田青TIAN Qing

（山西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，太原 030024）

（Shanxi Geological Environment Monitoring Center，Taiyuan 030024，China）

0 引言

地面沉降具體是指某一地區(qū)由于各種原因造成的地表淺部松散沉積物加密壓實(shí)進(jìn)而形成的下降地面標(biāo)高問題，這是一種具有緩慢特點(diǎn)的地質(zhì)災(zāi)害。近些年來，我國(guó)由于經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，相應(yīng)的也提高了人民的生活質(zhì)量，迅速擴(kuò)大了城市的建發(fā)展規(guī)模，資源和環(huán)境問題更加突出，城市增加了承載力，過度對(duì)地下水進(jìn)行開采，造成迅速降低了地下水位，進(jìn)一步形成地面沉降問題，嚴(yán)重威脅著我國(guó)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1 導(dǎo)致地面沉降的因素

地面沉降也是一種環(huán)境地質(zhì)問題，其形成原因是通過各種因素對(duì)地面高程緩慢進(jìn)行降低，最終形成的一種嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。地面沉降的成因很多，天然因素包括：新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)感、海平面持續(xù)上升以及地殼激烈運(yùn)動(dòng)等；人為因素包括：對(duì)地下水、石油及天然的無計(jì)劃開采以及地?zé)岬氖褂玫取＝陙聿粩嘣龆嗟某鞘懈邔咏ㄖ?，產(chǎn)生了更加顯著的地面沉降。地面沉降形成的重要原因是人類活動(dòng)與地質(zhì)作用，過度開采地下水便是其中之一。我國(guó)及世界的重要地面沉降區(qū)域形成原因都是過度開采地下水。一般都是大范圍的地面沉降區(qū)域，沉降過程緩慢，通常早期不容易發(fā)現(xiàn)，也無法得到人們的重視。它很多集中在大中型城市，嚴(yán)重影響了人們的生活和工作，也帶來了極大的損失與危害，作為一種十分嚴(yán)重的環(huán)境地質(zhì)問題，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了影響與制約。既然過度開采地下水是形成地面沉降的重要原因，為什么還要繼續(xù)開采。這就需要分析我國(guó)的水資源情況。人類的生活與生產(chǎn)都與水發(fā)生了密切關(guān)聯(lián)，國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全的重要基礎(chǔ)也是水資源，其保證了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。我國(guó)擁有居于世界第6 位的水資源總量，但是人均保有量卻排在了全球第128 位。水資源的關(guān)鍵部分就是地下水，其在確保人們安居樂業(yè)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及生態(tài)平衡維持方面體現(xiàn)出重要功能，特別是十分短缺地表水資源的地區(qū)，地下水發(fā)揮了重要的替代功能。

2 監(jiān)測(cè)地面沉降的方法

2.1 伸長(zhǎng)計(jì)對(duì)地面沉降與水平位移進(jìn)行測(cè)量 鉆孔伸長(zhǎng)計(jì)能夠?qū)Φ乇砼c鉆孔底部參照點(diǎn)之間形成的垂直距離的持續(xù)變化積極記錄。當(dāng)含水層地區(qū)產(chǎn)生壓實(shí)，對(duì)觀測(cè)點(diǎn)持續(xù)變形精準(zhǔn)測(cè)量的有效工具便是伸長(zhǎng)計(jì)。當(dāng)含水層地區(qū)壓實(shí)底部出現(xiàn)地下階地標(biāo)志時(shí)，可以將伸長(zhǎng)計(jì)作為局部測(cè)量的穩(wěn)定參照點(diǎn)和初始點(diǎn)。將多級(jí)伸長(zhǎng)計(jì)插入一個(gè)簡(jiǎn)單儀器中還能夠?qū)Σ煌疃群畬訅簩?shí)情況積極測(cè)量。

2.2 雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù) 干涉測(cè)量與孔徑雷達(dá)合成屬于一種新型高效工具，它能夠利用雷達(dá)信號(hào)測(cè)量變形的地殼，并且得到的空間清晰度與測(cè)量分辨率突破了傳統(tǒng)技術(shù)所能達(dá)到的極限。針對(duì)某一地區(qū)來說，假如在某一時(shí)間段內(nèi)，存在著一些穩(wěn)定的雷達(dá)反射物體，則能夠高精度測(cè)量反射物體所在位置的變化。

2.3 GPS 測(cè)量 利用全球定位系統(tǒng)可以測(cè)量大范圍的區(qū)域網(wǎng)。利用人造地球衛(wèi)星GPS 可以實(shí)施三邊定位測(cè)量。就是通過雷達(dá)信號(hào)從衛(wèi)星傳至接收天線需要的時(shí)間對(duì)距離進(jìn)行計(jì)算。利用接收器以及最少4 顆人造衛(wèi)星之間的距離就能對(duì)所在位置產(chǎn)生的三維坐標(biāo)進(jìn)行確定。在測(cè)量地面沉降以及地殼運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)2 臺(tái)GPS 接收器在觀測(cè)點(diǎn)上對(duì)同組衛(wèi)星群發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行接收時(shí)，就能確定這兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的相對(duì)位置。在之后的某一時(shí)間段內(nèi)，當(dāng)人造衛(wèi)星第二次對(duì)這兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行捕捉時(shí)，就能測(cè)出它們?cè)谶@一時(shí)間段內(nèi)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

