关注我国东部地区地面沉降

关注我国东部地区地面沉降

中国科学院院士　薛禹群

　　地面沉降是我国平原地区的主要地质灾害，目前，已在我国 16 个省、市的近 50 个地区发生。从地域上看，主要分布在长江三角洲地区，如上海、苏锡常地区；松辽、黄淮海广大平原地区，如黑龙江、天津、河北、河南、山东、安徽等；东南沿海平原，如宁波、湛江等地；内陆河谷平原和山间盆地，如西安、太原、大同等地。据调查，全国沉降面积达 48655 平方公里，年均直接经济损失 1 亿元以上。地面沉降问题已经成为制约我国社会、经济可持续发展的重要灾种之一。

　　造成我国地面沉降的主要原因是地下水的长期超量开采，第四纪以来的活动断裂和大范围的构造沉降加剧了这一灾害的发生和危害。地面沉降和地裂缝在成因上有一定联系，因此在许多地区伴生出现，两者的叠加，危害性更大。

　　依据我国地面沉降的发育特征、分布状况、研究现状与防治对策，以及针对我国地面沉降问题的严重性、普遍性以及对国民经济发展的影响，我们呼吁加强对我国东部地区地面沉降问题与可持续发展对策研究。主要基于以下考虑：

　　第一，我国东部地区人口稠密、经济发展快速。自上世纪 80 年代以来，地面沉降的发育已由滨海城市向大面积区域扩展，由于深部含水层开采量的增加，同时也表现为由浅部向深部发展，形成了以长江三角洲地区和黄淮海平原地区为中心的两大沉降区域，它们代表了我国东部两个不同地质环境背景的地面沉降特征。

　　如上海市地面沉降始于 1920 年，至 1964 年已发展到最严重的程度，最大累计沉降量为 2.63 米，以后逐步控制，现处于微沉状态；

　　天津市自 1959 年开始，除蓟县山区外，1 万多平方公里的平原区均有不同程度的沉降，形成市区、塘沽、汉沽三个中心，累计沉降量最大为 3.916 米，最大速率 80 毫米/年；

　　江苏省自上世纪 60 年代后期在苏州、无锡、常州三市分别出现地面沉降，70～80 年代早期仅在苏锡常三个中心城市出现沉降，沉降速率为 32～38 毫米/年，80 年代后期至 1994 年，沉降加速，特别是城市外围地区发展较快，形成区域性地面沉降，沉降速率达 30～90 毫米/年。1995 年后，沉降速率减少到 20～30 毫米/年。目前，三市沉降中心的累计沉降量都超过了 1 米，有的地区已超过 2 米。据江苏地质调查研究院估计，截至 2000 年总的经济损失超过 300 亿元；浙江省宁波、嘉兴两市自上世纪 60 年代初开始出现地面沉降，到 1998 年累计沉降量分别为 0.458 米和 0.798 米，现最大沉降速率分别为 18 毫米/年和 41.9 毫米/年；

　　安徽省阜阳市 70 年代初出现地面沉降，1992 年最大累计沉降量达 1.02 米，沉降速率达 60～110 毫米/年；

　　山东省菏泽、济宁、德州分别于 1978、1988、1978 年发现地面沉降，三市累计沉降量分别为 0.077、0.202、0.104 米，最大沉降速率分别达 9.68、31.5、20 毫米/年；

　　河北省整个河北平原自 50 年代中期开始沉降，目前已形成沧州、衡水、任丘、河间、坝州、保定一亩泉、大城、南宫、肥乡、邯郸 10 个沉降中心，沧州最甚，累计沉降量达 1.131 米，沉降速率达 96.8 毫米/年。

　　目前，除上海、天津地面沉降已基本控制，不会大幅度发展外，其余地区还在继续发展。近几年来，沧州、德州、苏锡常等地的中心沉降速率虽有减缓，但沉降范围仍有进一步扩大的趋势。

　　第二，地面沉降一旦形成便难以恢复，其发展过程基本上是不可逆的，影响也是持久的。严重的地面沉降及其造成的灾害，对我国东部地区的经济建设及其生态环境均造成很大影响。

　　由于沿海地区地面较低，地面沉降将会进一步丧失地面标高。地面沉降对本来就低洼的沿海地区所产生的负效应和危害，表现为降低了泄洪功能和抵御洪涝灾害的能力，大幅度增加了低洼湿地面积，使耕地沼泽化，恶化了生态环境。

