我们脚下的地面在沉降吗?——访水文地质专家何庆成记者  赵 凡我们当然希望脚下的土地坚实,一如在诗歌中的赞美。可是科学家说,它并不像表象那么坚实,事实上,升和沉,在地球的生命中,是种必然的律动。而这个律动,从本质上,影响着我们的生存质量。一段时间以来,网上有传言“我国有70余大中城市地面沉降严重”。何庆成对这个观点的看法是:不必过于惊慌,但的确需要高度关注并且加大力度治理。记者:我们说的地面沉降,是怎么一回事?何庆成:应该从两个方面来认识地面沉降:一个是地质因素造成的地面沉降,另一个是人为因素造成的地面沉降。记者:什么是地质因素?何庆成:比如,在自然重力作用下,原来地表松散地层或半松散地层变成致密、坚硬或半坚硬岩层,地层厚度变小,地面出现沉降;地球的地质构造作用导致地面凹陷,可以发生沉降。在自然因素造成的地面沉降中,最直观也是最激烈的例子,应该是地震。但是小的沉降,从自然运动的角度看,经常发生,只不过我们没有察觉或者对我们没有影响罢了。记者:也就是说,我们对它们不可操控?何庆成:几乎是这样。但大家现在关注的,主要是与人类活动密切相关的地面沉降。记者:人为因素怎么能造成地面沉降?何庆成:起码现在看来有两种方式:第一,大量开采地下水、地下水溶性气体或石油,这是目前公认造成大幅度、急剧地面沉降的最主要原因。第二,重大工程建筑物对地基施加静荷载,能让地基土体发生变形;即使是低荷载的压力,如果压力持续,也可引起地基土体的缓慢变形。记者:为什么过量开采地下水能够引起地面沉降?何庆成:我们看到的地表下,有不同的地质层位。当我们把一个含水层的水采出后,这个层位及相邻的弱透水层位就会像被挤干的毛巾,发生萎缩,体现在地表就是沉降。地下水是流动的,你抽一个地方的水,流出来的,就不是一个点上的水,而是一片同层位的水。所以沉降是连片的。记者:我国的地面沉降严重吗?何庆成:严重。最早出现地面沉降的,是上海市和天津市。到上世纪60年代,这两个城市,地面沉降灾害就已经比较严重了。上世纪70年代,长江三角洲主要城市和平原区、河北平原东部地区相继出现地面沉降。80年代以来,地面沉降范围从城市开始向农村扩展,地面沉降范围更趋扩大。由于受下伏基底地形的影响,地面沉降区往往伴生了地裂缝,加剧了地面沉降危害。据初步统计,上世纪90年代初,上海、天津、北京、江苏、浙江、河北等16省(区、市)地面沉降面积约为48700平方公里。到上世纪末已达到93855平方公里。目前我国有96个城市和地区发生了不同程度的地面沉降,80%分布在东部地区。各地的地面累计沉降量是460毫米至2780毫米,沉降速度是每年10毫米至56毫米。存在较严重地面沉降的城市超过50个。记者:什么原因?何庆成:主要的是不合理开采地下水。其他原因造成的沉降,包括地壳活动、地表动静荷载、工程建设、自然作用,只占5%~20%。记者:全国的特点都一样?何庆成:过分利用地下水而发生地面沉降,长江三角洲表现得最典型。长江三角洲地面沉降区包括上海市、江苏省苏锡常地区、南通、盐城和浙江杭嘉湖地区,有45000平方公里发生地面沉降,累计沉降量超过1000毫米的约有300平方公里。以上海市中心城区、江苏的苏锡常和浙江的嘉兴为代表的沉降中心区,最大累积沉降量已分别达到2.98米、2.80米和0.87米。记者:长江三角洲不缺水,为什么还会出现过量开采地下水现象?何庆成:因为缺干净可用的水。1970年以前,这个地区城市的纺织业发达,但能源紧缺,所以大量集中开采地下水用于纺织厂的空调降温。1980年以来,随着城市周边地区的乡镇企业兴起,它们不仅大量开采地下水,而且向地表河道不断排放污水,这使得地表水质量普遍下降,地下水开采规模日趋扩大。记者:华北平原有地面沉降吗?何庆成:这是另一种类型。华北平原地面沉降区包括天津、北京市平原区、河北平原和山东的鲁西北地区,是我国地面沉降连片分布范围最大的地区。河北平原地面沉降量大于1000毫米地区,有755平方公里;天津市地面沉降,几乎覆盖了天津市整个平原区,并与河北平原沉降区连成一片;北京市1987年以后地面沉降面积快速扩大,目前已扩展到1800平方公里,南部已延伸到河北省境内。华北平原地区的沉降与缺水有关,地下水在工农业生产和人民生活中,一直扮演着重要角色。随着经济的高速发展,地下水的开采量增加,地下水位下降,形成了漏斗,破坏了地层岩土力学平衡,很多地方都出现了沉降。记者:一直听说西安的地裂缝严重,这也和地面沉降有关吗?何庆成:是的。陕西、山西是河谷平原和断陷盆地,由于地下水和矿产资源的过度开采,地面沉降灾害也很严重。