探析城市地面沉降的原因与应对策略

探析城市地面沉降的原因与应对策略

冯利

黑龙江省第六地质勘查院  黑龙江省佳木斯市   154002

摘要：随着“青山绿水就是金山银山”的发展理念不断深入开展，在反复强调“人民至上生命至上”的理念上，地质工作强调了地质工作在加快新区整体发展和经济社会发展，保障城市地质环境安全和谐发展，运用科学管理方法和深入环境和社会因素方面的重要作用。地面沉降防治技术的进步已成为防治处理的主要课题。随着城市工业化的快速发展和城市人口的不断增长，城市人口对民用、工业和地下水资源的开发提出了巨大的需求。随着城市建设和项目数量的增加，城市地面沉降是城市建设选址和设计等需要考虑的一个重要因素，考虑不足城市地面沉降对城市和人民的安全会造成不良影响。当前，城市建设问题发展迅速，全球的地面沉降问题日益严重，已成为城市地质灾害中的常见问题。本文主要分析了城市地面沉降危害和成因，探讨了城市地面沉降的防治对策。

关键词：城市地面；沉降；原因；应对策略

主要受自然和人为因素的城市地面沉降影响，一定程度上限制了大城市的建设和能源消耗，这是分析城市沉降主要原因之一。城市人口增长和经济发展与能源消耗，与地下水和矿产资源开采、新建筑的数量等关息息相关，不合理开采和设计会导致城市地表下沉，造成不良影响。地面沉降是城市中许多地质灾害的不容忽视的问题。

一、慨况

一般来说，地面沉降是一种地质现象，是由地层压缩，降低了地面标高引起的，是中国地质灾害防治条例中地质灾害的一种。地面沉降的特点是生成缓慢，起源机制复杂，持续长，影响广泛，管理困难，沉降不均匀和不可逆转的影响。最重要的自然因素是由内营力构造运动，地震和火山活动，自然固结和海平面上升引起的相对下降。人为因素主要与地下流体(地下水，石油)和固体矿物的开采，各种地下活动的增加以及地面的静态负荷有关。在目前的技术条件下，自然原因造成的损坏是无法控制的。在我们这个时代，土地使用通常是对经济活动的有限利用。在确定了地面沉降成因，研究作用机理，掌握了变形规律后，可以采取相应措施，减轻地质灾害的发生，保证经济社会发展。第一是城市地下水、气体、液体提取引起的地面沉降。人为抽取地下水导致地面沉降，如上海和天津地下水集中开采导致城市地面沉降发生、我国华北地区地下水降落漏斗问题等地面沉降现象引起了广泛关注。第二大体积堆载引起的城市地面沉降。城市地基存在巨厚的压缩土层，在大面积堆填区上覆高层建筑物时，随着时间的推移，软土的物理力学特性及土层厚度、埋藏条件和分布特征等因素的影响产生地面沉降。如天津市的塘沽开发区，因堆载盐池和滩涂上，引起地面沉降。第三，固体矿产开采，导致地下采空区形成，城市建立在采空区上，因此产生的城市地面沉降。矿山的塌陷主要发生在矿山中，最大的是采煤塌陷，中国有大约20个省和地区，包括黑龙江，山西，安徽，山东和河南采空塌陷。第四，项目的环境影响，近年来，项目对环境的影响，如高层建筑的过度拥挤，该地区的城镇化不断面临新的饱和压力，一些地区的饱和度对大城市转型影响更大。20世纪90年代，随着经济社会的发展，城市基础设施和高层建筑开项目出现。如上海市中心地下水开采受到严格控制，回灌量不断超过开采量，地下水历年稳定，在地下水开采严格管理下，高层建筑等建筑条件下的降水是影响地面沉降重要因素。

二、城市地面沉降的危害

城市地面沉降危害严重，首先，沿海城市地面下沉达到一定程度时，沉降后的标高低于海平面时，城市很容易陷入海水倒灌和洪涝灾害中，地下水和土壤盐碱化会破坏生态平衡。在一些港湾城市岸堤沉降，失效防护，防洪防涝下降。其次，建筑物裂痕、开裂、凹陷后城市土地面沉降，这将对生产和人们的正常生活产生不利影响，例如，生产能力被破坏，地下管道架空，天然气泄漏、漏电、漏油污染等。

