地面沉降灾害现状

2.4.1 地面沉降灾害的发育分布状况

地面沉降是危害十分严重的缓变性地质灾害。据专门勘查和区域地形测量结果分析，截至2002年 ，已经在我国21个省（区、市）82个城市或地区发现地面沉降，沉降面积在6.4万km2以上（表2.7）
，主要分布在我国东部平原地区，尤其以沿海城市和华北平原等地区最为严重 。发生地面沉降的

表2.7 我国地面沉降现状统计

城市或地区有的孤立存在 ，有的则密集成群或断续相连
，形成大面积的地面沉降区（带）。目前主要有下列5条区（带）：①下辽河平原的沈阳-营口地面沉降区；②北部黄淮海平原的天津-沧州-衡水-德州-滨州-东营-潍坊地面沉降区；③南部黄淮海平原的徐州-滨州-东营-潍坊地面沉降区；④长江三角洲的嘉兴-上海-苏州-无锡-常州-镇江-南通地面沉降区；⑤汾渭河谷平原的太原-侯马-运城-西安地面沉降带
。

其中，黄淮海平原的天津-沧州-衡水-德州-滨州-东营-潍坊地面沉降区和长江三角洲的嘉兴-上海-苏州-无锡-常州-镇江-南通地面沉降区是全国地面沉降最为严重的地区。现将这两个地区重点介绍如下：

2.4.1.1 黄淮海平原的天津-沧州-衡水-德州-滨州-东营-潍坊地面沉降区

包括北京 、天津的平原地区、河北平原中东部和山东鲁西北地区 ，是我国沉降范围最广
，沉降幅度最大的地区 。地面沉降与区域地下水位在空间和时间上同步发展
。河北平原地面沉降量大于200mm的地区达4.212万km2，大于1000mm的地区为755km2。天津市地面沉降面积已超过9000km2 ，几乎覆盖了整个平原区
，并与河北省沉降区连成一片 。北京市1987年以后地面沉降面积快速增加，目前已扩展到1800km2以上 ，南部已延伸到河北省境内
。

北京早在1935年就已经发生了地面沉降。当时地面沉降仅发生在西单到东单一带
，1935～1952年局部地面沉降量最大值仅为58mm 。截至1983年5月，北京市东郊地面沉降区范围已扩大到600km2 ，其中累计地面沉降量大于100mm的沉降面积达190km2，大于200mm的沉降面积约为42km2
。1987年以后
，北京市地面沉降面积快速增加，达到1800km2以上 ，沉降量大于200mm的地区达到350km2。在老的沉降区继续沉降的同时
，又在昌平区海鹊洛
、顺义区平各庄及大兴区榆垡等地，又出现了多个新的沉降中心 。昌平海鹊洛沉降中心位于昌平区沙河镇-东三旗地区 ，面积约90km2
，1987～1997年10年间最大沉降量达到300mm
。顺义平各庄沉降中心位于顺义区城南的平各庄地区，面积约50km2 ，1987～1997年10年间最大沉降量达到250mm。大兴榆垡沉降中心位于大兴区南部的庞各庄-定福庄-大辛庄-榆垡一带
，面积约210km2，南部与河北省接壤 ，1987～1997年10年累计最大沉降量达到350mm 。

天津市开发利用地下水始于1923年。据历史水准点资料
，伴随着地下水的开发，地面沉降相继发生 ，当时开采量少，年沉降仅几毫米
。新中国成立后
，随着工农业的发展，地下水开采量逐渐增加 ，地面沉降越来越严重。1950～1957年
，沉降速率为7～12.0mm/a；1958～1966年，沉降速率为30～46mm/a ，沉降中心逐步形成 。1967～1985年沉降速率为80～100mm/a
，这期间地面沉降急速发展
。1986年后，由于开始对沉降进行治理 ，大部分地区沉降明显减缓
，市区沉降速率降低到10～15mm/a。目前，宝坻城关以南的广大平原区均有不同程度的地面沉降 ，面积约8800km2 。其中
，累计沉降量超过1000mm的面积达4080km2
。南部及滨海地区地面沉降尤为明显，并与河北省沉降区连成一片。在这大面积的沉降范围内 ，又形成了市区、塘沽区 、汉沽区
、大港区及海河下游工业区等沉降中心 。在市区和塘沽等地区，地面沉降控制已取得了明显效果
，但从全市总体上看，沉降仍然很严重
。近年 ，随着区县、乡镇经济的发展
，出现了武清区 、西青区
、津南区、静海县 、宁河县等新的沉降中心，其发展速度比当年老的沉降区还快。这些地区都是经济发展较快的政府所在地和建制镇 ，地面沉降危害日益明显 。因此
，地面沉降已成为天津市的主要地质灾害，在一定程度上制约着城镇的可持续发展
。

