地面沉降

地面沉降1.地面沉降的定义是什么？地面沉降的定义：指地层在各种因素的作用下，造成地层压密变形或下沉，从而引起区域性的地面标高下降。2.地面沉降有哪几种类型？地面沉降分构造沉降、抽水沉降和采空沉降三种类型。（1）构造沉降，由地壳沉降运动引起的地面下沉现象；（2）抽水沉降，由于过量抽汲地下水（或油、气）引起水位（或油、气压）下降，在欠固结或半固结土层分布区，土层固结压密而造成的大面积地面下沉现象；（3）采空沉降，因地下大面积采空引起顶板岩（土）体下沉而造成的地面碟状洼地现象。中国出现的地面沉降的城市较多。按发生地面沉降的地质环境可分为三种模式：1、现代冲积平原模式，如中国的几大平原。2、三角洲平原模式，尤其是在现代冲积三角洲平原地区，如长江三角洲就属于这种类型。常州、无锡、苏州、嘉兴、肖山的地面沉降均发生在这种地质环境中。3、断陷盆地模式，它又可分为近海式和内陆式两类。近海式指滨海平原，如宁波；而内陆式则为湖冲积平原，如西安市、大同市的地面沉降可作为代表。3.地面沉降的原因？大面积的地面下沉现象。造成地面沉降的自然因素是地壳的构造运动和地表土壤的自然压实；人为的地面沉降广泛见于一些大量开采地下水的大城市和石油或天然气开采区。不同地质环境模式的地面沉降具有不同的规律和特点，在研究方法和预测模型方面也应有所不同。另外，根据地面沉降发生的原因还可分为：（1）抽汲地下水引起的地面沉降；（2）采掘固体矿产引起的地面沉降；（3）开采石油、天然气引起的地面沉降；（4）抽汲卤水引起的地面沉降。同时，自然因素：①新构造运动以及地震、火山活动引起的地面沉降；②海平面上升导致地面的相对下降（沿海）；③土层的天然固结（次固结土在自重压密下的固结作用）。自然因素所形成的地面沉降范围大，速率小。自然因素主要是构造升降运动以及地震、火山活动等一般情况下，把自然因素引起的地而沉降归属于地壳形变或钩造运动的范畴，作为一种自然动力现象加以研究。4.地面沉降有哪些影响？地面沉降的危害主要有：(1)毁坏建筑物和生产设施；(2)不利于建设事业和资源开发。发生地面沉降的地区属于地层不稳定的地带，在进行城市建设和资源开发时，需要更多的建设投资，而且生产能力也受到限制；（3)造成海水倒灌。地面沉降区多出现在沿海地带。地面沉降到接近海面时，会发生海水倒灌，使土壤和地下水盐碱化。地面沉降会对地表或地下构筑物造成危害；在沿海地区还能引起海水入侵、港湾设施失效等不良后果。人为的地面沉降主要是过量开采地下液体或气体，致使贮存这些液、气体的沉积层的孔隙压力发生趋势性的降低，有效应力相应增大，从而导致地层的压密。5.我国地面沉降的现状？中国现状2011年12月的研究显示，地面沉陷这一问题已经遍布全国。“目前，中国在19个省份中超过50个城市发生了不同程度的地面沉降，累计沉降量超过200毫米的总面积超过7.9万平方公里。”2011年12月，国土资源部地质环境司副司长陶庆法表示，“地面沉降的重灾区主要是长江三角洲地区、华北平原和汾渭盆地这三个区域。”中国地质调查局公布的《华北平原地面沉降调查与监测综合研究》及《中国地下水资源与环境调查》显示：华北平原不同区域的沉降中心有连成一片的趋势；长江三角洲地区最近30多年累计沉降超过200毫米的面积近1万平方公里，占区域总面积的1/3。其中，上海市、江苏省的苏锡常三市开始出现地裂缝等地质灾害灾害。以下简要介绍几座地面沉降较严重的城市。1、上海市从1921年发现地面下沉开始，到1965年止，最大的累计沉降量已达2.63米，影响范围达400平方公里。有关部门采取了综合治理措施后，市区地面沉降已基本上得到控制。从1966—1987年22年间。累计沉降量36.7毫米，年平均沉降量为1.7毫米。2、天津市从1959—1982年间最大累计沉降量为2.15米。1982年测得市区的平均沉降速率为94毫米。目前，最大累计沉降量已达2.5米，沉降量100毫米以上的范围已达900平方公里。3、北京市自从70年代以来，北京的地下水位平均每年下降1—2米，最严重的地区水位下降可达3—5米。地下水位的持续下降导致了地面沉降。有的地区（如东北部）沉降量590毫米。沉降总面积超过600平方公里。而北京城区面积仅440平方公里，所以，沉降范围已波及到郊区。4、西安市地面沉降发现于1959年、1971年后随着过量开采地下水而逐渐加剧。1972—1983年，最大累计沉降量777毫米，年平均沉降量30—70毫米的沉降中心有5处。1983年后，西安市地面沉降趋于稳定发展，部分地区还有减缓的趋势。到1988年最大累计沉降量已达1.34米，沉降量100毫米的范围达200平方公里。5、太原市经1979年、1980年、1982年三次在市区600平方公里范围的测量，发现沉降量大于200毫米的面积有254平方公里，大于1000毫米的沉降区面积达7.1平方公里。最严重的是吴家堡，其次是小店。