，使桥下净空减小，导致水上交通受阻。上海市的苏州河，原先每天可通过大小船只2000条，航运量达（100～120）×10t.由于地面沉降，桥下净空减小，大船无法通航，中小船只通航航也受到影响。 （四）地基不均匀下沉，建筑物开裂倒塌

地面沉降往往使地而和地下建筑遭受巨大的破坏，如建筑物墙壁开裂或倒塌、高楼脱空，深井井管上升、井台破坏、桥墩不均匀下沉，自来水管夸裂漏水等。美国内华达州的拉斯韦加斯市、因地面沉降加剧，建筑物损坏数里剧增；我国江阴市河塘镇地面塌陷，出现民达150m以上的沉降带，造成房尾墙壁开裂、楼板松动、横梁倾斜、地面凹凸不平，约5 800m

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时建筑物成为危房，一座幼儿园和部分居民已被迫搬迁。地面沉降强烈的地区，伴生的水平位移有时也很大，如美国民滩市地面乖直沉降伴生的水平位移最大达到3m，不均匀水平位移所造成的巨大剪切力，使路而变形、铁轨扭曲、桥墩移动、墙壁错断倒塌、高楼支柱和偷架弯扭断裂、油井及其他管道破坏。

由于地而下降一些园林古迹遭到严重的损坏。如我国苏州市朴园内的亭台楼群阁、区廊假山，经常被水淹没，园内常年备有几台水泵排水。 七、地面沉降的监测与预测

地面沉降的危害十分严重，且影响范围广大。尽管地面沉降往往不明显，不易引人注目，却会给城市建筑、生产和生活带来极大的损失。因而，在必须开采利用地下水的情况下，通过大地水准测量来监测地面沉降是非常重要的

目前，我国地面沉降严重的城市，几乎都已制订了控制地下水开采的管理法令，同时开展了对地而沉降的系统监测和科学研究。 （一）地面沉降的监测

地面沉降的监测项月主要有大地水准测量、地下水动态监测、地表及地下建筑物设施破坏现象的监测等。

监测的基本方法是设置分层标、基岩标、孔隙水压力标、水准点、水动态监测网、水文观测点、海平面预测点等，定期进行水准测贷和地下水开采量、地下水位、地下水压力、地下水水质监测及地下水回灌监测，同时开展建筑物和其他设施因地面沉降而破坏的定期监测

等。根据地面沉降的活动条件和发展趋势，预测地面沉降速度、幅度、范围及可能产生的危害。

（二）地面沉降趋势的预测

虽然地面沉降可导致房屋墙壁开裂、楼房因地基下沉而脱空和地表积水等灾害，但其发生、发展过程比较缓慢，属于种渐进险地质灾害，因此，对地面沉降灾害只能预测其发展趋势。目前地面沉降预测计算模型主要有两种：（i）基于释水压密理论的土水模型，（ⅱ）生命旋回模型。 （1）土水模型

土水模型由水位顶测模型和土力学模型两部分构成，可利用相关法、解析法和数值法等地下水水位进行预测分析、土力学模型包括含水层弹隆计算模型、粘住土层最终沉降量模型、太沙基固结模型、流变固结模型、比奥（Biot）固结理论模型、弹塑哇固结模型、回归训算模型及半理论半经验模型（如单位变形量法等）和最优化计算法等。

（2）生命旋回模型

生命旋回模型主要从地面沉降的整个发展过程来考虑直接由沉降量与时间之问的相关关系构成，如泊松旋固模型、verhulst生物模型和灰色预测模型等（刘毅等，1998）。晏同珍等（1990）用动力学和数学方法预测了西安市及宁波市的地面沉降周期趋势，并绘制了动力曲线图，得出两城市地面沉降周期分别为25年和80年的结论。根据沉降周期预测，认为西安市1992～1996年地面沉降达到峰值，此后将显著减缓，2050年地面沉降威胁结束。宁波市地面沉降1987～1989年已达到峰值阶段，2050年沉降将进入休止阶段。 八、地面沉降的防治

地面沉降与地下水过度开采紧密相关，只要地下水位以下存在可压缩地层就会因过量开

采地下水而出现地面沉降，而地面沉降一旦出现则很难治理，因此地面沉降主要在于预防。

目前，国内外顶防地面沉降的主要技术措施大同小异，主要包括建立健全地面沉降监测网络，加强地下水动态和地面沉降监测工作；开辟新的替代水源、推广节水技术；调整地下水开采布局，控制地下水开采量；对地下水开采层位进行人工回灌；实行地下水开采总量控制、计划开采和目标管理。

除上述措施外，还应查洁地下地质构造、对高层建筑物的地基进行防沉降处理。在已发生区域性地面沉降的地区，为了减轻海水倒灌和洪涝等灾害损失，还应采取加高加固防洪堤、防潮堤以及疏导河道，兴建排涝工程等措施。 基本措施是进行地下水资源管理。

例：上海市为合理开采使用地下水有效控制地面沉降，近年来坚持“严格控制、合理开采”的原则，加大对地下水开发、利用和管理的为度，取得了显著的成效。据市给水处的统讨数据，1996年至今全市近郊地区共压缩停用深井185口，地下水的开采量从1996年的1.5×1012m3。缩减到1999年的1.04×1012m3，使本市地下水开采量又恢复到80年代的水平；