高考专题复习之——地面沉降灾害

福鼎二中  陈竞宇  355203   fdcjy@sohu.com    QQ:2336279

 

概念：

地球表面的海拔标高在一定时期内不断降低的环境地质现象叫地面沉降，是地层形变的一种形式。地面沉降是一种缓变型的城市地质灾害，具有累进性特点，是“一种沉默的土地危机”。

 

成因：

产生地面沉降虽然与许多因素有关，但导致地面沉降灾害的主要原因是人类工程经济活动。人类活动加剧地面沉降，主要表现在以下几个方面：
1、大量开采地下水、地下水溶性气体或石油等活动，已被公认为人类活动中造成大幅度、急剧地面沉降的最主要原因。
2、开采地下固体矿藏特别是沉积矿床，如煤矿、铁矿，将形成大面积的地下采空区，导致地面变形。
3、重大的工程建筑物对地基施加的静荷载，使地基土体发生变形。
4、即使是在低荷载的持续作用下，土体的蠕变也可引起地基土的缓慢变形。地面上的动荷载（振动作用）在一定条件下也将引起土体的压密变形。

    危害：

地面沉降使区域性地面标高降低，因而会导致一些次生灾害发生。在我国各地区，地面沉降的危害性表现稍有不同。下面举例说明之。
天津市地面沉降引发的次生灾害：
1、地面标高降低，导致海水上岸，防潮堤必须相应加高。滨海还原潜水位抬高，加重土壤的次生盐渍化、沼泽化；
2、海河泄洪能力降低，如遇较大洪水，市区有淹没之险；
3、河道纵坡降变形（沉降不均），航运受阻。码头运输产生困难；
4、改变了排水管道的原始状态，影响排水，部分地段水管破损，污水溢出，造成地下水水质污染。

5、井管普遍相对上升，输水管受影响；

北京市地面沉降引发的次生灾害：
1、地面裂缝两侧不均匀下沉，破坏建筑物及道路工程；
2、损坏井管，排水管道功能降低；
3、城市地面水准高程变化；
4、河水倒灌；
5、淡水含水层咸化。

 

现状：

我国已经陆续发现具有不同程度的区域性地面沉降的城市有30多座。可能还有一些城市虽已发生沉降，但因没有进行全国性的全面的城市精密测量，所以不能给出沉降城市的准确数字。以下简要介绍几座地面沉降较严重的城市。
1、上海市　从1921年发现地面下沉开始，到1965年止，最大的累计沉降量已达2.63米，影响范围达400平方公里。有关部门采取了综合治理措施后，市区地面沉降已基本上得到控制。从1966—1987年22年间。累计沉降量36.7毫米，年平均沉降量为1.7毫米。
2、天津市　从1959—1982年间最大累计沉降量为2.15米。1982年测得市区的平均沉降速率为94毫米。目前，最大累计沉降量已达2.5米，沉降量100毫米以上的范围已达900平方公里。
3、北京市　自从70年代以来，北京的地下水位平均每年下降1—2米，最严重的地区水位下降可达3—5米。地下水位的持续下降导致了地面沉降。有的地区（如东北部）沉降量590毫米。沉降总面积超过600平方公里。而北京城区面积仅440平方公里，所以，沉降范围已波及到郊区。
4、西安市　地面沉降发现于1959年、1971年后随着过量开采地下水而逐渐加剧。1972—1983年，最大累计沉降量777毫米，年平均沉降量30—70毫米的沉降中心有5处。1983年后，西安市地面沉降趋于稳定发展，部分地区还有减缓的趋势。到1988年最大累计沉降量已达1.34米，沉降量100毫米的范围达200平方公里。
5、太原市　经1979年、1980年、1982年三次在市区600平方公里范围的测量，发现沉降量大于200毫米的面积有254平方公里，大于1000毫米的沉降区面积达7.1平方公里。

此外，还有宁波市、常州市、苏州市、无锡市、嘉兴市、杭州市、台湾的屏东、彰化、云林、嘉义、台中和台北等6个县（市），均发生了不同程度的地面沉降。

 

措施：

人类活动可以减缓（或控制）已经发生的地面沉降，这在我国的许多城市中已得到证实。主要表现在以下几个方面：
    1、减少地下水的开采量。如上海市、天津市采取了这种措施。由于实施了控制沉降量的工程和措施，天津市区和塘沽区年平均沉降量从1985年的86毫米和100毫米减至1988年的24毫米和29毫米。年平均沉降值降低了60%以上。
    2、调整地下水的开采层次。可将开采上部含水层的层次转向下部含水层。这对地面沉降有一定的缓和作用。
    3、人工回灌地下水含水层。以提高地下水位，达到缓和地面沉降的效果。