三、城市地面沉降原因分析

1.增加地面荷载，挖掘作业。单个建筑物对地表的影响是有限的，但随着城市建筑物密度的增加以及大型工厂和高层住宅数量的增加，地面压力也在增加。随着高速铁路，水底通道的兴起，大的项目正在进行各种地质勘探，钻孔取土和隧道项目，其中地表大面积会抽水地面沉降。

2.不合理地抽取地下水、气体、液体。城市密集人口，工业和家庭用水需求不断增长。不合理的开采和长期过度开采超量地下水导致地下水位降低和不断扩大地面沉降的范围。由于土质疏松，粘度低，强可压缩，开采过量不能及时补充水，降低水位，减弱地面浮托力，导致地面沉降。

3.采空区。随着社会的发展和进步，城市范围在不断扩大，因城市规划等众多因素的原因，城市地基的采空区，将降低地基承载力，造成城市地面沉降产生。

4.新构造运动。新构造运动产生的垂直升降可能是局部地面随之降低或升高，导致与原有地面标高产生不一致，发生地面沉降等。

5.地震。地震是一种突发事件，它在短期内可能引起城市地面区域性垂直变形，或者引起软土、砂土液化，改变局部地区地面沉降等。

6.其他因素。首先，全球变暖加剧了冰山融化，增加了海平上升地面下沉出现。其次，地面下沉出现随着时间的推移而变化，这是一个缓慢而漫长的过程。地壳的运动很容易弯曲沉积岩层，产生裂缝和断裂，导致滑坡、塌陷、地面沉降等地质灾害。

四、城市地面沉降的应对策略

1.控制开采地下水、气体、液体和人工补给。市政府单位应改善地下水的管理和利用地面沉降人工补给。地方政府要不断完善地面沉降规划和管理，深化地面沉降管理和控制，严惩干扰地面沉降有效管理的组织和个人，提高地面沉降管理和控制对社会的重要性。为了防止地面沉降的恶化，勘必须通过地表用水人工补给回灌来提高地下水位，并实施禁止开采地下水的政策。同时，要特别注意设计人工回灌，控制回灌量，优化地下水利用，合理利用地下水资源。

2.改善指标监测。目前，必须引进新技术、新设备，加强地面沉降监测，不断加强预警系统建设。全球地面沉降监测和定位系统(GPS)覆盖多个城市，为地面沉降测量提供准确和及时的地下水位信息。此外，可以使用现有技术安装自动地下水监测孔，以监测水位数据的变化。地下土层放入分层标，以检测各种地下变形，并预测地下水勘探对地面沉降的影响。在科学技术发展的现状下，科学合理地监测地面沉降，特别是地下水监测，定期监测地面沉降，分析评估数据，预测发育变化，识别潜在的破坏和破坏，以便更好地了解和及时控制地面沉降趋势。

3.加强城市监督。城市需要政府和建筑单位的共同关注和努力，以保护自己免受开发过程中可能出现的环境和地质风险。首先，它在控制密集高层楼房和工厂，控制高层楼房之间的距离，密度和基础设施，减少地面荷载，防止地面沉降方面起着积极的作用。其次，城市不应过度设计太密集交通线路，车辆数量应采取合理的管理措施，以限制交通，控制承载超载，减少地面沉降。

4、城市建设前查明地基地质环境，做好勘查设计工作，科学选址。城市建设后，科学合理设计地下空间的开发利用方案。

5.提高宣传工作。防止地面沉降，我们必须引起全体公民对地面沉降的关注。环境保护是当今社会非常重要的问题，它与人们的日常工作和生活息息相关，在交通拥堵、人员伤亡出现，洪涝和滑坡等地质灾害威胁着人身和财产安全。增加地面沉降，提高公众意识和减少人为因素的影响可以减少地质灾害造成的破坏。

防治地面沉降是一项复杂的任务，不仅取决于技术水平，还取决于经济和社会发展。必须集中精力寻找科学解决方案，以防止防治地面沉降威胁。其我国政府高度重视规划地面沉降防治和控地下水安全需要其共同努力。

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