河北平原随着地下水开采量的增大
、地下水水位的下降和地下水水位降落漏斗的形成 ，地层岩土力学平衡被破坏
，逐渐形成了沧州、保定 、衡水
、任丘、南宫 、霸州、大城
、曲周、唐海9个主要地面沉降区（表2.8）。截至1998年，河北平原地面沉降大于200mm的面积达48550km2 ，大于300mm的面积达18718km2
，大于500mm的面积达6430km2，大于1000mm的面积755km2 。

表2.8 河北平原主要地面沉降区沉降面积统计

山东省德州市地面沉降影响面积已达2038km2 ，累计沉降量为150～387mm，沉降中心在300～387mm之间
，年均沉降量为25～32.25mm。预测2005年和2010年沉降量将达494mm和644mm
。济宁市自1989年至今已累计沉降208.9mm，沉降量大于60mm的面积已近90km2 ，中心最大沉降速率每年达48.8mm
，预计2005年和2010年沉降量将达343mm和431mm。另据有关资料，滨州 、东营
、临邑等城区亦发生了不同程度的地面沉降 ，对城市建筑、道路 、桥梁
、城市供排水系统及防洪等构成较大威胁 。

2.4.1.2 长江三角洲嘉兴-上海-苏州-无锡-常州-镇江-南通地面沉降区

长江三角洲地面沉降区
，包括上海市全部、江苏省的东南部（长江以南的苏锡常地区 、长江以北的南通和盐城部分地区）和浙江省的北部（杭嘉湖平原），面积约4.5万km2 ，是我国经济最发达
、开放程度最高的地区之一
，也是地面沉降发现最早、危害和损失最严重的地区
。目前，长江以南地区累计沉降量超过1m的地区约300km2 ，超过200mm的地区近1万km2
，在区域上连成一片，成为跨省市的区域性地质灾害（图2.15）。长江以北的南通 、盐城等城市也已发现明显的地面沉降 。经初步评估 ，长江以南三角洲地区总的经济损失近3500亿元，其中直接经济损失超过200亿元
。

图2.15 苏锡常地区地面沉降量累计变化情况图

近20年来
，因中小城市和农村地区地下水开发利用量大幅度增加，地面沉降范围已从城市扩展到农村 ，并在区域上连片发展
，地面沉降量呈现此消彼长的特点。也就是说，在一些大中城市（如上海
、天津、宁波等） ，因采取了控制措施
，地面沉降得到缓解，但周围中小城市和农村地区地面沉降仍在迅速发展 。长江三角洲和环渤海地区就是典型代表 ，地面沉降已发展成为两个跨省市的区域性地面沉降区
，不但制约了当地可持续发展和城镇安全，而且对铁路 、公路、地下油气管线
、防洪防潮设施等区域性国家基础工程设施构成严重威胁
。

2.4.2 地面沉降的成因

引起地面沉降的原因有自然因素和人为因素。自然因素主要是新构造运动引起的地壳形变、第四系松散层的固结等 。人为因素引发的地面沉降越来越占主导地位 ，主要表现在以下几方面：

（1）过量开采地下水

这是引发地面沉降的最主要因素
。目前
，全国至少有40座城市的地面沉降是不合理开采地下水引起的，如上海 、天津
、北京、沧州 、苏州-无锡-常州地区和嘉兴等。

（2）开采地下矿产资源

黑龙江省的七台河
、鸡西、双鸭山 、鹤岗等城市 ，采煤引起的地面沉降面积已达数百平方千米以上
、最大深度已达2m 。辽宁抚顺煤田引起地表沉降面积已达200km2以上。

（3）城市建设

随着社会经济的发展，人口的膨胀
，城市建设速度的加快，大量地面高层建筑、地下交通工程不断兴建 ，建筑荷载引起的地层压缩 、地下空间引起的顶层下沉等地面沉降效应逐渐凸显
。这种现象近年在上海市和天津市被监测到。

