張卜塬區(qū)地面沉陷成因淺析

楊艷麗

（陜西省涇惠渠管理局 陜西 三原 713800）

1 概況

地處涇惠渠九支渠灌區(qū)的張卜塬區(qū)位于關(guān)中平原中部，涉及高陵縣的崇皇、榆楚、張卜及臨潼區(qū)的北田、任留、雨金六個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，面積約25000余畝，人口1.3萬人。

1.1 工程地質(zhì)

張卜塬區(qū)地形、地貌依涇惠渠九支渠走向劃分為兩部分：即渠道樁號0+000—13+321處于渭河二級階地，其構(gòu)造為涇渭河第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積層，由新黃土、夾1～2層古土壤組成，土層厚10m～15m。13+321—24+100處于渭河一級階地，其構(gòu)造為涇渭河第四系全新統(tǒng)沖積層，巖性為黃土狀亞黏土，土層厚約20m～55m。

1.2 水文地質(zhì)

張卜塬區(qū)地下水主要以潛水及承壓水形式存在，其中潛水分布最為廣泛。地下水儲藏總量為6900萬m3，年可開采量大約在2400萬m3。地下水補給主要是大氣降水、灌溉、渠系及田間滲水補給（包括井灌回歸水），潛水流向為西北——東南流向。

1.3 氣象

張卜塬區(qū)屬大陸性季風(fēng)氣候，位于溫暖帶半濕潤氣候區(qū)，春暖少雨，夏季炎熱多雨，秋涼濕潤。多年平均降水量544.6mm，多年平均蒸發(fā)量1501mm。該區(qū)屬于季節(jié)性凍土區(qū)，氣候?qū)儆跍睾偷貐^(qū)。

2 沉陷發(fā)生

2001年2月1 日，張卜塬區(qū)開始發(fā)現(xiàn)地面沉陷，沉陷位置在涇惠渠九支渠樁號9+360處，沉陷直徑約60m，形狀呈錐形，切割渠道長度65m，沉陷最深處達60cm，裂縫開展寬度2cm～6cm不等，最寬處達15cm。2002年～2003年又在該區(qū)域多處發(fā)生大范圍的地面沉陷，遍布張卜塬區(qū)，裂縫寬度大多為20cm～30cm，長度大多為800m～100m，間隔距離250m～400m，漏斗半徑大約為400m～700m不等。

張卜塬區(qū)的地面沉陷，已威脅當(dāng)?shù)厝罕娙松砑柏敭a(chǎn)安全，引起各方高度關(guān)注。元月中旬，《人民日報》、《陜西日報》、《陜西工人報》、《三秦都市報》、《華商報》等多家報紙對張卜塬區(qū)出現(xiàn)大面積裂縫、沉陷的事件進行了報道，引起社會各界的關(guān)注。由于裂縫的出現(xiàn)和沉陷的發(fā)生，從2001年冬灌至今，九支渠多處發(fā)生決口，渠道一直無法正常引水，目前，這一趨勢還在繼續(xù)發(fā)展惡化。

3 張卜塬區(qū)地面沉陷裂縫的成因

張卜塬區(qū)地面沉陷裂縫產(chǎn)生的原因主要是因為地下水位的下降，日久天長造成地表沉陷。據(jù)觀測，從20世紀60年代至今，張卜塬區(qū)潛水主要呈下降趨勢。1964年調(diào)查潛水埋深一般為1.6m～30.3m；1980年潛水埋深一般為5.2m～33.5m；1990年潛水埋深一般為13.5 m～39m，其中最深39m（馬北村），最淺 13.5m（巖王村）。其地下水下降的原因主要有以下幾種：

3.1 自然因素

在全球變暖等大的氣候變化背景下，區(qū)內(nèi)降水量減小，蒸發(fā)量加大，而地面徑流有限，且無蓄水工程設(shè)施。從2001年冬開始，張卜塬區(qū)連續(xù)三個多月沒有出現(xiàn)有效降水。雖然后邊出現(xiàn)零星降雨雪，但都因為量小，沒有形成較大的徑流對地下水資源進行補充，使得地下水存儲量變得更為有限。