由于不均匀沉降,引发了严重的地裂缝。最典型的是西安,市区内已经出现了11条明显的地裂缝。记者:地面沉降是个缓慢的过程,就是说,如果不用仪器测量,我们其实看不到地面在沉降。那么,这样的事情,能危害我们什么?何庆成:看不见,不等于不存在。最明显的危害,是高程资源的损失,也是土地资源的消失。目前大家都在关注全球气温变暖,有人预测,到2050年,由于全球变暖,海平面将上升50厘米到1米。你想,地面下沉1米,海水又上升1米,两个因素叠加,我们现在看到的滨海地区很多地方,将来还存在吗?此外,地面沉降,会加速海水入侵、海水倒灌,淡水到那时就变成了咸水。记者:是不是只有我国有地面沉降的现象?何庆成:不是。理论上讲,全球松散沉积物地区都在下沉,程度不同而已。自1891年墨西哥城最先记录了这个现象以来,全球有50多个国家和地区发生了地面沉降。相对而言,地面沉降在日本和美国更突出。1981年,日本有59个地区沉降明显。美国1995年在全部50个州都发现有地面沉降。加州萨克拉门托流域从1925年到现在,下沉了9米多。记者:那是不是等于说,这是个无解的问题?何庆成:也不是。但是当地面沉降一旦形成规模,以人类现在的能力和技术,治理和恢复起来比较困难。如果我们发现及时、杜绝或者减少沉降的人为因素,是可以减缓或者中止正在下沉的趋势。美国、日本比较早就重视这个问题,并且采取了相应的治理措施,效果很好,所以他们现在已经不太讲这个问题了。记者:治理地面沉降有什么招数?何庆成:首先是监测。现在使用新的技术仪器,可以比较精确地监测地面沉降的发生、发展。其次,是控制地下水的开采量,调整地下水开采层次,降低市政工程建设的容积率。这样做的目的,是从根源上控制地面继续沉降。最后,治理的时候,通常采用人工回灌地下含水层的方法。记者:对付地面沉降,我们做了些什么?何庆成:已经做了大量的工作。上世纪60年代,我们就开始在上海治理地面沉降,并且积累了一些成功的经验。上世纪90年代末以来,相继在全国三个片区进行地面沉降的监测摸底。1999年国土资源部部署开展了长江三角洲地区地面沉降调查与监测工作。在基本查明该地区地质背景和地面沉降分布规律的基础上,引进国际先进监测技术,初步建立了覆盖长江三角洲地面沉降区域的地面沉降监测网络。上海和江苏的地面监测站,已经实现了监测数据自动采集、传输,初步建成地面沉降地理信息系统。2003年,国土资源部又部署开展了华北平原地区地面沉降调查与监测工作,并建立了初具规模的地面沉降监测网。此外,汾渭地区主要包括陕西的西安、咸阳以及山西的太原、大同盆地等地区的地面沉降调查与监测工作已经开始启动。很多地区,已经制定了相关的法规,比如江苏省人民政府为控制地面沉降,发布了该省苏锡常地区地下水禁采令。上海、江苏、浙江省(市)国土资源及有关部门于2004年建立的长江三角洲地面沉降区域联动机制,初步实现了长江三角洲地区地面沉降监测工作的整体联动。不久前,“全国地面沉降防治部级联席会议制度”建立,进一步表明国家在治理地面沉降上的决心和力度。记者:治理有效果吗?何庆成:有。比如上海市自1965年采取压缩地下水开采量、开展地下水人工回灌、调整地下水开采层次等措施,目前,沉降中心的年沉降速率已控制在10毫米以下。江苏省苏锡常地区自2003年实施地下水禁采措施以来,地面沉降速率逐年减小,2004年年沉降速率控制在20毫米左右。浙江省宁波市自1985年以来实施压缩地下水开采量等措施,近年来地面沉降速率一直保持在较低水平;杭嘉湖平原通过控制地下水开采,嘉兴市地面沉降年沉降速率控制在50毫米左右。记者:作为专家,你认为今后应该加强哪方面的工作?何庆成:技术方法的解决固然重要,但是,很重要的一个环节,是立规矩,要根据监测调查的结果制定规划:在什么地方,只能采多少地下水?在什么层位采?城区建设,要建多高多密的楼?怎么建?这些规矩建立之后,要让大家都自觉遵守:我们现在正筹划在地面沉降较为严重的中心沧州建立一个集调查、监测、预警和科普于一体的沉降博物馆,把它作为我国地面沉降研究和治理的产学研示范基地。被采访人简介:何庆成,中国地质环境监测院副总工程师。国际地质科学联合会环境管理地球科学委员会(IUGS-GEM)官员、联合国环境署—全球环境基金会(UNEP-GEF)高级科技咨询委员。                 (2007.8.8,中国国土资源报,3版)

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