地下水開采引發(fā)的地面沉降易發(fā)性區(qū)劃及控制措施

楊了然　魏強(qiáng)　曹鼎鑫

[摘要]在我國大部分的地區(qū)都存在著地下水開采過度的問題，地下水過度的開采會(huì)造成地下水水位大幅度的下降，從而導(dǎo)致大面積的地面沉降。地面沉降是地質(zhì)災(zāi)害的一種，雖然成災(zāi)慢，但是損失大、不易治理。為了防止地面沉降，根據(jù)容易造成的地面沉降的因素，制定出有效地控制措施，阻止地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生。

[關(guān)鍵詞]地下水開采 地面沉降 易發(fā)性區(qū)劃 控制措施

[中圖分類號(hào)] TU476+.4 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-3-346-1

0前言

近年來，隨著我國人口不斷地增長，使得人口對(duì)水資源的需求不斷的增加，導(dǎo)致了水資源過度的開發(fā)，最終引發(fā)了地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害。地面沉降會(huì)嚴(yán)重的影響和制約經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，為了避免引起更大規(guī)模的地面沉降，采取有效地控制措施就變得十分有必要。

1地面沉降帶來的危害

人們?yōu)榱藵M足自身對(duì)水資源的需求，從而大量的開采地下水，地下水的過度開采使地下水的水位下降，導(dǎo)致了地面沉降問題的產(chǎn)生，地面沉降給我們?nèi)粘５纳顜砹司薮蟮奈：?，具體表現(xiàn)在以下幾方面：

第一，城鎮(zhèn)的基礎(chǔ)設(shè)施及農(nóng)田耕地遭到破壞。城鎮(zhèn)生活中有大量的建筑物，地面沉降會(huì)讓地表變得不均勻，這種不均勻會(huì)導(dǎo)致建筑物變得傾斜、墻體開裂，甚至還會(huì)造成建筑物倒塌。除了對(duì)建筑物造成損害，還會(huì)影響城市的交通運(yùn)輸情況，因?yàn)榈叵鲁習(xí)斐陕坊冃蜗鲁?、路面形成裂縫，從而導(dǎo)致公路、鐵路等不同程度的受到破壞。因地面沉降在農(nóng)田內(nèi)形成的的地裂縫對(duì)農(nóng)田灌溉及耕種的人畜安全造成了極大的影響，就滄州而言根據(jù)野外的實(shí)際調(diào)查由于農(nóng)田內(nèi)發(fā)生地裂縫導(dǎo)致在灌溉農(nóng)田時(shí)水流隨裂縫流向地下，造成農(nóng)田無法充分得到灌溉，從而影響了農(nóng)田耕地的產(chǎn)量。

第二，降低城市的防洪能力。地面沉降會(huì)導(dǎo)致城市排水系統(tǒng)的排水口高于河水位，失去了其應(yīng)有的排水功能，在雨天的時(shí)候?qū)е鲁鞘谐霈F(xiàn)積水。另外，地面下沉還會(huì)導(dǎo)致沿海城市的防汛墻高度降低，使得海水更容易侵入城市，大大地降低了沿海城市的防汛能力。

第三，影響河流的航運(yùn)。對(duì)于以航運(yùn)為主的地區(qū)，地面下沉?xí)斐蓸蛄簝艨諟p小，從而使橋梁的承受能力降低，最終導(dǎo)致過橋能力降低。

第四，引發(fā)其它地質(zhì)災(zāi)害。伴隨著地面沉降一起發(fā)生的還有地裂縫現(xiàn)象，甚至引發(fā)其它的地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重的影響了人們的生活，給社會(huì)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2地面沉降易發(fā)性區(qū)劃

地面沉降易發(fā)性區(qū)要充分的利用GIS的疊加分析功能，通過對(duì)地面沉降影響因素的疊加分析，從而得出地面沉降易發(fā)性區(qū)劃。地面沉降的影響因素包括黏土層厚度、地下水水位下降速度、地下水開采量三個(gè)因素，再根據(jù)這三個(gè)影響因素的影響程度做出因子權(quán)重選擇。

對(duì)地面沉降具有決定作用的是黏土層厚度，因此在地面沉降易發(fā)性劃分時(shí)要重點(diǎn)考慮黏土層厚度分區(qū)；而地下水水位下降速度是地面沉降的誘發(fā)性因素；地下水的水位下降速度受到地下水開采量的影響。

