河北省地面沉降災(zāi)害預(yù)防規(guī)劃

宋振宇　馬奎羽　王鴻卓　宋振峰

【摘 要】河北省地面沉降是全國(guó)面積最大、類型最復(fù)雜的地區(qū)之一，大面積的地面沉降給人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重威脅，成為制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一，本文對(duì)比分析和探討了我省地面沉降成因，初步提出了不同地質(zhì)環(huán)境結(jié)構(gòu)下地面沉降的防治對(duì)策，華北平原地面沉降調(diào)查監(jiān)測(cè)防治工作取得了積極進(jìn)展。

【關(guān)鍵詞】地面沉降；防治區(qū)；規(guī)劃

河北省地處華北，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，漳河以北，東臨渤海北京周邊，西為太行山地，北為燕山山地，燕山以北為張北高原，其余為河北平原，在極端氣候條件和人為因素下，地面沉降引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)日益明顯，嚴(yán)重影響著人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)，和重大基礎(chǔ)設(shè)施的安全運(yùn)營(yíng)。

地面沉降指由于自然或人為活動(dòng)等引發(fā)地殼表層松散土層壓縮，導(dǎo)致地面標(biāo)高降低的地質(zhì)現(xiàn)象。地面沉降的危害是多方面的，沉降是一種緩變過程，到一定程度會(huì)使供水管道變形甚至斷裂，影響人民生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；地面沉降也影響河道輸水，據(jù)水利部門測(cè)算，因地面沉降造成海河流域行洪能力下降約20%；地面沉降還導(dǎo)致鐵路路基加厚；地面裂縫頻發(fā)，危及城鄉(xiāng)建筑安全；城市積水、管網(wǎng)安全受到威脅；地面高程資料大范圍失效；加重風(fēng)暴潮災(zāi)害等等。

一、地面沉降的原因

引起地面沉降的因素可分成自然因素及人為因素。自然因素包括構(gòu)造活動(dòng)、軟弱土層的自生壓密圃結(jié)，海平面上升等；人為因素包括過量開采地下水、地下熱水及油氣資源等。

1.自然因素

從地質(zhì)因素看， 自然界發(fā)生的地面沉降大致有下列三種原因：地表松散地層或半松散地層等在重力作用下擠壓密而發(fā)生沉降；因地質(zhì)構(gòu)造作用導(dǎo)致地面凹陷而發(fā)生沉降；地震導(dǎo)致地面沉降。

2.人為因素

就河北省而言，人為因素是導(dǎo)致地面沉降的主要原因。人為因素主要總結(jié)為以下幾類：

2.1長(zhǎng)期超量開采地下水：六十年代以后，隨著經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)的發(fā)展，大量開采深層地下水，導(dǎo)致地下水位迅速下降，并長(zhǎng)期處于超采狀態(tài)，地下水位大幅下降，致使地下含水層孔隙水壓力減小，粘土層失水，孔隙被壓密而導(dǎo)致地面沉降。這是地面沉降主要原因。

2.2采煤、采礦及石油、天然氣資源開發(fā)：由于多年開采礦產(chǎn)資源，產(chǎn)生采空區(qū)或上含水層被壓密固結(jié)，引起地面沉降。

2.3工程建設(shè)、地表建筑物荷載：近幾年來房地產(chǎn)的快速發(fā)展，是近年來新的沉降制約因素，老城區(qū)的改造和新城區(qū)的擴(kuò)大，城市化進(jìn)程不斷加快，地表建筑物增多，加大地面荷載，欠固結(jié)土層或軟土層在重力荷載下排水固結(jié)，發(fā)生地面沉降。

二、防治區(qū)圈定分類

依據(jù)地形地貌、巖土體類型及性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造以及地下水特征與開采狀況等地質(zhì)災(zāi)害形成的地質(zhì)環(huán)境條件和人為活動(dòng)因素，把河北分成地面塌陷高易發(fā)區(qū)，中易發(fā)區(qū)，低易發(fā)區(qū)。針對(duì)不同程度圈定重點(diǎn)防治區(qū)8個(gè)、次重點(diǎn)防治區(qū)3個(gè)、一般防治區(qū)3個(gè)。

