王 松,賴定邦,吳麗霞,李 明
(廣東省水文地質(zhì)大隊,廣東廣州 510080)
地面沉降是指由自然因素或人類活動引發(fā)的地下松散巖層固結(jié)壓縮并導(dǎo)致一定區(qū)域范圍內(nèi)地面高程降低的地質(zhì)現(xiàn)象,是一種緩變性地質(zhì)災(zāi)害[1]。該現(xiàn)象具有形成時間長、影響范圍大、防治難度大、難以恢復(fù)等特點[2]。作為廣東省地面沉降三大典型區(qū)域之一的韓江三角洲平原,因其軟土特性以及經(jīng)濟發(fā)展的特點,其沉降現(xiàn)象與現(xiàn)狀明顯異于珠江三角洲和雷州半島地區(qū)。因此,詳細分析韓江三角洲平原地區(qū)地面沉降現(xiàn)狀及特征,對深入研究該地區(qū)地面沉降機理將起到積極作用。
據(jù)2019 年調(diào)查數(shù)據(jù),對韓江三角洲平原地區(qū)地面歷史累計沉降量進行分級,結(jié)果顯示,韓江三角洲平原地區(qū)地面歷史累計沉降量以0~100mm 為主,面積3498km2,占沉降區(qū)總面積的91.19%;其次是100~200mm,面積218km2,占沉降區(qū)總面積的5.68%,大于300mm 區(qū)域僅有54km2。由此可見,韓江三角洲平原地區(qū)地面歷史累計沉降量以小數(shù)量級沉降為主,區(qū)域相對沉降量值較小,歷史累計沉降量較大地區(qū)面積較小(表1)。
表1 韓江三角洲平原地區(qū)歷史累計沉降量分級統(tǒng)計表
歷史累計沉降量較大區(qū)主要分布于練江平原谷饒鎮(zhèn)、軍埠鎮(zhèn)、兩英鎮(zhèn),韓江平原楓溪鎮(zhèn)、澄海區(qū)灣頭鎮(zhèn),揭陽市揭東區(qū)炮臺鎮(zhèn)等地(圖1)。兩英鎮(zhèn)、谷饒鎮(zhèn),揭陽市普寧市軍埠鎮(zhèn)等地局部歷史累計沉降量大于800mm。
據(jù)2018 年1 月至2019 年5 月遙感解譯數(shù)據(jù),韓江三角洲平原地區(qū)在該時間段內(nèi)沉降速率以0~10mm/a居多,面積 達537km2,其次為10~30mm/a,面積275km2,兩者分別占沉降總面積的14.00%和7.20%(表2)。沉降速率大于30mm/a區(qū)域面積僅有14km2,僅占沉降區(qū)總面積的0.36%,主要分布于練江平原的兩英鎮(zhèn)、榕江平原河溪鎮(zhèn)、汕頭市金平區(qū)沿海地區(qū),其余有少量呈斑點狀分布于各地,與歷史累計沉降量大區(qū)分布具有高度吻合性。沉降速率10~30mm/a 區(qū)域主要沿練江和榕江呈帶狀散布,兩英鎮(zhèn)和軍埠鎮(zhèn)有大面積分布,其余呈斑塊狀散布于平原地區(qū),其大面積分布區(qū)與歷史累計沉降量較大區(qū)分布趨于一致(圖2)。
表2 韓江三角洲平原地區(qū)沉降速率分級統(tǒng)計表
韓江三角洲平原地區(qū)地面沉降主要分布于韓江、榕江、練江海沖積平原區(qū),沉降發(fā)育面積3836km2。沉降中心主要位于汕頭市潮南區(qū)、金平區(qū)、揭陽普寧市下架山鎮(zhèn)、兩英鎮(zhèn)、軍埠鎮(zhèn)等地。沉降具有區(qū)域沉降量較小、小數(shù)量級沉降區(qū)廣泛分布、具有多個沉降中心,且分散、單個沉降中心面積較小、部分沉降中心局部沉降量較大等特征。
