地面沉降作为一种缓变性地质灾害, 始终 威胁 着城市安全及经济社会可持续发展, 尽管它没有地震、滑坡、泥石流发生时“暴怒”的场面,但“温水煮青蛙”式 的 风险不容我们轻敌,尤其对低海拔沿海城市 安全 的 威胁巨大。 今天让我们一起来揭开它的神秘面纱吧!
地面沉降是因自然因素或人为活动引发地壳表层松散土层压缩所导致的地面高程降低的地质现象,主要具有缓变性、滞后性 、区域性 、差异性、长期性以及不可逆等特点。
地面沉降既受 自然因素 诱发 也有人 为活动影响 。
主要包括 土体自然固结 、 地应力变化 、构造运动、地震、火山活动及气候变化等。
在人类社会发展进程中,为满足 生产 生活需求,许多国家和地区 过量开采地下水、石油、天然气等地下资源,导致地面沉降发生。 在地下水超采及地下油气资源过度开发区域地面沉降现象明显。
在现代化城乡建设过程中,高层建筑和地下空间开发活动频繁。 近年来,因 基坑 工程 降水、 密集高 层建筑群 等工 程活动 引发的地面沉降问题 日益突出而 备受关注 。
冲积平原是由河流沉积作用形成的平原地貌。河流下游水流速度小,携带来的泥沙随之大量沉积,从而形成冲积平原,大量沉积的泥沙为地面沉降的发育提供了条件。 如华北平原北京、天津、河北等地的地面沉降发育均为冲积平原模式。
断陷盆地模式
地面沉降灾害严重威胁着城市安全及重大市政工程运营,对经济社会发展及生态环境均造成不利影响,其危害主要表现如下:
地面标高损失造成地表雨季积水,防泄洪能力下降,尤其沿海地区相对海平面上升,将 加剧 海水侵袭和风暴潮等灾害 , 同时还 导致观测和测量标志失效,地面高程资料大范围失效。
城市轨道交通、市政管网、高架道梁、高速铁路、防汛设施等重大线性工程因地面不均匀沉降遭到破坏,直接威胁城市 生产 生活 安全。
地面差异沉降导致 建筑物墙体开裂、高楼脱空、 井管油管相对上抬等危害, 严重时可影响 建(构)筑物安全运营和使用寿命 。
地面沉降易造成 既有堤坝或防汛墙的防洪抗涝能力下降, 河道桥下净空减小致通航能力降低,港口码头失效等。
地面沉降致使海平面相对上升,海水入侵造成地下水质恶化,土地盐碱化等一系列生态环境问题。
地面不均匀沉降诱发地裂缝灾害,在许多地区两者伴 生出现。 地裂缝危害 主要 包括地面开裂、房屋裂缝、地面设施破坏、地下管道断裂等,直接影响城市安全。
据统计,全球已有包括 中国 、美国、 日本 、 墨西哥 、印度尼西亚 及意大利在内的100余个国家发现 地面沉降灾害, 其典型城市有 上 海、 休斯顿 、 东京、 墨 西哥城、 雅加达 以及 威尼斯 等。
我国 最 早于 1921年在上海发现地面沉降。1961年之前由于地下水的无序开采,地面沉降快速发展;1961年之后通过控制地下水开采量、调整开采层次、开展人工回灌等综合措施,地面沉降逐步得到控制;2000年以来,上海不断强化地面沉降防控工作,连续多年地面沉降量控制在6mm/a以内。目前,全国已有21个省市的102个地级市发生地面沉降,其中长江三角洲、华北平原、汾渭盆地 、 珠江三角洲 等地区地面沉降现象突出。
美国 最早 于1922年在加州萨克拉门托圣华金流域发现地面沉降,1920-1969年地下水位下降达137m,累计地面沉降达2.6m ,影响范围9100平方公里。至20世纪70年代初期,美国已有37个州因开采地下流体而发生沉降。 至90年代中期,50个州均出现不同程度的沉降现象。
墨西哥地面沉降 记录 始于 1891年 ,但沉降量较小,危害不明显,未引起人们足够重视。随着其人口快速增长,地下水开采量也随之剧增,沉降现象愈发明显。在过去的100多年里,墨西哥城下降超过9m。1951年沉降速率最快,达45cm/a。地面沉降严重影响居民正常生活,2010年墨西哥城一条主要排污运河雷梅迪奥斯河的污水冲出堤坝,淹没了附近4000户人家。
印度尼西亚首都雅加达近年来地面沉降十分严重,部分地区年均沉降量达25cm,成为目前世界上沉降速度最快的地区之一。雅加达地势低洼、人口密度大、需水量大、环境污染严重导致地下水无限度开采,造成沉降形势严峻。 若不采取措施,预计2050年,北雅加达将有95%的地区被淹没。 2019年印尼总统宣布 将迁都至东加里曼丹省。 地面沉降是印尼迁都的罪魁祸首之一。
作为地球的“慢性病”, 地面沉降的影响持久而 深远,地面沉降防治不仅仅 需要 政府 重视,更需要公众参与,以汇聚全社会的力量, 积极宣传 地面沉降知识,主动参与 资源环境保护,为城市安全发展 贡献 一份 力量!
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