1.重點(diǎn)治理區(qū)主要分布在以下地區(qū)：

1.1廊坊市地面沉降和地裂縫地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)防治區(qū)：主要包括廊坊市中心城區(qū)和開發(fā)區(qū)?？偯娣e45km2。

1.2唐海-曹妃甸新區(qū)地面沉降和地裂縫地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)防治區(qū)：主要包括南堡開發(fā)區(qū)和曹妃甸工業(yè)園區(qū)及其附近地區(qū)，總面積2797.95km2。

1.3保定市地面沉降和地裂縫地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)防治區(qū)：要包括保定市中心城區(qū)和開發(fā)區(qū)，總面積106km2。

1.4任丘-獻(xiàn)縣一帶地面沉降和地裂縫地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)防治區(qū)：主要包括高陽(yáng)、任丘、蠡縣、肅寧、河間、獻(xiàn)縣六個(gè)縣（市）級(jí)行政區(qū)部分地區(qū)，總面積約2592km2。

1.5滄州市-青縣一帶地面沉降和地裂縫地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)防治區(qū)：包括滄州市中心城區(qū)及開發(fā)區(qū)、滄縣、青縣部分地區(qū)，總面積約1472km2。

1.6衡水市-景縣一帶地面沉降和地裂縫地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)防治區(qū)：包括衡水市中心城區(qū)和開發(fā)區(qū)、武邑縣、景縣、吳橋部分地區(qū)，總面積約1837km2。

1.7南宮市-平鄉(xiāng)-威縣一帶地面沉降和地裂縫地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)防治區(qū)：本區(qū)屬黑龍港流域，包括南宮、平鄉(xiāng)、威縣、廣宗、雞澤、曲周6縣（市）的大部分區(qū)域，總面積約2274km2。

1.8滄州沿海地面沉降和地裂縫地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)防治區(qū)：主要為滄州沿海向內(nèi)陸延伸10km以內(nèi)地區(qū)，包括大港油田、黃驊港和臨港工業(yè)園區(qū)?？偯娣e約235km2。

2.次重點(diǎn)治理區(qū)主要分布在以下幾個(gè)地區(qū)：

2.1唐山、秦皇島沿海一帶地面沉降和地裂縫地質(zhì)災(zāi)害次重點(diǎn)防治區(qū)：該區(qū)主要包括唐山南部樂亭、秦皇島昌黎濱海平原及近岸海域附近區(qū)域，總面積約928.06km2。

2.2京津以南中東部平原地面沉降和地裂縫地質(zhì)災(zāi)害次重點(diǎn)防治區(qū)：該區(qū)主要為京津以南中東部平原地面沉降重點(diǎn)防治區(qū)外圍地區(qū)，總面積33586.65km2。

2.3邯鄲市地面沉降和地裂縫地質(zhì)災(zāi)害次重點(diǎn)防治區(qū)：主要為邯鄲市區(qū)，面積為66km2。

3.一般治理區(qū)主要分布在以下幾個(gè)地區(qū)：

3.1廊坊北三縣地面沉降和地裂縫地質(zhì)災(zāi)害一般防治區(qū)：該區(qū)包括廊坊固安縣、永清縣、香河縣大部分區(qū)域，面積1207km2。

3.2京津以南山前平原一帶地面沉降和地裂縫地質(zhì)災(zāi)害一般防治區(qū)：該區(qū)包括京津以南山前平原范圍，總面積21511 km2。

3.3唐山-秦皇島中部山前平原地面沉降和地裂縫地質(zhì)災(zāi)害一般防治區(qū)：該區(qū)包括唐山市玉田、豐潤(rùn)、灤縣、灤南、樂亭和秦皇島市盧龍、昌黎等平原區(qū)，總面積6330.9 km2。

三、 防治措施與方案

“十一五”期間，我省在地質(zhì)災(zāi)害防治方面做了大量工作，在保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全，保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定等方面，取得了顯著成效。

