考慮不可控因素下的地面沉降防治區(qū)劃研究

焦 珣，王寒梅，楊天亮，方 正，林金鑫，張 歡

（1. 國土資源部地面沉降監(jiān)測(cè)與防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200072；2. 上海地面沉降控制工程技術(shù)研究中心，上海 200072；3. 上海市地質(zhì)調(diào)查研究院，上海 200072）

考慮不可控因素下的地面沉降防治區(qū)劃研究

焦 珣1,2,3，王寒梅1,2,3，楊天亮1,2,3，方 正1,2,3，林金鑫1,2,3，張 歡1,2,3

（1. 國土資源部地面沉降監(jiān)測(cè)與防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200072；2. 上海地面沉降控制工程技術(shù)研究中心，上海 200072；3. 上海市地質(zhì)調(diào)查研究院，上海 200072）

在上海微量沉降和城市設(shè)防極高要求的今后一段時(shí)期內(nèi)，海平面上升、基底沉降、欠固結(jié)土沉降等不可控因素是地面沉降防治必須要考慮的問題。文章從城市排澇角度研究估算了上海今后最大允許相對(duì)沉降量、各不可控因素引發(fā)的地面沉降量及有效地面沉降容量。以此為依據(jù)，在上海地面沉降三級(jí)管控分區(qū)的總體框架下，結(jié)合城市總體規(guī)劃，進(jìn)行了2016-2040年地面沉降防治區(qū)劃劃分，并綜合確定各分區(qū)地面沉降管控指標(biāo)，可以為地面沉降防治的精細(xì)化管理提供技術(shù)依據(jù)。

地面沉降；防治區(qū)劃；有效容量；不可控因素

上海地處長江河口，濱江臨海，地勢(shì)低平。長期以來，地面沉降問題作為主要的地質(zhì)災(zāi)害直接影響著上海下墊面形態(tài)，嚴(yán)重威脅著上海的城市安全[1,2]。經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的不斷努力，目前上海地面沉降達(dá)到微量沉降，2010年后年均地面沉降速率一直控制在6mm/a以下。在微量沉降現(xiàn)狀和城市安全設(shè)防要求極高的條件下，全球氣候變暖引起的海平面上升、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的基底沉降以及東部沿江新成陸地區(qū)欠固結(jié)土的地面沉降效應(yīng)是研究上海地面沉降防治必須考慮的問題。2013年作者在《上海市有效地面沉降容量研究》[3]一文中提出了上海最大允許相對(duì)沉降量和考慮不可控因素下上海市有效地面沉降量的確定方法，本次是在此基礎(chǔ)上的所取得研究成果的總結(jié)。

1 上海地區(qū)有效地面沉降容量

有效地面沉降容量是指所允許的人類活動(dòng)控制下的最大地面沉降量，其值等于地區(qū)最大允許相對(duì)沉降量減去不可控因素控制下的地面沉降量。上海地面沉降最直接的影響是改變了上海市原始地貌形態(tài)，降低了地表高程，使內(nèi)河水位相對(duì)升高，改變了城市的自然徑、排流條件。同時(shí)又受臺(tái)風(fēng)、暴雨、洪汛、潮汐影響，汛期積水嚴(yán)重、江河水位相對(duì)上升并強(qiáng)化海平面上升影響，城市防汛排澇面臨嚴(yán)峻壓力。因此，本次以上海各水利分片[3]的城市排澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為約束條件，研究在相應(yīng)的排澇設(shè)施排澇能力條件下上海地區(qū)的有效地面沉降容量。

根據(jù)上海地區(qū)有效地面沉降容量計(jì)算方法[3]，考慮到最近的全市地面高程數(shù)據(jù)為2011年水準(zhǔn)復(fù)測(cè)結(jié)果，本次以2010年為起始年份，計(jì)算未來30年，即2010年至2040年上海地區(qū)有效地面沉降容量，再減去2010年至2015年的實(shí)際地面沉降量，就可以獲得2016～2040年的有效地面沉降容量。2016～2040年上海地區(qū)有效地面沉降容量的表示如下：

