地面沉降又稱為地面下沉或地陷。它是在人類工程經(jīng)濟活動影響下,由于地下松散地層固結(jié)壓縮,導(dǎo)致地殼表面標(biāo)高降低的一種局部的下降運動(或工程地質(zhì)現(xiàn)象)。
自然因素包括構(gòu)造下沉、地震、火山活動、氣候變化、地應(yīng)力變化及土體自然固結(jié)等。
1、開發(fā)利用地下流體資源:由于抽取地下水,在許多國家和地區(qū)產(chǎn)生了地面沉降。20世紀(jì)20年代,我國上海、天津在市區(qū)集中開采地下水的地區(qū)發(fā)生地面沉降。華北平原地下水降落漏斗和地面沉降已經(jīng)引起廣泛關(guān)注。
2、巖溶塌陷:中國是世界上巖溶最多的國家之一。隨著巖溶地區(qū)國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,巖溶區(qū)土地資源、水資源和礦產(chǎn)資源開發(fā)不斷增強,由此引發(fā)的巖溶塌陷問題日益突出,已成為巖溶地區(qū)主要地質(zhì)災(zāi)害問題。
3、開采固體礦產(chǎn):礦山塌陷多分布在礦山的采空區(qū),以采煤塌陷最為突出。中國有約20個省區(qū)發(fā)生采空塌陷,以黑龍江、山西、安徽、山東、河南等省最為嚴重。
4、工程環(huán)境效應(yīng):密集高層建筑群等工程環(huán)境效應(yīng)是近年來新的沉降制約因素,在地區(qū)城市化進程中不斷顯露,在部分地區(qū)的大規(guī)模城市改造建設(shè)中地面沉降效應(yīng)明顯。
1、巖溶地面塌陷高發(fā)地:巖溶塌陷主要集中在揚子地臺和華北地臺的碳酸鹽巖分布區(qū),可分為南、北巖溶塌陷高發(fā)區(qū)。
2、礦山采空區(qū)地面塌陷高發(fā)地:我國采礦業(yè)造成的地面塌陷主要分布在全國20個省區(qū)市,塌陷點總數(shù)達17138個,占全國各種類型地面塌陷總點數(shù)44.4%,其中湖南省為12549個,再其次為內(nèi)蒙古自治區(qū)2800個,再其次分別為山西、黑龍江、安徽、河南等省。
1、毀壞建筑物和生產(chǎn)設(shè)施;
2、不利于建設(shè)事業(yè)和資源開發(fā)。發(fā)生地面沉降的地區(qū)屬于地層不穩(wěn)定的地帶,在進行城市建設(shè)和資源開發(fā)時,需要更多的建設(shè)投資,而且生產(chǎn)能力也受到限制;
3、造成海水倒灌。地面沉降區(qū)多出現(xiàn)在沿海地帶。地面沉降到接近海面時,會發(fā)生海水倒灌,使土壤和地下水鹽堿化。對地面沉降的預(yù)防主要是針對地面沉降的不同原因而采取相應(yīng)的工程措施。
1、上海市:從1921年發(fā)現(xiàn)地面下沉開始,到1965年止,最大的累計沉降量已達2.63米,影響范圍達400平方公里。有關(guān)部門采取了綜合治理措施后,市區(qū)地面沉降已基本上得到控制。從1966—1987年22年間。累計沉降量36.7毫米,年平均沉降量為1.7毫米。
2、天津市:從1959-1982年間最大累計沉降量為2.15米。1982年測得市區(qū)的平均沉降速率為94毫米。目前,最大累計沉降量已達2.5米,沉降量100毫米以上的范圍已達900平方公里。
3、北京市:自從70年代以來,北京的地下水位平均每年下降1-2米,最嚴重的地區(qū)水位下降可達3—5米。地下水位的持續(xù)下降導(dǎo)致了地面沉降。有的地區(qū)(如東北部)沉降量590毫米。沉降總面積超過600平方公里。而北京城區(qū)面積僅440平方公里,所以,沉降范圍已波及到郊區(qū)。
4、西安市:地面沉降發(fā)現(xiàn)于1959年、1971年后隨著過量開采地下水而逐漸加劇。1972—1983年,最大累計沉降量777毫米,年平均沉降量30—70毫米的沉降中心有5處。1983年后,西安市地面沉降趨于穩(wěn)定發(fā)展,部分地區(qū)還有減緩的趨勢。到1988年最大累計沉降量已達1.34米,沉降量100毫米的范圍達200平方公里。
5、太原市:經(jīng)1979年、1980年、1982年三次在市區(qū)600平方公里范圍的測量,發(fā)現(xiàn)沉降量大于200毫米的面積有254平方公里,大于1000毫米的沉降區(qū)面積達7.1平方公里。最嚴重的是吳家堡,其次是小店。吳家堡水準(zhǔn)點的累計沉降量:1980年是819毫米,1982年是1232毫米,到1987年累計沉降量達1380毫米。
6、滄州市:地面沉降從上世紀(jì)70年代至今,滄州大約沉降了2.4米。地面沉降已成為滄州市的主要地質(zhì)災(zāi)害之一其危害最為典型、最為嚴重。滄州地區(qū)內(nèi)有多條重大交通干線,由于地面沉降也受到嚴重威脅。從滄州市地面沉降中心穿過的京滬鐵路,由于地面沉降碎石路基一再加高,在地面沉降中心附近鐵軌下的墊石比原墊石層加厚了500毫米,不僅增加了維護成本而且影響鐵路運行安全。京滬高速鐵路也面臨新的考驗。
7、深圳:5年37次地陷,據(jù)深圳新聞網(wǎng)深圳論壇發(fā)布的《深圳市2001年以來地面塌陷事故地圖》,深圳自2001年以來共發(fā)生39次路面坍塌事故。
1、通常路面塌陷有突發(fā)性,行人在遇到時要雙手抱頭,雙臂護臉,下蹲抱團,臉藏雙膝之間,為自已保留最大限度的呼吸空間;
2、保持鎮(zhèn)定,小心地移動身體,以防更大的殘骸砸到自己身上;
3、護住口鼻以防粉塵污染;
4、塌陷后,尚可脫身時要迅速逃離,需要時要大聲呼救。不可脫身時,要保存體力,適時呼救,等待救援。也可求助路人,如有信號要迅速撥打電話報警,也可利用身邊的水管、煤氣管道等制造聲響進行求救;
5、若汽車落入塌陷區(qū)內(nèi),待汽車靜止后迅速解開安全帶,破窗逃離,尋找跳生路線。若被埋,不要驚慌,趕快利用通訊手段進行呼救,不要強行自救,保存體力等待救援。
有多方面內(nèi)容,首先,為避免或減少地面塌陷災(zāi)害,必須十分重視城市和建設(shè)場地的地質(zhì)環(huán)境,查明建設(shè)區(qū)地面塌陷的危險程度和形成條件,對地面塌陷進行預(yù)測,把重要工程設(shè)施盡可能布沒在塌陷危險性小的安全地帶;對于那些必須建筑在地面塌陷區(qū)內(nèi)的工程設(shè)施,則應(yīng)根據(jù)具體情況,在設(shè)計和施工中采取鉆孔灌漿、旋噴加固等必要的防塌措施。除上述預(yù)防途徑外,在地面塌陷危險區(qū)進行抽水、排水、蓄水、爆破等活動時,要采用適當(dāng)方法,防止誘發(fā)地面塌陷活動。