吴家堡水准点的累计沉降量：1980年是819毫米，1982年是1232毫米，到1987年累计沉降量达1380毫米。此外，还有宁波市、常州市、苏州市、无锡市、嘉兴市、杭州市、台湾的屏东、彰化、云林、嘉义、台中和台北等6个县（市），均发生了不同程度的地面沉降。[1]6、沧州市地面沉降从上世纪70年代至今，沧州大约沉降了2.4米。地面沉降已成为沧州市的主要地质灾害之一其危害最为典型、最为严重。沧州地区内有多条重大交通干线，由于地面沉降也受到严重威胁。从沧州市地面沉降中心穿过的京沪铁路，由于地面沉降碎石路基一再加高，在地面沉降中心附近铁轨下的垫石比原垫石层加厚了500毫米，不仅增加了维护成本而且影响铁路运行安全。京沪高速铁路也面临新的考验。表4-1我国地面沉降情况统计（1993年）6.地面沉降的监测方法是什么？主要方法有：①地面沉降发展过程监测,主要是通过卫星定位系统(GPS)和布设水准测网,定期进行高精度水准测量,监测地面高程变化情况；②地下水和油气等资源开采、回灌状况与动态监测,主要是建立地下水动态监测网,调查和分析地下水开采量、地下水水位埋深和标高、地下水水质变化；③构造沉降量与土层压缩量监测,主要方法是埋设基岩标、分层标,定期测量高程变化,同时结合高压固结试验、模拟试验等进行；④房屋、桥梁、码头、道路等建筑设施变形与破坏监测；⑤海滨地区的海面动态监测。另外，美国对地面沉降的监测采取了三种方法，即传统的监测、GPS监测、合成孔径干涉雷达监测。传统的地面沉降测量方法包括水准测量、基岩标和分层标测量。这些方法精度很高，但只能在比较小的范围内开展工作。对于大规模的区域地面沉降监测应该采用先进的全球定位系统（GPS）进行全方位的测量。GPS可借助于人造地球卫星进行三边测量定位。1996年美国地质调查局在圣克拉山谷河谷建起了地面沉降监测网，确定地面高程的变化情况，而且为与将来的监测结果进行比较建立了基准值。合成孔径干涉雷达监测是一种卫星遥感技术，可以敏感地监测出地面沉降的变化。华北平原地面沉降调查与监测7.地面沉降的防治与修复主要整治方法：（1）减少地下水开采量和水位降深；调整开采层次，合理开发地下水资源；（2）当地面沉降发展剧烈时，应禁采；（3）对地下水进行人工补给，回灌时应控制水源的水质标准，以防止地下水被污染。当前地面沉降防治存在问题：一是系统内包括国土资源系统和地勘系统，对地面沉降防治高度重视，但是系统外包括个别地方政府，对此了解还不够，这跟地面沉降防治的宣传有关。尽管在三大区域——华北、长三角和汾渭盆地，地面沉降防治得到政府高度重视，但在防治过程中，各部门间还存在工作关系理得不顺的问题。我们要争取中央政府各部门对地面沉降防治的充分了解和支持。二是防治过程中，还存在个别主要用水单位不顾地质环境，严重超采地下水的情况。我们要让这些单位对地面沉降重视起来，也要依法督促和指导他们积极参与地面沉降防治。三是防控措施还不够，效果还不能适应社会主义工业化、城镇化建设的发展需要。目前，我们的地面沉降面积还在不断扩大，已经超过9万平方公里，超过50个主要城市受到影响。地面沉降在经济发达地区可能导致严重的财产和基础下部建筑的损失。最具有代表性的地面沉降是由人为造成的，由于人为抽取地下水而导致含水层系统受压缩而产生地面沉降。针对这种情况必须采取措施减少地下水的使用量，增加地面水补给。因此，随时正确监测地面和地下水位沉降，并提供标准的数据对于预测和预报地面沉降工作至关重要。美国地质调查局的研究人员根据地面沉降的特点以及实际情况，对其采用以下几种方法来减缓地面沉降的速度，以及修复地面沉降，把损失降到最低。修复技术为了满足供水和改善水质的要求，含水层存储和修复技术在美国各州得以广泛应用。在圣克拉拉山谷，目前需水量仍然很大，但由于地表水的引入，回灌得以实施，使得地下水抽汲量减少，从而防止了地下水位继续下降。为了防止地面沉降，将土地使用由农业用地型向城市用地型转变，以降低需水强度，防止地下水位的进一步下降。佛罗里达州的泥沼区使用这种方法可以防止有机土的进一步分解，减缓有机质氧化的速度，使地面发生沉降的速度降低，地基更加稳定。节水措施利用含水层组贮藏和运输地下水，要优于造价高昴的地表蓄水和输水系统。美国的研究人员采用先进和合理的地下水运输方法，作出地下水使用的远景规划。节水是制止沉降的一项重要措施。例如在圣琼斯地区，目前人均用水量只有1920年的1/5，远低于过去作为农业用地时的用水量。因此即便是在1976年~1977年和1987年~1991年期间，这两个州的主要旱期里，水位还是保持在历史最低水位以上。加固堤防对沿海城市进行海岸加固，建造堤防防止洪水泛滥和海水入侵。例如在加利福尼亚州境内三角洲地区，大面积的人工堤坝及人工岛有效地保护了这个三角洲，使之免遭海水的入侵，同时维持了有利的淡水坡度，保护了淡水源。立法保护。减少落水洞美国已有的案例表明，落水洞的活动与地下水的抽取有直接关系，控制地下水位的波动可以防止落水洞的形成。