韓江三角洲軟土主要分布于三角洲平原及入??诘鹊貐^(qū),面積達3077km2。多形成于全新世,為海陸交互堆積和海積淤泥、淤泥質(zhì)土、粉砂質(zhì)淤泥,天然含水量高,孔隙比高、透水性差、具高壓縮性。厚度和分布區(qū)域受流域控制,自三角洲頂端至前沿厚度增大、層次增多,在垂向上具有單層、雙層和多層結(jié)構(gòu)等特點[3]。沉積土層中淤泥類軟土以覆蓋型為主,愈近三角洲前緣頂板埋深愈淺,在三角洲前緣地帶軟土直接裸露。韓江西溪、東溪兩岸普遍厚度都大于15m,彩塘—潮安、壩頭—灣頭一帶厚度大于30m,局部最大可達53.90m。
分析韓江三角洲平原區(qū)軟土等厚線和歷史累計沉降量等值線疊加圖,結(jié)果顯示,韓江三角洲平原軟土分布區(qū)均存在地面沉降現(xiàn)象,區(qū)域歷史累計沉降量與軟土分布具有相關(guān)性。韓江流域潮安區(qū)東北部的歷史累計沉降量大區(qū)與軟土厚度大區(qū)分布較為一致,澄海區(qū)沿海一帶的歷史累計沉降量大區(qū)與軟土厚度大區(qū)分布較為一致,榕江流域歷史累計沉降量大區(qū)也分布于軟土較厚地區(qū)(圖3)。
練江兩岸平原區(qū)是粵東重要的針織服裝工業(yè)基地,自20 世紀90 年代以來建有大量的漂染廠,開采松散巖類孔隙承壓水用于生產(chǎn)。2002 年左右開始,練江平原軍埠、下架山、峽山、谷饒、兩英等地地面開始發(fā)生明顯沉降現(xiàn)象,沉降量一般20~30cm,最大大于100cm,地裂縫發(fā)展方向與主要含水層分布方向一致,建筑物墻體開裂,裂縫大多呈垂向開裂,貫通性較強,方向性明顯,裂縫一般為0.2~0.5cm,最寬處超過50cm。
近十幾年,該地區(qū)大量抽取地下水的情況有了很大緩解,但最新遙感解譯數(shù)據(jù)顯示該地區(qū)局部地段沉降速率仍然大于30mm/a。分析練江平原2019年11月和2020年1月淺層地下水等水位線圖(圖4、圖5),結(jié)果顯示,練江平原區(qū)淺層地下水水位埋深較淺,在兩英鎮(zhèn)和軍埠鎮(zhèn)均出現(xiàn)較為明顯的水位高程低值區(qū),與遙感數(shù)據(jù)具有相關(guān)性,該地區(qū)年沉降速率大于30mm/a。
部分沉降量較大的典型地區(qū),地面沉降誘因較為復(fù)雜。如軍埠鎮(zhèn)、兩英鎮(zhèn),區(qū)域上存在軟土固結(jié)沉降產(chǎn)生的沉降,但局部又同時存在抽水引發(fā)的沉降產(chǎn)生。谷饒鎮(zhèn)存在軟土分布,地面沉降的形成主要受巖土體性質(zhì)差異和過量開采地下水等方面的因素共同影響所致,但該地區(qū)住宅區(qū)南高北低的差異沉降具有空間展布性,沿95°~130°方向發(fā)展,長約60m,與斷裂發(fā)育方向具有較高一致性,該地區(qū)地面沉降是否還受構(gòu)造斷裂上下盤錯動影響,仍需要開展進一步工作論證[4]。因此,韓江三角洲平原地區(qū),局部地面沉降誘因較為復(fù)雜。
韓江三角洲地區(qū)地面沉降主要分布在韓江、榕江、練江海沖積平原區(qū),沉降中心主要位于練江平原的汕頭市潮南區(qū)、金平區(qū)、揭陽普寧市下架山鎮(zhèn)、兩英鎮(zhèn)、軍埠鎮(zhèn)等地。
沉降特征有:區(qū)域沉降量較小,小數(shù)量級沉降地區(qū)廣泛分布,具有多個沉降中心,其分布具有分散性,單個沉降中心面積較小,局部沉降量較大,如兩英鎮(zhèn)、軍埠鎮(zhèn)等地局部累計沉降量大于800mm,沉降速率可達40~50mm/a。
沉降成因區(qū)域上主要受軟土固結(jié)影響,部分地區(qū)地下水位變動是主要原因,局部典型區(qū)沉降誘因復(fù)雜。