3.2 人為因素

人口的增加、工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，使得區(qū)內(nèi)生活生產(chǎn)用水量大增，加之粗放式的水資源管理和過度的開采，造成地下水位不斷下降。

3.2.1 混亂的水資源管理

張卜塬區(qū)是涇惠渠的主要灌溉地，擁有充足的涇河水源。但灌區(qū)內(nèi)群眾為了節(jié)省成本，卻私自打井進行灌溉，而水利部門對這些機井又因為其量小無法進行審批管理，使得區(qū)內(nèi)水資源管理過于粗放。據(jù)統(tǒng)計，目前張卜塬區(qū)有配套設(shè)施齊全的機井290眼，其中塬上185眼，塬下105眼。機井深度塬上80m～120m，最深150m；塬下機井深度多為60m～80m。年開采地下水680萬m3。除灌溉水井外還有人畜飲水井。在張卜鄉(xiāng)蔡家村附近，分布著給閻良區(qū)城鎮(zhèn)生活供水的“172水廠”，其在方圓2km2內(nèi)布置了19眼輻射井，井深200m左右，年抽水量約 0.14億m3～0.17億m3。

3.2.2 無節(jié)制的開采地下水

張卜塬區(qū)目前地下水儲藏總量為5600萬m3，根據(jù)地下水資源儲量分析計算知，該地區(qū)年可開采量大約在1600萬m3，而實際中每年開采量為2350萬m3，遠遠大于年可開采量。地下水補采嚴重失衡，平均年超采750萬m3。

據(jù)預(yù)測，張卜塬區(qū)內(nèi)2.5萬畝農(nóng)作物每年需要灌溉用水1180萬m3。張卜塬區(qū)人畜年需水量56萬m3，“172”水廠年抽水1700萬m3，其他用水9.6萬m3。計算可知，張卜塬區(qū)年總需水量為2945.6萬m3。若不采取切實措施，該地區(qū)地下水超采情況將越來越嚴峻。

4 沉陷發(fā)生后造成的危害

張卜塬區(qū)地面沉陷水文地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生后，對張卜地區(qū)的居民住宅及水利工程基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)田灌溉造成了嚴重的危害。在居民住宅方面，沉降導(dǎo)致當(dāng)?shù)鼐用裨簤Φ顾?，墻壁裂縫，地埋水管斷裂等，危及居民人身和財產(chǎn)安全。其中，在張卜管理站內(nèi)出現(xiàn)的沉陷導(dǎo)致站內(nèi)職工住房和地面大范圍出現(xiàn)裂縫，裂縫最大寬度達40cm，危及到了職工的日常生活和工作安全。

在水利工程基礎(chǔ)設(shè)施方面，使得九支渠多處和新三斗、六斗、八斗、九斗、十一斗等許多斗渠渠道襯砌渠底斷裂，渠道建筑物嚴重破壞，渠道比降發(fā)生變化，輸水能力減小，致使渠道嚴重淤積，量水堰報廢。沉陷導(dǎo)致九支渠決口1次，險工8處，斗分渠決口15次，嚴重制約著九支渠系的正常灌溉和行水安全。

在農(nóng)田灌溉方面，由于地面沉降的影響，2001年冬灌至今，九支渠系無法正常灌溉，嚴重影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)，造成受益區(qū)糧食生產(chǎn)損失420余萬元，制約著當(dāng)?shù)貒窠?jīng)濟的增長和農(nóng)民生活水平的提高，同時也制約著九支渠下游3.8萬畝農(nóng)田的正常灌溉。

