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地面沉降怎么防治?

2017.06.07 13:54 6285

近几十年来,人类过度开采石油、天然气、固体矿产、地下水等直接导致了今天全球范围内的地面沉降。那么究竟采取怎样的措施来防治地面沉降呢?一起学习下吧!

目前全国遭受地面沉降灾害的城市超过50个,分布于北京、天津、河北、山西、内蒙古等20个省区市,累计地面沉降量超过200毫米的地区达到7.9万平方公里,并有进一步扩大趋势。那么对于这样的地质灾害该如何防治呢?下面佰佰安全网来介绍一下相关的地质灾害小知识。

地面沉降指什么?


地面沉降又称为地面下沉或地陷。它是在人类工程经济活动影响下,由于地下松散地层固结压缩,导致地壳表面标高降低的一种局部的下降运动(或工程地质现象)。截至201112月,中国有50余个城市出现地面沉降,长三角地区、华北平原和汾渭盆地已成重灾区。地面升降与经济上升有关,在20122月,中国首部地面沉降防治规划获得国务院批复。

地面沉降的类型


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、萧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。

地面沉降的原因


地面沉降是自然因素和人为因素综合作用下形成的地面标高损失。自然因素包括构造下沉、地震、火山活动、气候变化、地应力变化及土体自然固结等。人为因素主要包括开发利用地下流体资源(地下水、石油、天然气等)、开采固体矿产、岩溶塌陷、软土地区与工程建设有关的固结沉降等。原因如下:

第一是开发利用地下流体资源。由于抽取地下水,在许多国家和地区产生了地面沉降。20世纪20年代,我国上海、天津在市区集中开采地下水的地区发生地面沉降。华北平原地下水降落漏斗和地面沉降已经引起广泛关注。

第二是岩溶塌陷。中国是世界上岩溶最多的国家之一。随着岩溶地区国民经济的飞速发展,岩溶区土地资源、水资源和矿产资源开发不断增强,由此引发的岩溶塌陷问题日益突出,已成为岩溶地区主要地质灾害问题。

第三是开采固体矿产。矿山塌陷多分布在矿山的采空区,以采煤塌陷最为突出。中国有约20个省区发生采空塌陷,以黑龙江、山西、安徽、山东、河南等省最为严重。

第四是工程环境效应。密集高层建筑群等工程环境效应是近年来新的沉降制约因素,在地区城市化进程中不断显露,在部分地区的大规模城市改造建设中地面沉降效应明显。

以上海为例,上海是中国最早发现区域性地面沉降的城市。自发现沉降以来至1965年,市区地面平均下沉1.76米,最大沉降量达2.63米。这主要是由于不合理开采地下水所致。

地面沉降的危害


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。对地面沉降的预防主要是针对地面沉降的不同原因而采取相应的工程措施。

4.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。

地面沉降的预测、监测与防治措施


(一)地面沉降的预测

国内外有关地面沉降的预测方法很多,主要有模糊神经网络、灰色理论等当沉降均匀平稳时,宜采用灰色预测,当沉降波动较大时,宜采用人工神经网络预测。沉降是一个受多方面因素影响的复杂过程,其影响因素与沉降之间存在复杂的非线性关系,正确选择预测方法和建立相应的模型,对于精确的预测沉降和防止事故的发生显得尤为重要。

(二)地面沉降的监测

地面沉降的监测项月主要有大地水准测量、地下水动态监测、地表及地下建筑物设施破坏现象的监测等。监测的基本方法是设置分层标、基岩标、孔隙水压力标、水准点、水动态监测网、水文观测点、海平面预测点等,定期进行水准测贷和地下水开采量、地下水位、地下水压力、地下水水质监测及地下水回灌监测,同时开展建筑物和其他设施因地面沉降而破坏的定期监测等。根据地面沉降的活动条件和发展趋势,预测地面沉降速度、幅度、范围及可能产生的危害。

(三)地面沉降的防治措施

地面沉降一旦出现很难治理,因此地面沉降主要在与防治。目前,国内外顶防地面沉降的主要技术措施大同小异,主要包括建立健全地面沉降监测网络,加强地下水动态和地面沉降监测工作;开辟新的替代水源、推广节水技术;调整地下水开采布局,控制地下水开采量;对地下水开采层位进行人工回灌;实行地下水开采总量控制、计划开采和目标管理。

除上述措施外,还应查洁地下地质构造、对高层建筑物的地基进行防沉降处理。在已发生区域性地面沉降的地区,为了减轻海水倒灌和洪涝等灾害损失,还应采取加高加固防洪堤、防潮堤以及疏导河道,兴建排涝工程等措施。

总之,近年来地面沉降持续加剧,在防治过程中,需要采取科学合理的技术措施,还需要设计与施工单位给予配合与支持,才能使其得到根本控制。

( 责任编辑: 陈淼琪 )

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