式中：

E(2040)：2010～2040年有效地面沉降容量；

M(2040)：2010～2040年最大允許相對(duì)沉降量；

S(2040)：2010～2040年絕對(duì)海平面上變化量；

T(2040)：2010～2040年構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的沉降量；

L(2016-2040)：2016～2040年吹填土沉降量；

A(2010-2015)：2010～2015年實(shí)測(cè)地面沉降量。

2 最大允許相對(duì)沉降量的確定

上海各水利分片雨水排水按排入河道的方式總體上可分為強(qiáng)排水模式和緩沖式自流排水模式兩類（圖1）。

2.1 強(qiáng)排水模式片區(qū)最大允許沉降量

強(qiáng)排模式的流程為：雨水→市政管網(wǎng)→雨水泵站→附近河道→片外大水體；強(qiáng)排對(duì)于泵站的揚(yáng)程具有一定的要求，地表高程降低，泵的揚(yáng)程需要增高，但排水能力會(huì)下降；根據(jù)1995年上海市防汛指揮部辦公室的《二十一世紀(jì)遠(yuǎn)期防洪標(biāo)準(zhǔn)分析》研究成果，當(dāng)相對(duì)海平面上升35cm時(shí)，1995年市區(qū)已建市政排水泵站出水流量總量減少20m3/s，約占已建市政排水泵站總排水流量2.6%，對(duì)雨水泵站流量損失產(chǎn)生了一定的影響。

圖1 上海市排水模式分布圖Fig. 1 Drainage pattern distribution of Shanghai City

由于1995年后新建和改建泵站機(jī)組基本上仍采用了上述類型軸流泵和混流泵，因此，當(dāng)雨水泵站的性能、設(shè)計(jì)參數(shù)一定時(shí)，無論泵站數(shù)量多少，相對(duì)海平面上升35cm，雨水泵站流量損失仍為2.6%。考慮到減少流量超過2%時(shí)，排澇作用會(huì)受到一定影響，故本次以流量損失超過2%對(duì)應(yīng)的相對(duì)海平面上升值為約束條件，確定強(qiáng)排水模式片區(qū)的最大允許沉降量為35cm。

2.2 緩沖式自流排水片區(qū)最大允許沉降量

緩沖式自流排水是接近自然的排水模式，流程為：雨水→市政管網(wǎng)→附近河道（或圩內(nèi)河道）→片區(qū)泵、閘（圩內(nèi)排澇泵站）→片外大水體（圩外河道）。緩沖式自排對(duì)雨水管道地表高程與排入河道的水位差值具有一定的要求，一般要求大于管道水力坡降，地表高程降低到一定值，自流排水安全的地面標(biāo)高與河道水位高差會(huì)小于管道水力坡降，不能有效排水。根據(jù)緩沖式自流排水的高差條件[3]，本次計(jì)算得到緩沖式自流排水片區(qū)最大允許沉降量（表1）。

3 不可控因素引發(fā)的地面沉降量

3.1 海平面上升

許多研究者根據(jù)上海吳淞驗(yàn)潮站資料對(duì)過去百年來海平面變化速率及未來的上升值作了研究和預(yù)測(cè)，其中以秦曾灝等的研究結(jié)果被引用的最多。秦曾灝等采用多變量逐步回歸和最大熵譜分析等方法分析了以吳淞為代表的上海絕對(duì)海平面長期趨勢(shì)和周期變化規(guī)律[4]，本次根據(jù)其所建模型計(jì)算了計(jì)算了上海及其鄰近地區(qū)7個(gè)驗(yàn)潮站2010、2040年相對(duì)于1990年的上升預(yù)測(cè)值（表2），從而得到2010～2040年上海海平面上升值為6.5cm，平均上升速率約為2.2mm/a，這與IPCC1990～2050年海平面上升速率為2.7mm/a以及國家海洋局研究在《2015年中國海平面公報(bào)》得出的未來30年上海所在東海海域的海平面平均上升速率為2.5mm/a相差甚少。

表1 緩沖式自流排水片區(qū)最大允許沉降量Table 1 Maximum allowable settlement of cushion type gravity drainage area