5 對張卜塬區(qū)地面沉陷應(yīng)采取的措施

根據(jù)調(diào)查，近十年來，張卜塬區(qū)地下水位平均下降了10m，塬上地下水埋深由原來的33.17m下降至目前的40.93m，塬下地下水埋深由原來的11.9m下降至目前的28.5m。而且，這種下降趨勢目前還在加劇，進一步威脅到該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，故急需進行扭轉(zhuǎn)。因此，建議采取以下措施，進行應(yīng)對：

（1）建立沉陷、裂縫監(jiān)測系統(tǒng)，對裂縫實施有效監(jiān)控，科學(xué)治理，杜絕地面沉陷的繼續(xù)發(fā)展。由于張卜塬區(qū)地下水位不斷下降，導(dǎo)致20世紀60年代布設(shè)在該地區(qū)的21眼觀測井（包括8眼長觀井，13眼普查井）于2001年秋季全部報廢。為了動態(tài)掌握該地區(qū)地下水變化情況，急需從新布設(shè)監(jiān)測井。建議投資恢復(fù)張卜地區(qū)地下水位觀測網(wǎng)絡(luò)，以便掌握該區(qū)地下水位動態(tài)變化的第一手資料，科學(xué)指導(dǎo)灌區(qū)群眾合理取用地下水。

（2）加強水資源管理，嚴格審批程序，限制新打機井，確保地下水資源科學(xué)合理利用。制定切實可行的地下水資源采補平衡方案，對張卜塬區(qū)現(xiàn)有機井的使用進行統(tǒng)一管理，防止集中、大量開采，杜絕該地區(qū)地下水資源進一步惡化。同時，制定有效措施，嚴格審批程序，限制新打機井，并加強巡回檢查，確保塬區(qū)機井總量穩(wěn)定，促進地下水資源合理利用。

（3）堅持優(yōu)先利用地表水的原則，關(guān)閉超采機井，限制大量開采地下水，防止地面沉陷進一步發(fā)展。對于九支渠已經(jīng)通水到位的張卜塬區(qū)及其周邊地區(qū)的機井，堅決給予關(guān)閉，禁止灌區(qū)農(nóng)民抽取地下水進行農(nóng)田灌溉；堅決限制“172”抽水工程的超標使用，保持并逐步恢復(fù)該地區(qū)的地下水位。塬區(qū)地方政府應(yīng)號召和動員群眾為了改變生存環(huán)境，統(tǒng)一使用涇惠渠水灌溉，防止地面沉陷進一步發(fā)展。

（4）推行渠井統(tǒng)一管理，合理開采地下水資源。為了更好地補充和恢復(fù)張卜塬區(qū)地下水資源，應(yīng)實行渠井統(tǒng)一管理，按照“渠井結(jié)合，以渠養(yǎng)井，以井補渠，豐儲枯用”的三水平衡方式進行水資源統(tǒng)一調(diào)配，促進該地區(qū)地下水資源的合理開采。

（5）制定優(yōu)惠政策，加大涇惠渠對地下水的補充力度。省水利廳和當(dāng)?shù)卣o涇惠渠予以資金補償，促使涇惠渠九支渠在農(nóng)田非灌溉時期持續(xù)行水，加大涇惠渠對地下水的補充力度，恢復(fù)當(dāng)?shù)卦械牡叵滤弧?/p>

（6）對九支渠進行加固處理，確保九支渠的輸水能力，增加涇惠渠水對灌區(qū)農(nóng)作物的灌溉面積，減少地下水的開采量。

（7）對于地面沉陷嚴重的地區(qū)，可以實行地下水回灌的方式，確保地下水供需平衡。

6 結(jié)語

超采地下水造成的地面沉降現(xiàn)象，現(xiàn)在越來越嚴重。文章通過論述分析張卜塬區(qū)地面沉陷的原因及其危害，對保護地質(zhì)環(huán)境、合理開發(fā)地下水資源提出了相關(guān)建議。要求統(tǒng)一管理水資源，實行合理調(diào)配，高效利用，以促進區(qū)域水資源平衡，達到防止地面沉降的目的。陜西水利