利用GIS技術(shù)將各圖層網(wǎng)格化，通過軟件分別計(jì)算出各單元中各因子的分值與權(quán)重的成績(jī)，并求和，得出各單元的綜合評(píng)分。接著根據(jù)各單元的綜合分析將地面沉降易發(fā)性分區(qū)劃分為五級(jí)區(qū)域，分別為不易沉降區(qū)、一般沉降區(qū)、中等沉降區(qū)、較易沉降區(qū)和易發(fā)沉降區(qū)。

3地面沉降的控制措施

造成地面沉降的主要的原因就是地下水的嚴(yán)重開采，因?yàn)槿藗儗?duì)水資源需求的不斷增加，所以地下水的開采程度超過了水資源自身的恢復(fù)能力，導(dǎo)致水位下降，產(chǎn)生地面沉降。

3.1禁采或者限采地下水

在地面沉降越來越嚴(yán)重的地區(qū)，禁采地下水是最有效的措施。禁采或者限采地下水有效地遏制了地面沉降的速度，但是卻在一定程度上影響了當(dāng)?shù)厝嗣竦纳詈蜕a(chǎn)，因此，從多方面考慮來看，這并不是適合長期使用的措施，禁采地下水和人們的正常生活之間的矛盾還有待進(jìn)一步解決。

3.2尋找一個(gè)適合的地下水開采層位

為了適應(yīng)不斷增長的水資源的需求，促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展，各個(gè)城市開始大規(guī)模的對(duì)深層地下水進(jìn)行開采和利用，這導(dǎo)致了深層地下水水位的持續(xù)下降，進(jìn)而導(dǎo)致城市中明顯的出現(xiàn)了地面下沉的現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問題，各大城市對(duì)深層地下水的水位進(jìn)行了控制，保證深層地下水位于上層咸水的水頭壓力差減小，從而在一定程度上控制了咸水下移的趨勢(shì)。采取優(yōu)化地下水開采層位措施，將可壓縮性大的含水層避開，有效地降低了沉降量，阻止了地面沉降的發(fā)生。

3.3提高城市廢水的利用率

城市廢水是指城鎮(zhèn)企業(yè)所排放出來的污水，開發(fā)利用廢水資源具有不受氣候影響、水源可靠、成本低、距離用戶近等優(yōu)點(diǎn)，也是一個(gè)解決地面沉降有效地措施。不同的企業(yè)對(duì)用水水質(zhì)的要求不同，將廢水的串聯(lián)使用不僅可以減少污水的排放，還可以有效地緩解城市缺水和水資源污染之間的矛盾。通過采取適當(dāng)?shù)目茖W(xué)技術(shù)，對(duì)污水進(jìn)行處理之后再利用，大大地緩解了水資源的供需矛盾，有利于保證人們生產(chǎn)的正常進(jìn)行。另外，污水的處理再利用也在一定程度上減少了地下水的開采量，有效地遏制了地面沉降的發(fā)生。

3.4建設(shè)節(jié)水型社會(huì)

水資源是人類生產(chǎn)和生活不可缺少的資源之一，我國目前水資源浪費(fèi)的現(xiàn)象非常的嚴(yán)重，從而導(dǎo)致了地下水大量的開發(fā)。水資源短缺是我國建設(shè)小康社會(huì)進(jìn)程中所面臨的重大挑戰(zhàn)，與水資源短缺相比，水資源浪費(fèi)更是一個(gè)嚴(yán)重的問題，我國的用水效率低，所以水資源的節(jié)省空間巨大。加強(qiáng)節(jié)水的管理，提高水的利用率，建設(shè)節(jié)水型社會(huì)能夠有效地緩解開采地下水帶來的壓力，減少地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能，從而保證人們生產(chǎn)和生活正常的進(jìn)行。

4結(jié)論

地下水的超標(biāo)開采引起了嚴(yán)重的地面沉降，地面沉降給人們的生產(chǎn)和生活都帶來了極大的危害，嚴(yán)峻的形式對(duì)地下水的開采和管理提出了新的要求。要在充分認(rèn)識(shí)地面下沉的危害的前提下，提出有效地控制地面下沉的措施，對(duì)地下水資源的開采進(jìn)行合理的配置。

參考文獻(xiàn)

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