絕對(duì)海平面上升會(huì)引起大陸河網(wǎng)水情發(fā)生變化，進(jìn)而對(duì)雨水泵站排澇產(chǎn)生一定的影響。根據(jù)1995年《海平面上升對(duì)水資源、水利規(guī)劃和水環(huán)境的影響及對(duì)策研究》成果，絕對(duì)海平面升高值與上海大陸的10個(gè)分片河網(wǎng)水位變化值存在一定的相關(guān)關(guān)系，海平面上升30cm，各分片河網(wǎng)水位上升值約是海平面上升10cm河網(wǎng)水位上升值的3倍，但各分片水位上升比例不盡相同。本次利用線性內(nèi)插法求解了未來2010～2040年絕對(duì)海平面上升6.5cm，對(duì)應(yīng)的各片河網(wǎng)水位的平均上升量。計(jì)算結(jié)果見表3，其中海域的崇明島片、長興島片、橫沙島片河網(wǎng)水位與絕對(duì)海平面的上升值相同，為6.5cm。太湖水網(wǎng)地區(qū)商塌片河網(wǎng)水位變化參考太北片，即為0cm。

表2 上海地區(qū)海平面上升預(yù)測(cè)值Table 2 Prediction of sea level rise in Shanghai region

表3 絕對(duì)海平面上升引起的各水利控制分片河網(wǎng)水位變化Table 3 Water level changes in sub slice river networks caused by absolute sea-level rise

3.2 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的基底沉降

據(jù)已有的研究所知[5]，進(jìn)入上新世末的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主幕階段以后，現(xiàn)上海地區(qū)也逐漸淪入沉降盆地。進(jìn)入早更新世中晚期，上海所在的現(xiàn)長江三角洲地區(qū)轉(zhuǎn)入了全面沉降，根據(jù)磁性地層測(cè)算，平均沉降速率為6.7cm/ka，中更新世期間區(qū)內(nèi)地殼平均沉降速率7cm/ka，中、晚更新世之交，轉(zhuǎn)入了強(qiáng)烈沉降階段，晚更新世期間上海地區(qū)的平均沉降速率劇增為64cm/ka，全新世期間更遞增至238cm/ka，全新統(tǒng)沉積表明這種沉降持續(xù)到現(xiàn)在，表現(xiàn)出新構(gòu)造期持續(xù)的沉降性。

此外，上海天文臺(tái)在佘山工作站利用具有很高測(cè)量精度的甚長基線干涉儀（VLBL），開展以監(jiān)測(cè)地殼運(yùn)動(dòng)為目的的國際間聯(lián)合觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)佘山VLBI站與國際合作聯(lián)測(cè)的結(jié)果[6]，上海地區(qū)地殼垂直運(yùn)動(dòng)速率為-2mm/a（“-”代表向下運(yùn)動(dòng)），該測(cè)量值與磁性地層測(cè)算全新世上海地區(qū)地殼沉降速率為238cm/ka接近。因此，本次取上海地區(qū)地殼垂直運(yùn)動(dòng)速率為-2mm/a，按線性變化作時(shí)間外推，估算得到2040年上海地區(qū)地殼比2010年下降6.0cm。

3.3 新成陸地區(qū)地面沉降吹填土沉降效應(yīng)

吹填土在上海東部新成陸地區(qū)廣泛分布，它的形成與分布和上海市海岸線的變遷以及圍海造陸有關(guān)。據(jù)目前的調(diào)查結(jié)果，陸域吹填土分布在上海地區(qū)的東部和南部沿江沿海地區(qū)，其北至長江隧道，西至曹涇鎮(zhèn)。在73堤及隨塘河以西以北是缺失的，以東以南則大面積分布。

吹填土的沉降效應(yīng)主要可以分為兩個(gè)方面：一方面是吹填土大面積堆載導(dǎo)致的地基沉降、另一方面是吹填土本身固結(jié)所產(chǎn)生的沉降。本次分別采用分層總和法和欠固結(jié)土一維壓縮基本計(jì)算公式計(jì)算得到新近成陸地區(qū)2016～2040年沉降量（圖2）。

圖2 2016～2040年吹填土沉降估算結(jié)果Fig.2 2016～2040 Estimation results of dredger fill settlement

