【地质灾害专题】地面为什么会出现沉降？

当城市的天际线不断向上延伸，我们仰望高楼和星空时，可能没有料到，脚下的土地正在无声息地下沉。

地面沉降又称为地面下沉或地陷，是在自然和人为因素作用下，由于地壳表层土体压缩而导致区域性地面标高降低的一种环境地质现象，是一种不可补偿的永久性环境和资源损失。

地面沉降具有生成缓慢、持续时间长、影响范围广、成因机制复杂和防治难度大等特点,是一种对资源利用、环境保护、经济发展、城市建设和人民生活构成威胁的地质灾害。

据统计，世界上已有60多个国家和地区发生地面沉降，较严重的国家为日本、美国、墨西哥、意大利、泰国和中国等。这一数量还在持续增加，尤其以沿海地区的地面沉降现象最为突出，造成了巨大的经济损失和人员伤亡，并产生了深远的社会影响。

我国地面沉降灾害主要发生在长江三角洲、华北平原、汾渭平原等几大区域，发生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个省市（区）。

数据显示，我国发生地面沉降灾害的城市超过50个，累计地面沉降量超过200毫米的地区达到7.9万平方公里。

地面沉降发生的原因主要有两个方面， 即自然因素和社会因素。

自然因素是地面沉降发生的先决条件, 是内因，主要包括地层岩性、构造运动、全球气候转暖等。

1、构造运动对地面沉降的影响

升降运动是新构造运动中的一种构造运动形式， 地层的垂向升降，直接引起局部地面下沉。

2、气候变化对地面沉降的影响

目前地球正处于间冰期，全球气温呈上升趋势，一会导致冰川融化，引起海平面上升；二会导致冻土层液化，这二者均有可能导致地面下降。

人为的地面沉降广泛见于一些大量开采地下水的大城市和石油或天然气开采区。

地面沉降主要由抽水作用形成，但又与软土层的厚度、地壳下沉、以及高层建筑等因素密切相关。

造成我国地面沉降的成因主要是地下水的长期超量开采，而第四纪以来的活动断裂和构造沉降则加剧了这一灾害的发生和危害。

1、超采地下水引起地面沉降

过量开采地下水使地层内孔隙水压力降低，土粒间有效应力增加，地层被压密，形成区域性地面沉降。这种因抽取地下水而形成的地面沉降，是地面沉降现象中发育最普遍，危害性最严重的一类。

2、大量开掘地下工程

人类为满足自身需求大量开挖隧道、防空洞、地下铁路、地下停车场、地下商城等地下工程， 在这些工程开挖前需要工程排水，引发含水层的压实压密和地面沉降。

3、大面积增加地面堆载

由于地面空间的有限性或经济发展的需要，人类使建筑向空中发展，重大高层建筑林立；或由于调整水资源供需矛盾，修建大型水库等蓄水工程。

这些大面积的地面堆载, 给地基施加了巨大的静荷载，使地基发生压密变形，引发地面沉降。

地面沉降影响的范围非常广泛：导致地面高层降低；造成城市排水系统变形失效，防汛能力下降；不均匀的沉降会使地表建筑物的地基下沉、基础开裂；造成地下建筑向水井、油井的倾斜，甚至拉裂毁坏；破坏线状工程如铁路、输水输油管线、桥梁、通讯线路等……

蓝尊科技地面沉降监测系统由一体化GNSS监测站、一体化静力水准仪组成。

一体化GNSS地表位移监测站可获得毫米级的形变监测精度，可实时掌握被监测体的瞬时形变情况。

静力水准仪是一种高精度测量设备，用于测量基础和监测点的相对沉降。

蓝尊沉降监测系统综合塌陷地区InSAR数据经预处理后生成的高程数据、机载雷达数据经预处理生成的高程数据、自动化监测数据、人工测绘数据、GNSS自动化监测等多维度数据，对地面沉降发育程度进行分析。

可根据近年平均塌陷速率、累计沉降量的任意一个条件，按强发育、中等发育、弱发育统计分析不同发育地面沉降的基础数据、百分比、范围分布等变化情况；同时依据采煤塌陷地沉降可能导致的人员、财产损失，按照危险程度的大、中、小划分标准，在自然资源一张图上进行标注，提高采空区塌陷预警能力，为综合治理塌陷地提供科学依据。

地灾易发区

沉降监测曲线

地面沉降发生缓慢，一旦发生就很难治理，所以地面沉降的防治重在预防，但对已经发生地面沉降的地区仍需采取措施进行治理。

1、危险性评估

在地面沉降易发区内编制详细规划及进行地下水开采、建设工程时，应对地面沉降进行危险性评估。

2、地面沉降监测

建立健全地面沉降监测网络，加强地下水动态和地表变形的长期监测，为地面沉降的防治提供科学依据。

3、模型研究

进行地下水开采和回灌数学模型的研究，从而指导城市的地下水合理开采，可有效预防地面沉降的发生。

4、合理避让

做好沉降区建筑场地的选勘工作，尽量避开断层活动引起的差异沉降、荷载造成软弱地基的差异沉降、地震引起砂土液化的不均匀沉降等沉降区。

5、加强建筑工程场地的地基坚固性处理。

1、表面治理措施

对已产生地面沉降的地区，要根据其灾害规模和严重程度采取地面整治及改善环境，其方法主要有：

• 在沿海低平原地带修筑或加高挡潮堤、防洪堤，防止海水倒灌、淹没低洼地区。

• 改造低洼地形，人工填土加高地面。
  

• 改建城市给排水系统和输油气管线，整修因沉降而被破坏的交通线路等线性工程，使之适应地面沉降后的情况。
  

• 修改城市建设规划，调整城市功能分区及总体布局，规划中的重要建筑物要避开沉降区。
  

2、根本治理措施

• 人工补给地下水(人工回灌)。

• 限制地下水开采，调整开采层次，以地面水源代替地下水源。