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淺析地面沉降
一,、地面沉降的定義及其特點(diǎn)
廣義地講,，地面沉降是指地殼表面一切自然力或人類活動影響下所發(fā)生的區(qū)域性地面下降,，就工程意義而言地面沉降是指某一區(qū)域內(nèi)由于開采地下水或其他地下流體（如石油,、天然氣）導(dǎo)致的地表淺層第四紀(jì)松散堆積物壓密或進(jìn)一步固結(jié)引起的地面標(biāo)高下降的現(xiàn)象,。地面沉降的特點(diǎn)：①波及范圍廣,，下沉速率緩慢，難以察覺,，一旦發(fā)生了地面沉降,，即使不考慮產(chǎn)生的原因，沉降了的地面也是可能*復(fù)原的,；②在同一沉降區(qū)域內(nèi)存在一處或多處沉降中心,，沉降中心的位置和沉降量與地下流體開采點(diǎn)的分布和開采量密切相關(guān)。
二,、地面沉降的危害
地面沉降所造成的破壞和影響是多方面的,。主要為區(qū)域性地面標(biāo)高的損失而引起環(huán)境惡化給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸,、城市建設(shè)和人民生活造成危害和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,，其具體環(huán)境災(zāi)害表現(xiàn)如下：
1、在濱江或?yàn)I海區(qū)域易受河水或海水的侵襲，引起潮水,、江水倒灌,，給城市、農(nóng)田造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失,。地面沉降也使內(nèi)陸平原城市或地區(qū)遭受洪水災(zāi)害的頻率增大,、危害程度加重，尤其那些新構(gòu)造盆地如江漢盆地,、洞庭湖盆地,、汾渭盆地及遼河盆地等。
2,、對城市公共設(shè)施,、交通運(yùn)輸、港口碼頭及水利設(shè)施的損害,。例如城市中下水管道變形排水能力下降,，河道橋下凈空減小通航能力降低，既有河,、海堤壩或防洪墻防洪、潮的能力降低,，道路設(shè)施破壞,，港口碼頭失效貨物裝卸能力下降等。
3,、地面沉降的不均勻往往使地面和地下建筑遭受巨大的破壞,，危及穩(wěn)定、安全,。如建筑物墻壁開裂,、高樓脫空并使樁基產(chǎn)生負(fù)摩阻力，深井井管上升,、井臺破壞,，橋墩不均勻下沉、自來水管彎裂漏水等,。
三,、地面沉降的分布規(guī)律及成因
1、地面沉降的分布規(guī)律
地面沉降的地域分布具有明顯地帶性,，其范圍主要局限于存在厚層第四紀(jì)堆積物的平原,、盆地、河口三角洲或?yàn)I海地帶,。例如長江,、黃河、海河及遼河下游平原和河口三角洲地區(qū)，這些地區(qū)的第四紀(jì)沉積厚度大,，固結(jié)程度差,，顆粒細(xì)，層次多,，壓縮性高,；地下水含水層多，補(bǔ)給徑流條件差,，開采時間長,，強(qiáng)度大；城鎮(zhèn)密集,、人口多,，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)達(dá)。這些地區(qū)的地面沉降首先從城市地下水開采中心開始形成沉降漏斗,，進(jìn)而向外圍擴(kuò)展,，形成以城鎮(zhèn)為中心的大面積沉降區(qū)。
2,、地面沉降的成因
地面沉降發(fā)生的原因主要有自然因素和人為因素,，自然因素主要是指新構(gòu)造運(yùn)動、強(qiáng)烈地震及海平面上升,、欠固結(jié)土層自然固結(jié)等,。人為因素主要是指大量抽取地下氣、液體,，建設(shè)大面積地面建筑群,，固體礦床開采等。隨著人類工程及經(jīng)濟(jì)活動的能力及強(qiáng)度的逐漸增強(qiáng),，其生產(chǎn)活動對地面沉降的影響通常已占主導(dǎo)地位,。無論是何種因素，地面沉降都是因?yàn)楦淖兞说貙又性袘?yīng)力狀態(tài),，使地層發(fā)生變形的結(jié)果,。城市地面沉降主要是因各種目的而進(jìn)行的淺層疏干排水和抽取深層的氣、液體,，使地層內(nèi)的氣,、液壓降低，土顆粒間有效應(yīng)力增加,，地層壓密固結(jié)的結(jié)果,。這種因抽取地下水而形成的地面沉降，是地面沉降現(xiàn)象中發(fā)育普遍,，危害嚴(yán)重的一類,，其特點(diǎn)是沉降速率大,，持續(xù)時間長，特別是含水層下部存在巨厚層高壓縮性粘性土?xí)r,。
四,、地面沉降量的預(yù)防
對城市已發(fā)生地面沉降的地區(qū)，可根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件采取下列控制和治理方案：①減少地下水開采量和水位降深,，調(diào)整開采層次,，合理開發(fā)，當(dāng)?shù)孛娉两蛋l(fā)展劇烈時,，應(yīng)暫時停止開采地下水,；②對地下水進(jìn)行人工補(bǔ)給，但回灌時應(yīng)控制回灌水源的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),，以防地下水被污染,；③控制工程建設(shè)中的人工降低地下水位。
對可能發(fā)生地面沉降的地區(qū)應(yīng)預(yù)測地面沉降的可能性和估算地面沉降量,，并可采取下列預(yù)測和防治措施：①根據(jù)場地工程地質(zhì),、水文地質(zhì)條件，預(yù)測可壓縮層的分布,；②抽水壓密試驗(yàn),、滲透試驗(yàn)、先期固結(jié)壓力試驗(yàn),、流變試驗(yàn),、載荷試驗(yàn)等的測試成果和沉降觀測資料，計算分析地面沉降量和發(fā)展趨勢,；③合理開采地下水資源，限制人工降低地下水位及在地面沉降區(qū)內(nèi)進(jìn)行工程建設(shè)應(yīng)采取措施,。
總之城市地面沉降與地下水過量開采緊密相關(guān),，只要地下水位以下存在可壓縮地層就會因過量開采地下水而出現(xiàn)地面沉降，而地面沉降一旦出現(xiàn)則很難治理,，因此地面沉降主要在于預(yù)防,。上海市采取“嚴(yán)格控制，合理開采”的原則,，加大對地下水開發(fā),、利用和管理的力度，取得了一定的效果,，值得借鑒,。