4 有效地面沉降容量的計(jì)算結(jié)果

由式（1）計(jì)算得到2010～2040年上海地區(qū)有效地面沉降容量（不考慮吹填土影響）。將2010～2040年上海地區(qū)有效地面沉降容量減去2010年至2015年的實(shí)測(cè)地面沉降量，并考慮浦東片吹填土的影響，便可以獲得2016～2040年上海地區(qū)有效地面沉降容量。從計(jì)算結(jié)果來看，2016～2040年上海地區(qū)平均有效地面沉降容量約為30cm，嘉寶北片、淀南片和浦東片有效地面沉降容量最大，但基本都在80cm范圍內(nèi)；青松控制片、太南片、浦南西片、橫沙島片有效地面沉降容量最小，都在15cm以下（圖3）。

圖3 上海市有效地面沉降容量計(jì)算結(jié)果（2016～2040）Fig.3 The prediction of effective capacity of land subsidence in Shanghai (2016～2040)

5 地面沉降防治區(qū)劃

在上海地面沉降三級(jí)管控分區(qū)的總體框架下[7]，本次基于有效地面沉降容量計(jì)算結(jié)果，根據(jù)各管控區(qū)地面沉降的易發(fā)程度、災(zāi)害現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合2016～2040年城市總體規(guī)劃，進(jìn)一步進(jìn)行了地面沉降防治區(qū)劃劃分（圖4），以提高地面沉降防治的精細(xì)化水平。

圖4 上海市地面沉降管控分區(qū)（2016～2040年）Fig.4 The regionalization of land subsidence control in Shanghai

5.1 地面沉降重點(diǎn)防治區(qū)（Ⅰ區(qū)）

（1）地面沉降重點(diǎn)防治I1區(qū)

地面沉降重點(diǎn)防治I1區(qū)為上海中心城區(qū)2016～2040年年均有效容量為9mm。該管控區(qū)屬于地面沉降高易發(fā)區(qū)，是地面沉降最嚴(yán)重的地區(qū)，歷史高程損失多，地表高程低，近幾年地面沉降速率小于5mm/a。根據(jù)2016～2040年城市總體規(guī)劃，中心城區(qū)為城市中央活動(dòng)區(qū)，主要承載城市的核心功能，人口密度大、重要基礎(chǔ)設(shè)施眾多，地面沉降災(zāi)害會(huì)有加劇的可能。

（2）地面沉降重點(diǎn)防治I2區(qū)

I2-1區(qū)，該地區(qū)2016～2040年有效地面沉降容量分別約為23cm和9cm，年均有效容量分別約為9mm和8mm。該地區(qū)基本屬于地面沉降中等—高易發(fā)區(qū)，歷史上發(fā)生了較嚴(yán)重的地面沉降災(zāi)害，目前為大規(guī)模開發(fā)地區(qū)，重大工程密集，該地區(qū)年均沉降量超過10mm/a。根據(jù)2016～2040年城市總體規(guī)劃，大虹橋地區(qū)、浦東北部吹填地區(qū)為城市集中開發(fā)地區(qū)，地面沉降災(zāi)害極有可能加劇，考慮到近階段地面沉降速率過大，應(yīng)嚴(yán)格控制地面沉降發(fā)展趨勢(shì)以滿足地面沉降容量要求。

I2-2區(qū)，主要包括浦東北部非吹填地區(qū)。該地區(qū)2016～2040年有效地面沉降容量約為23cm，年均有效容量約為9mm。該地區(qū)基本屬于地面沉降高易發(fā)區(qū)，歷史上地面沉降災(zāi)害較嚴(yán)重，目前該地區(qū)年均沉降量小于5mm/a。根據(jù)2016～2040年城市總體規(guī)劃，該地區(qū)為城市集中開發(fā)地區(qū)，地面沉降災(zāi)害極有可能加劇。

I2-3區(qū)，主要包括浦東南部大治河—浦東機(jī)場吹填區(qū)，該區(qū)有效地面沉降容量約為34cm，年均有效容量約為13mm。該地區(qū)屬于地面沉降高易發(fā)區(qū)，累計(jì)地面沉降量在200～300mm，目前該地區(qū)年沉降量超過10mm/a，除欠固結(jié)土沉降是主要的影響因素，還和該地區(qū)工程建設(shè)活動(dòng)相關(guān)。根據(jù)2016～2040年城市總體規(guī)劃，該地區(qū)主要建設(shè)大型居住社區(qū)，地面沉降發(fā)展趨于嚴(yán)重。