　　为防止河水外溢，沉降区河岸一再加高，使河床相对抬高，形成地上悬河，河水面高于当地地面；地面沉降还导致地面开裂、地下井管变形、防洪工程功能降低、国家测量标志失效、下水道排水不畅、桥梁净空减少、水质恶化等；地面建筑如高楼、公路等都会受到不同程度的影响；滨海地区由于温室效应，已导致海平面上升，如果与地面沉降相叠加，那么沿海大片低地，将来会被海水淹没。

　　目前，天津、沧州、德州、苏锡常地区、上海等深层地下水位已低于海平面 70～80 米，地下水的天然流场早已转化为人为流场。这种虽缓慢但是严重失衡的状态，能维系多久﹖深层地下水是否能长久地开采下去，是否应有一个极限值﹖继续开采将会导致什么样的生态变化﹖对这些应加强研究并作出科学预测。因此，鉴于我国东部平原地面已经发生大面积沉降的现实，加强对我国东部区域性整体沉降地区的战略对策研究，预测地面沉降未来发展趋势，探讨及采取有效预防措施，是减灾防灾、维护东部社会可持续发展的当务之急。

　　今后，这一地区的经济建设将继续快速发展，需水量也将相应地不断增长，如果地面沉降得不到控制，必将遭受更大经济损失。如苏锡常地区的区域性地面沉降和地裂缝，已严重影响到城市的协调与发展。但是，以往我国对地面沉降研究的重点及监控措施的投入只限于沿海大城市，如天津市、上海市基本上实现了“水要取、地微沉”的优化目标。而在沿海其它沉降地区，对地面沉降的研究和监测工作仍然十分薄弱。如在苏锡常地区，长期以来仅在常州建有地面沉降观测标一组，无法对该地区地面沉降进行全面监测近两年才完成新的几组地面沉降观测标　。由于对地面沉降的现状缺乏系统了解，对地面沉降发展趋势未能作出应有的预测，因而也难以提出有效的遏制或防治对策。

　　地面沉降的防治非短期内所能奏效，如不能及时治理和保护环境，将会出现整治跟不上发展，使地质环境日趋恶化的严峻局面。而这些地区正是我国国民经济建设与可持续发展的重点地区。

　　因此，建议以中国东部地区地面沉降问题与可持续发展战略对策为主要目标，选择我国东部地面沉降最严重、地质环境最典型，也是我国人口最稠密、经济最发达、城市化程度最高、在国民经济发展中居核心和关键地位的长江三角洲地区与黄淮海平原为核心工作区，以其周边地区作为辅助工作区，其　　主要研究内容应包括如下 5 个方面：

　　1．地面沉降现状势态调查与地面沉降监测网优化方案

　　通过实地调研，提供长江三角洲地区与黄淮海平原现状地面沉降势态及其影响。针对区域地面沉降监测工作薄弱的状况，建立和完善地面沉降监测网络系统是当务之急。提出地面沉降监测网优化方案及符合地区状况的监测技术，以加强对区域性整体地面沉降的监测。

　　2．地面沉降形成的地质环境条件分析与沉降机制

　　地质环境条件，对地面沉降的发生与发展有着不同程度的影响和控制。从长江三角洲地区与黄淮海平原所处地质环境的调查研究入手，提出地面沉降形成的地质条件、沉降机制与主控因素。

　　3．地面沉降发展趋势预测与水资源开发优化控制调度方案

　　分别把长江三角洲地区与黄淮海平原作为一个整体，在充分研究第四系地质构造、地下水系统和工程地质特征基础上，宏观预测地面沉降发展趋势，从区域水资源合理开发的角度，提出在最优环境影响状态下，这两个地区的最大安全可采水资源量及优化控制调度方案。

　　4．地面沉降与海平面上升的耦合及其对区域生态环境的影响

　　研究重点为长江三角洲地区，着重分析地面沉降与海平面上升的耦合关系，预测未来 5 年、10 年地面沉降与海平面上升的耦合对区域生态环境的影响和危害。

　　5．地面沉降综合防治措施与可持续发展战略对策

　　针对长江三角洲地区与黄淮海平原地面沉降的特点，提出地面沉降综合防治措施，包括合理调整地下水开采方案，人工回灌的可行性方案，节约用水措施，地表水污染治理方案，以及符合我国国情的有利地面沉降综合防治方面的法律和法规建议，并从宏观角度提出地面沉降地区可持续发展的战略对策。

　　这些成果将对我国东部地区在持续稳定快速经济发展过程中，避免或遏制环境质量的进一步恶化并且使其得以改善，起到积极的指导作用，也可为该地区开展生态环境规划、建设与区域持续发展研究提供决策性依据。

（本文原题目为《关于加强对我国东部地区地面沉降问题与可持续发展对策研究的建议》，现标题为编者所加）