1.加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查研究程度。目前我省地質(zhì)災(zāi)害防治工作仍然缺乏全面系統(tǒng)的基礎(chǔ)調(diào)查資料，針對(duì)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)進(jìn)行大比例尺、高精度的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查，對(duì)重點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)詳細(xì)勘查，深入研究地質(zhì)災(zāi)害的形成機(jī)理、防治工程，從而全面開展地質(zhì)災(zāi)害防治工作。

1.1嚴(yán)格控制地下水的開采量，調(diào)整開采層位，避開可壓縮性大的含水層的開采，從而減緩地面沉降的速度。

1.2針對(duì)礦產(chǎn)資源的采空區(qū)積極采取治理措施，采用回填、回灌等方式降低地面沉降發(fā)生的可能性。

1.3對(duì)已經(jīng)發(fā)生地面塌陷且其穩(wěn)定性差尚有活動(dòng)跡象的地段，就堅(jiān)決避讓，不能作為職工居住地、重要設(shè)備廠房、公路等；針對(duì)以后的工程設(shè)計(jì)和施工中要注意消除或減輕人為因素的影響；建筑物應(yīng)盡量避開地面沉降的易發(fā)區(qū)。

2.完善地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)體系和地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)。

2.1河北群測(cè)群防體系已經(jīng)建立，要做到預(yù)警及時(shí)、反應(yīng)迅速、轉(zhuǎn)移快捷、避險(xiǎn)有效。提高是基層國(guó)土所和群測(cè)群防人員業(yè)務(wù)水平，加強(qiáng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)培訓(xùn)，規(guī)范監(jiān)測(cè)預(yù)警工作，提高監(jiān)測(cè)預(yù)警水平，在重點(diǎn)防治區(qū)成立地面沉降監(jiān)測(cè)中心，并將地面沉降監(jiān)測(cè)所取得的成果及時(shí)應(yīng)用到地面沉降防控管理。

2.2增設(shè)地質(zhì)災(zāi)害專業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、引進(jìn)先進(jìn)的監(jiān)測(cè)方法和手段，推動(dòng)我省重大地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的專業(yè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，新建兩座基巖標(biāo)，解決了長(zhǎng)期以來測(cè)量工作須引測(cè)外省市基巖標(biāo)的問題；完成了滄州興濟(jì)、唐海兩座GPS基準(zhǔn)站的建設(shè)；新建3組分層標(biāo)，加強(qiáng)對(duì)地面沉降嚴(yán)重區(qū)的監(jiān)測(cè)。

2.3通過前期的地面沉降調(diào)查監(jiān)測(cè)工作，采集了大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，及時(shí)更新地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)調(diào)查數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理。

3.加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害防治的資金管理。如是人為原因地質(zhì)災(zāi)害，由其所在單位或者個(gè)人負(fù)責(zé)治理；自然作用造成的地質(zhì)災(zāi)害，由當(dāng)?shù)厝嗣裾M織有關(guān)部門治理。

4.實(shí)現(xiàn)全民防災(zāi)減災(zāi)知識(shí)普及。加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)知識(shí)的培訓(xùn)和演習(xí)，作為加強(qiáng)群測(cè)群防預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)的重要組成部分，全面提高地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)人民群眾自防自救能力。

通過最近幾年的地面沉降調(diào)查監(jiān)測(cè)工作，深入研究了河北平原地面沉降的分布特點(diǎn)、災(zāi)害特征、形成機(jī)制，深入探討了地面沉降與地形地貌、地下水、地層等有關(guān)要素的關(guān)系，結(jié)合區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，進(jìn)行了易發(fā)區(qū)、防治分區(qū)劃分，為地面沉降的防治奠定了很好的基礎(chǔ)。通過地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集、傳輸和存儲(chǔ)；實(shí)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害的有效監(jiān)控，及時(shí)為政府和社會(huì)提供服務(wù)，為國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)提供基礎(chǔ)信息，為重大工程項(xiàng)目建設(shè)合理規(guī)劃提出了有效的對(duì)策建議，現(xiàn)已經(jīng)取得了初步的成效。