I2-4區(qū)，主要指除I2-1、I2-2、I2-3區(qū)以外的浦東其他地區(qū)，年均有效容量約為22～23mm。屬于地面沉降的高易發(fā)區(qū)，大多數(shù)地區(qū)累計(jì)地面沉降量在300～400mm，臨港新城地區(qū)累計(jì)地面沉降量較小，為100～300mm，總體上該地區(qū)地面沉降發(fā)育一般，目前該地區(qū)地面沉降量在4～6mm/a。根據(jù)2016～2040年城市總體規(guī)劃，該區(qū)大部分為限制建設(shè)區(qū)，城市開發(fā)主要集中在臨港新城、周浦、航頭等地，這些地區(qū)也是地面沉降最有可能發(fā)育的地區(qū)。

5.2 地面沉降次重點(diǎn)防治區(qū)（Ⅱ區(qū)）

主要包括寶山、嘉定、閔行等地區(qū)，該區(qū)2016～2040年年均有效容量約為24～30mm。該管控區(qū)基本屬于地面沉降的中等易發(fā)區(qū)，歷史曾為重點(diǎn)開采地區(qū)，累計(jì)地面沉降量大多在200～300mm?，F(xiàn)階段該管控區(qū)地面沉降速率基本小于5mm/a，根據(jù)2016～2040年城市總體規(guī)劃，寶山主城區(qū)、閔行主城區(qū)及嘉定新城作為城市開發(fā)的重點(diǎn)地區(qū)，工程建設(shè)可能會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的地面沉降。

5.3 地面沉降一般防治區(qū)（Ⅲ區(qū)）

（1）III1區(qū)

主要包括金山楓涇-廊下、橫沙島、青浦練塘等地區(qū)，這些地區(qū)不允許發(fā)生地面沉降。

金山楓涇-廊下地區(qū)、橫沙島地區(qū)2016～2040年有效地面沉降容量約為0～2cm，有效地面沉降容量非常小，已不允許該地區(qū)發(fā)生地面高程損失，該地區(qū)為地面沉降較高—高易發(fā)區(qū)，其中：

金山楓涇-廊下地區(qū)受地下水開采影響，歷史上地面沉降較為發(fā)育，累計(jì)地面沉降量在200～400mm，局部地區(qū)超過500mm，現(xiàn)階段金山楓涇-廊下年沉降速率較小，大多以回彈為主。根據(jù)2016～2040年城市總體規(guī)劃，該區(qū)為限制建設(shè)區(qū)，以生態(tài)保護(hù)為發(fā)展定位，對(duì)控制金山楓涇-廊下地區(qū)地面沉降較為有利，但不能忽視鄰省地區(qū)地下水開采對(duì)該地區(qū)的影響，因此建議應(yīng)嚴(yán)格控制金山楓涇-廊下地區(qū)不發(fā)生地面沉降。

橫沙島地區(qū)歷史上地面沉降不太發(fā)育，累計(jì)地面沉降量在100～200mm，現(xiàn)階段地面沉降速率小于5mm/a。根據(jù)2016～2040年城市總體規(guī)劃，該區(qū)為生態(tài)保護(hù)區(qū)，同時(shí)隨著橫沙島集約化供水計(jì)劃的實(shí)施，地下水開采量將越來越小，這些對(duì)控制橫沙島地面沉降較為有利，考慮到橫沙島地表高程較小、有效地面沉降容量近為0，應(yīng)嚴(yán)格控制地面沉降的發(fā)生。

青浦練塘地區(qū)2016～2040年有效地面沉降容量約為0cm，已不允許發(fā)生地面高程損失。該地區(qū)為地面沉降中等易發(fā)區(qū)，累計(jì)地面沉降量在100～200mm，現(xiàn)階段以微量回彈為主。根據(jù)2016～2040年城市總體規(guī)劃，該地區(qū)基本為生態(tài)保護(hù)區(qū)，同對(duì)控制青浦練塘地區(qū)地面沉降較為有利，但不能忽視鄰省地區(qū)地下水開采對(duì)地面沉降的影響，應(yīng)嚴(yán)格控制該地區(qū)地面沉降的發(fā)生。