3 解決地面沉降與地下水開采沖突的措施

防治過度開采地下水帶來的災(zāi)害并不是簡(jiǎn)單的事情，必須根據(jù)實(shí)際情況，制定防治措施。對(duì)開發(fā)利用水資源科學(xué)計(jì)劃，合理使用地下水資源，深入分析地下水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及地面沉降狀況，劃定地下水超采區(qū)域，在科學(xué)范圍內(nèi)嚴(yán)格控制開采地下水量。加強(qiáng)管理用水，科學(xué)用水，進(jìn)而對(duì)工業(yè)用地下水有效控制，并且把優(yōu)質(zhì)地下水當(dāng)作生活用水逐漸過度為飲用水水源；通過經(jīng)濟(jì)杠桿，實(shí)施優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)；為了改善地面水性能，不斷提升供水能力，應(yīng)該加大綜合治理環(huán)境的力度，努力尋找代替水源。

如果地面沉降十分嚴(yán)重，必須立即結(jié)束地下水開采工作；對(duì)含水層采用人工回灌，這一過程中應(yīng)當(dāng)對(duì)回灌源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制，避免發(fā)生污染地下水現(xiàn)象，同時(shí)根據(jù)形成地面沉降的一般規(guī)律，設(shè)計(jì)合理的采灌計(jì)劃；積極對(duì)地下水開采順序進(jìn)行調(diào)整，實(shí)施科學(xué)開采，適當(dāng)對(duì)更深層次的地下水進(jìn)行開采。認(rèn)真做好組織規(guī)劃工作；政府各個(gè)部門應(yīng)當(dāng)在議事日程中列入該規(guī)劃，建立協(xié)調(diào)部門，對(duì)實(shí)施規(guī)劃情況定期檢查；加強(qiáng)建設(shè)相關(guān)法律標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)地質(zhì)環(huán)境積極保護(hù)；培養(yǎng)人們的法律觀念，促進(jìn)社會(huì)全體都主動(dòng)保護(hù)地質(zhì)環(huán)境。加強(qiáng)實(shí)施和管理重點(diǎn)項(xiàng)目，嚴(yán)格根據(jù)規(guī)劃進(jìn)行立項(xiàng)，動(dòng)態(tài)管理項(xiàng)目，根據(jù)設(shè)計(jì)開展施工，按照工程進(jìn)度運(yùn)用資金。在控制總量的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)開采地下水布局積極優(yōu)化，將根據(jù)層次、地區(qū)與時(shí)間將綜合開采調(diào)整為根據(jù)含水系統(tǒng)熱點(diǎn)的分散形式的開采，防止地下水進(jìn)一步發(fā)展為降落漏斗形式。

3.1 不斷對(duì)地下水和地面沉降動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)積極完善 對(duì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)地下水網(wǎng)絡(luò)積極完善，加強(qiáng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)地下水，改善監(jiān)測(cè)措施，迅速構(gòu)建對(duì)地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息網(wǎng)絡(luò)，有效保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。并且對(duì)監(jiān)測(cè)地面沉降區(qū)域網(wǎng)絡(luò)積極完善，綜合GPS 監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和分層標(biāo)盡快構(gòu)建監(jiān)測(cè)地面沉降網(wǎng)絡(luò)體系，獲得具有自動(dòng)化特點(diǎn)的GPS 分層監(jiān)測(cè)標(biāo)組。及時(shí)了解開采地下水和地面動(dòng)態(tài)沉降的狀況，合理調(diào)整開采地下水計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理地下水資源。

3.2 加強(qiáng)研究地面沉降預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng) 對(duì)預(yù)測(cè)預(yù)警及防治地面沉降積極實(shí)行研究，了解地面沉降、地下水開采、動(dòng)態(tài)水位和地質(zhì)構(gòu)造四者間的聯(lián)系與變化趨勢(shì)，結(jié)合海平面演變規(guī)律深入探討，客觀判斷地面沉降可能給國(guó)家、地區(qū)和人們帶來的危害。然后有針對(duì)性的建立預(yù)報(bào)預(yù)警機(jī)制，只有這樣才能有效的避免地面沉降可能造成的危害，為城市的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)更多的力量。

3.3 科學(xué)實(shí)施地下水人工回灌 有效預(yù)防地面沉降的重要方法是人工回灌，這一方法操作簡(jiǎn)單，技術(shù)可行，并且能夠有效發(fā)揮蓄水儲(chǔ)能的整體效果。應(yīng)當(dāng)創(chuàng)作積極條件，在確保水質(zhì)的基礎(chǔ)上，挑選有利的水文地質(zhì)條件構(gòu)建人工回灌地下水試驗(yàn)場(chǎng)，組織相關(guān)試驗(yàn)，同時(shí)有計(jì)劃的對(duì)地下水人工回灌工作進(jìn)行推廣。

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)地面沉降進(jìn)行控制的關(guān)鍵在于控制地下水的開采，實(shí)現(xiàn)量入為出，轉(zhuǎn)變毫無節(jié)制的開采方式。只要達(dá)到這些要求，對(duì)地面沉降積極控制并不困難。既然地面沉降屬于一種人類活動(dòng)造成的一種地質(zhì)環(huán)境問題，相信人類對(duì)它的規(guī)律充分了解之后，也會(huì)對(duì)自己的行為嚴(yán)格反思，規(guī)范自己的行為，進(jìn)一步向著對(duì)這種危害人類的地質(zhì)災(zāi)害徹底根治的目標(biāo)積極努力。

[1]殷躍平.我國(guó)地面沉降現(xiàn)狀及防治對(duì)策研究[J].中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2009（2）.

[2]劉毅.地面沉降研究的新進(jìn)展與面臨的新問題[J].地學(xué)前緣，2010（2）.

[3]許燁霜，余恕國(guó)，沈水龍.地下水開采引起地面沉降預(yù)測(cè)方法的現(xiàn)狀與未來[J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2006（03）.