（4）过量抽取地下热流体

随着地热资源开采和应用高潮的兴起
，过量抽取地下热流体引起的地面沉降现象逐渐显现，如西藏羊八井
、云南昆明市、福建福州市等都因开采地下热水引起地面沉降 。

2.4.3 地面沉降的危害

由于地面沉降灾害的形成主要是地面标高的损失 ，而且是累进性的
，一旦形成便难于恢复，其过程几乎是不可逆的
。因而 ，地面沉降产生的危害主要表现为以下几个方面：

（1）建筑物地基下沉
，房屋开裂破坏，地下管道受损

20世纪20年代初 ，上海市大量开发利用地下水资源
，导致严重的地面沉降，使城市安全高程严重损失 ，继而产生各类基础设施损坏，地面建筑物与构筑物的破坏
，加剧涝灾，影响内河功能等 ，对城市经济的可持续发展能力造成了巨大的创伤。根据评估
，1921～2000年，因地面沉降造成的经济损失（含直接经济损失和间接经济损失）高达2898亿元人民币 ，平均每年36亿元 。

由于地面沉降
，常导致深井井管抬升 、受损，甚至脱裂倾斜 ，部分建筑墙体开裂、建筑被毁
。江苏省苏锡常地区由于地面不均匀沉降产生的14条地裂缝
，使1343栋房屋损坏，经济损失3.89亿元 ，并且使沪宁高速公路
、京沪铁路等受到直接或潜在威胁。

北京市区各类地下管道较多
，受地面不均匀沉降的影响，地下管道弯曲变形 ，甚至产生破裂，轻者地下管道产生“滴、漏 、冒 ”和影响正常使用
，重者地下管道断裂，输送液溢出污染地下水或无法输送 ，其后果严重
，危害也较大 。

（2）地面水准点和地面高程资料失效

由于地面沉降，水准点失准 ，城市工程建设所需水准资料
，需从地面未沉降区水准点引测，增大了水准测量的工作量
。如北京市棉纺厂（甲32号）水准点 ，1987年时总下沉量已超过500mm
，该点资料失准不能使用。而朔黄铁路沧州段水准测量与原始记录竟相差1.0～1.2m，严重影响工作进展 。地面高程资料是国民经济建设和发展的重要基础资料 ，因地面沉降造成的地面高程资料大范围失效
，导致城市规划失真，市政建设基础数据错误 ，给城市埋下不可预见的隐患和造成巨大的经济损失
。

（3）影响河道输水

沧州市南运河是目前引黄济津和南水北调东线输水河道。由于地面沉降，市区内河段北起北陈屯村闸北
，南至石港公路王希鲁大桥北，全长11.8km ，导致河床积水深度达0.3～1.5m
，经测量河堤已沉降1.3m，降低了泄洪标准 。据水利部门测算 ，因地面沉降造成海河流域行洪能力下降约20%。

（4）河流泄洪能力降低
，城市积水

20世纪60年代以前，沧州市遇较大降雨 ，大部分降水会产生地表径流排出市外
。80年代以后
，如遇同等雨量，区内大部分积水必须用人工扬水排出。如2002年7月5日 ，降水量仅97mm
，市区内大部分地区已出现积水，地面标高最高的西环路地段也出现了200mm的积水 ，地面沉降导致沧州市排涝标准大大降低 。再如海河设计泄洪量为1200m3/s，由于地面沉降减至不足250m3/s
，经治理恢复到800m3/s
。

（5）沿海地区防潮堤抗风暴潮能力降低，风暴潮频率
、强度增加

1992年 ，天津发生风暴潮时
，150km防潮堤有十几处被冲垮，天津港码头上水、仓库被淹 、油田被淹 ，沿海渔民虾池
、鱼池被冲坏
，农户进水等，直接经济损失达4亿元人民币。塘沽滨海防潮大堤不得不再次加高（图2.16） 。

图2.16 塘沽滨海防潮大堤再次加高

在1985年、1992年 、1997年发生的3次风暴潮中 ，据不完全统计
，河北省沿海地区受灾直接经济损失达10亿元以上图2.17和图2.18为1992年风暴潮在河北沧州市滨海地区肆虐的情况
。

图2.17 风暴潮冲倒新村小学校的院墙

图2.18 风暴潮冲毁盐田地区的盐垛