（2）III2區(qū)

主要包括青浦、松江絕大部分地區(qū)。該區(qū)2016～2040年年均有效容量約為4mm。該地區(qū)基本屬于地面沉降低—較低易發(fā)區(qū)，累計(jì)地面沉降量在100～200mm，地面沉降較不發(fā)育，現(xiàn)階段地面沉降速率大多為0。根據(jù)2016～2040年城市總體規(guī)劃，該地區(qū)除松江新城、青浦新城等城市開發(fā)建設(shè)區(qū)外，基本為生態(tài)保護(hù)區(qū)，總體對(duì)控制地面沉降較有利，但要嚴(yán)格控制工程建設(shè)活動(dòng)引發(fā)的地面沉降。

（3）III3區(qū)

主要包括金山東部、青浦金澤、松江葉榭等地區(qū)。

金山東部、青浦金澤、松江葉榭等地區(qū)2016～2040年有效地面沉降容量約為20～26cm，年均有效容量約為8～10mm。該地區(qū)屬于地面沉降低—較低易發(fā)區(qū)，其中：

金山東部、松江葉榭累計(jì)地面沉降量基本在200～300mm，現(xiàn)階段受工程建設(shè)影響，金山東部、松江葉榭地區(qū)地面沉降速率大多在6～8mm/a，金山衛(wèi)地區(qū)超過10mm/ a。根據(jù)2016～2040年城市總體規(guī)劃，該地區(qū)除金山石化、新市鎮(zhèn)等城市建設(shè)開發(fā)外，其余基本為生態(tài)保護(hù)區(qū)。

青浦金澤地區(qū)累計(jì)地面沉降量在100～200mm，地面沉降較不發(fā)育，現(xiàn)階段地面沉降速率大多在為0。根據(jù)2016～2040年城市總體規(guī)劃，該地區(qū)基本為生態(tài)保護(hù)區(qū)，對(duì)控制地面沉降較有利。

（4）III4區(qū)

主要包括崇明島、奉賢地區(qū)。

崇明島地區(qū)2016～2040年年均有效容量約為18mm。該地區(qū)屬于地面沉降較高易發(fā)區(qū)，地面沉降較不發(fā)育，累計(jì)地面沉降量大多在100～200mm，局部地區(qū)在200～300mm，現(xiàn)階段年均地面沉降速率基本在4～6mm/a。根據(jù)2016～2040年城市總體規(guī)劃，崇明島地區(qū)基本為生態(tài)保護(hù)區(qū)，對(duì)控制崇明島地區(qū)地面沉降較為有利，但不能忽視鄰省地區(qū)地下水開采對(duì)地面沉降的影響。

奉賢地區(qū)2016～2040年有效地面沉降容量約為55～59cm，年均有效容量約為22～23mm。該地區(qū)屬于地面沉降較低易發(fā)區(qū)，累計(jì)地面沉降量基本在100～200mm。現(xiàn)階段年均地面沉降速率基本在4～6mm/a。根據(jù)2016～2040年城市總體規(guī)劃，奉賢地區(qū)除南橋新城等新城鎮(zhèn)建設(shè)外，基本為生態(tài)保護(hù)區(qū)，對(duì)控制地面沉降較為有利。

（5）III5區(qū)

主要包括長興島地區(qū)，該地區(qū)2016～2040年有效地面沉降容量約為29cm，年均有效容量約為11mm。該地區(qū)屬于地面沉降較高易發(fā)區(qū)，地面沉降較不發(fā)育，累計(jì)地面沉降量大多在100～200mm，現(xiàn)階段由于工程建設(shè)活動(dòng)地面沉降速率在6～8mm/a。根據(jù)2016～2040年城市總體規(guī)劃，該地區(qū)主要為船舶工業(yè)基地，工程建設(shè)活動(dòng)可能會(huì)加劇該地區(qū)地面沉降災(zāi)害。

6 結(jié)論

本次針對(duì)上海目前微量沉降現(xiàn)狀及城市安全設(shè)防的極高要求，將地面沉降防治的可控因素?cái)U(kuò)展到可控和非可控因素，結(jié)合新一輪城市總體規(guī)劃，以城市排澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為約束，研究計(jì)算了上海最大允許相對(duì)地面沉降量，開展了考慮海平面上升、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的基底沉降、新成陸地區(qū)欠固結(jié)土沉降等不可控因素影響下的地面沉降控制指標(biāo)研究，為政府決策新時(shí)期地面沉降防治工作提供科學(xué)依據(jù).

