中国地面沉降概况研究.docVIP

中国地面沉降情况研究 摘要 中国有很多区域发生了地面沉降，主要都是地下水的不合理开采导致的，还有一些次要原因包括：石油的开采、温泉开发以及大陆板块的新构造运动。在中国地面沉降的共同特点是土层的总沉降的贡献取决于它的可压缩性和厚度休斯敦州的加尔维斯顿区汾渭河谷 2长江三角洲 长江三角洲是中国地面沉降的典型。上海市中国第一个发现地面沉降，也是受地面沉降影响最大的城市，第一次报导的地面沉降发生在1921年，在市中心，平均沉降量约1.93米，从1921年到2001年底，最大沉降量达到2.63米，上世纪80年代开始，由于地下水的抽取，沉降区已经扩张到上海的郊区。 上海的含水层结构图如图2所示，从顶部含水层到底部含水层，有一个潜水含水层和五个承压含水层。这些含水层由粉砂、细中砂及粗砂组成。中间还包含6个弱透水层，由粘性土和粉质土组成。 上海的地面沉降经历了如下阶段（如3所示）：1921年-1948年，沉降初始发展阶段；1949年-1956年，年地面沉降较为显著；1957年-1961年，沉降速率急剧上升；1962年-1965年；沉降速率放缓；1966年-1971年，地面回升；1972年-1989年，轻微沉降；1990年-2001年，缓慢沉降。相应的沉降速率分别是24,40,100,60,3,3.5和16，单位：毫米/年。沉降速率的变化与上世纪60年代开始采取的控制措施有关，包括减少地下水的开采，人工补给地下水以逐步提高含水层。上世纪60年代之前，地下水主要来自市区的第二和第三承压含水层，大约占总用量的86%；从1968年开始，逐步调整含水层的利用方式，第四和第五含水层的利用分别达到70%和15%。结果沉降速率迅速下降，甚至发生了少许的反弹（1966年-1971年，市中心地面回升了18.1毫米），上世纪90年代，由于地下水再次被过量开发，以及城市的飞速发展，各种高大建筑的建造，上海周边沉降速率涨到16毫米/年。 除了上海，上世界60年代开始，长江三角洲的其他区域也发生了地面沉降，如：苏州、无锡、常州、南通、泰州、嘉兴和桐乡。到上世纪末，沉降量超过200毫米的区域面积已经达到10000平方公里，占整个区域的1/3。地面沉降有这样一个发展趋势：累计沉降量超过1米的城市如苏州、无锡和常州，它们其中沉降量最大的超过了2米，这些城市在历史上都是以美丽繁荣和无污染著称。然而，近30年来，随着城市工业的发展，地表水遭受污染，不适宜饮用，人们转而去开采地下水，导致地下水位急剧下降。起初，沉降漏斗位于三个不同的城市，随着其面积的扩张，它们最终连结在一起形成了一个巨大的沉降漏斗。同时地面沉降发生了，并且在时间和空间上与沉降漏斗的产生有一致性。这些现象表名，苏锡常地区地面沉降的主要原因就是地下水的过量开采。上海，嘉兴和湖州也是这个原因。如果不采取有效措施，地面沉降会迅速发展，整个三角洲的水位沉降漏斗会连在一起。虽然近年来，在美国和其附近地区，开采地下水已经被禁止，但地面还是以20-40毫米/年的速率在下沉，沉降区也在增加，更有甚者，已经发现了14个地面裂缝。由于不均匀沉降产生的裂缝，长度达几公里，其方向也有明显的走向，大致为沿东南向西北延伸。 3黄淮平原 天津位于中国北部沉降区，第四纪沉淀物的厚度从几百米到1000米不等。在沉积物下有固结土。从地质的角度，天津和上海的地面沉降性质有所不同。从1923年到1958年，地面沉降速度较为缓慢，那时的地下水开采量为立方米每年，地面沉降速度从每年几毫米上升到20毫米。从1959年到1985年，地下水开发量达到了立方米每年，降速率最大的达到100毫米/年，产生了许多沉降中心。1986年到2002年，由于人们采取措施减少地下水的开采，市区地下水的开采量被限制到立方米/年，地面沉降速率也下降到了10-15毫米/年。目前，天津的沉降区已经与河北的沉降区连在一起，这个总的沉降区有数个沉降中心，虽然天津和塘沽区的沉降已经得到控制，但新的沉降中心还是在郊区出现，并且迅速扩张，从1959年到1999年，累计沉降区面积已经达到540平方公里，最大沉降量也达到了2.83米。 由于地下水的过量开采，河北平原已经形成了9个大的沉降漏斗和9个主沉降区，包括沧州和衡水市。沧州和衡水的沉降面积已经达到9363平方公里，在山东德州和菏泽、河南濮阳、许昌和新乡以及安徽阜阳也出现了中心沉降量超过2米的沉降区。它们几乎都发生在黄淮平原，在不同的城市，地面沉降速率有所不同。据报道，除了地面沉降，直到2004年，在河北平原也发现了200多个裂缝，它们的长度从几百米到1公里，宽度1-2厘米。 4河谷地区与山间盆地 西安是上世纪50年代末第一个被发现的位于渭河流域的沉降地区。随着地下水的开采，岛上世纪90年代初，累计沉降量已经超过了200毫米的区域多大150平方公