（1）2010～2040年，以中心城區(qū)為主的強(qiáng)排水模式地區(qū)最大允許相對(duì)沉降量約為35cm，緩沖式自排地區(qū)中橫沙島片由于地勢(shì)高程低最大允許沉降量為0cm；金山、青浦、松江地區(qū)最大允許沉降量較小，在10～20cm；嘉定、寶山、閔行、奉賢、浦東南部局部和崇明島地區(qū)最大允許沉降量相對(duì)較大，為60～90cm。

（2）2010～2040年，上海地區(qū)絕對(duì)海平面上升約6.5cm，由海平面上升引起的河網(wǎng)水位變化由東部向西部逐漸減小，崇明三島片為6.5cm，西部青浦地區(qū)小于2cm；2010-2040年新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的上海地區(qū)地殼下降約6cm。

（3）2016～2040年，陸域吹填土平均沉降量約40mm,年均沉降量約1.6mm/a；大部分地區(qū)（70%以上地區(qū)）的沉降量在0～50mm，年均沉降量0～2mm/a；沉降比較大的地方主要分布在浦東機(jī)場以南、滴水湖以北的東部沿海一帶，沉降量在100～300mm，年均沉降量4～6mm/a，其中沉降最大的是在大治河河口附近。

（4）2016～2040年，上海地區(qū)平均有效地面沉降容量約為30cm。嘉寶北片、淀南片和浦東片有效地面沉降容量最大，但基本都在80cm范圍內(nèi)；青松控制片、太南片、浦南西片、橫沙島片有效地面沉降容量最小，都在15cm以下。

（5）基于有效地面沉降容量計(jì)算結(jié)果，根據(jù)各管控區(qū)地面沉降的易發(fā)程度、災(zāi)害現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)等，結(jié)合上海新一輪城市總體規(guī)劃，在上海地面沉降三級(jí)管控分區(qū)的總體框架下進(jìn)一步進(jìn)行了地面沉降防治區(qū)劃劃分。

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Regionalization of land subsidence prevention based on the consideration of uncontrollable factors

JIAO Xun1,2,3, WANG Han-Mei1,2,3, YANG Tian-Liang1,2,3, FANG Zheng1,2,3, LIN Jin-Xin1,2,3, ZHANG Huan1,2,3
(1. Key Laboratory of Land Subsidence Monitoring and Prevention, Ministry of Land and Resources of China, Shanghai 200072, China; 2. Shanghai Engineering Research Center of Land Subsidence, Shanghai 200072, China; 3. Shanghai Institute of Geological Survey, Shanghai 200072, China)

Under the circumstances of Shanghai’s trace settlement and the high demand for urban fortification over the next few years, uncontrollable factors, such as sea-level rise, tectonic settlement, and unconsolidated soil subsidence, must be considered. Based on urban drainage data, this paper presents an estimate of the maximum allowable relative settlement in Shanghai, the amount of ground subsidence caused by uncontrollable factors, and the effective land subsidence capacity. The 2016-2040 control zoning division and management index of each district for ground settlement are determined, in the framework of a three-level management system for land subsidence control in Shanghai. These findings provide a technical basis for the fine management of land subsidence prevention.

land subsidence; prevention regionalization; effective capacity; uncontrollable factors

P642.26

：A

：2095-1329(2017)02-0004-05

10.3969/j.issn.2095-1329.2017.02.002

2017-04-07

修回日期: 2017-05-26

焦珣(1982-),女,博士后,高級(jí)工程師,主要從事地面沉降研究.

電子郵箱: jiaoxun83@126.com

聯(lián)系電話: 021-56617612

上海市“十三五”地面沉降防治關(guān)鍵技術(shù)研究(2017年)