浅谈沉降监测的技术方法及措施

龙源期刊网浅谈沉降监测的技术方法及措施作者：练晓华来源：《中国科技博览》2012年第35期[摘要]：由于受人为和自然因素的影响，地面沉降等各种地质灾害正逐步影响着人们的生活环境和人类社会、经济发展。地面沉降是一种慢性的具有严重危害性的地质灾害，地下水的长期过量开采导致我国地面沉降灾害不断加剧，给居民的生命安全造成了巨大的威胁，给生产建设造成极大危害。要防治地面沉降发生，必须认清其产生的根源，方能收到药到病除的效果。本文系统的分析和论述了地面沉降的成因、危害，提出了较为科学的预防和治理的措施。[关键词]：沉降监测技术措施中图分类号：R123.1文献标识码：R文章编号：1009-914X（2012）35-0054-01地面沉降是目前全球普遍存在的一种严重的地质灾害，最近几年越来越频繁的发生。地面沉降会导致地下管道折断、道路不平、码头被淹没、建筑物产生裂缝甚至倒塌等现象，给人类生产、建设、生活带来极大危害。一、地面沉降的成因1.从地质因素来看，有以下三种原因：（1）地震导致地面沉降。（2）地表松散地层或半松散地层等在重力作用下，在松散层变成致密的、坚硬或半坚硬岩层时，地面会因地层厚度的变小而发生沉降。（3）因地质构造作用导致地面凹陷而发生沉降。2.人为原因地面沉降现象与人类活动密切相关。研究地面沉降的原因时，不难发现，人为因素已远远超过了自然因素。尤其是近几十年来，人类过度开采石油、天然气、固体矿产、地下水等地下资源，使贮存这些液体、气体和固体的沉积层的孔隙压力发生趋势性的降低，有效力增大，从而导致地层的压密。直接导致了今天全球范围内的地面沉降。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过量开采，同时，第四纪以来的活动断裂和构造沉降，加剧了这一灾害的发生和危害。龙源期刊网人为的因素主要有以下几点：（1）过量开采地下水引起地面沉降。（2）开采地热引起地面沉降。（3）开采油气资源引起地面沉降。（4）地表荷载引起地面沉降。二、地面沉降模式我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，如我国的几大平原。（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、嘉兴的地面沉降均发生在这种地质环境中。（3）断焰盆地模式，它又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。三、地面沉降的危害地面沉降会给工农业生产、交通运输、城市建设和人民经济、生活造成严重的危害，使城市环境明显恶化，对农村的影响也很大，具体表现如下：（1）地面沉降造成房屋桥梁开裂、倾斜、倒塌，道路凹凸不平或断裂，尤其使铁路交通安全受到威胁。（2）地面沉降使桥梁下沉，河道桥下净空减少，通航能力降低。（3）地面沉降引起的地裂缝加剧建筑物的破坏程度，同时往往成为地面污染源渗入地下水源的通道，造成水质污染，而且常常成为深部有害气体逸出地面的通道，对人体健康造成严重危害。（4）地面沉降使水准点失准，地面高程资料失真。城市建设所需要的水准资料需从新的水准点引测，增大了水准测量的工作量。龙源期刊网（5）城市地下管网受到破坏。不均匀地面沉降会使埋藏于地下的煤气管、给排水管、电线光缆等管线弯曲变形，甚至破裂。（6）地面沉降引起安全高程损失，沿海地区抵抗风暴潮能力降低，风暴潮频率增加。（7）发生地面沉降的城市一般地势低平，且多沿河发展。地面沉降在破裂拦河堤坝等防洪设施的同时，相对加高河床，使城市面临严重的水患威胁；（8）地面沉降损失地面标高造成雨季地表积水，使沉降城市普遍存在较为严重的滞洪积水问题，不仅影响了城市的交通和环境，而且常使得地下室和低层建筑物在汛期被水淹没，造成经济损失，降低城市排污能力，不断扩大防洪面积，加大了相关防洪工程的资金投入，而农田低洼地区则会积水，农作物减产。（9）地面沉降使浅层地下水位变浅，破坏地下含水层结构，引发一系列环境问题。地面沉降导致海水倒灌海岸线向内陆迁移，滨海平原潜水位相对升高，使土壤盐化、沼泽化，同时扰乱地表径流，进一步加剧海水入侵灾害。而这些因素又会使地下的建筑设施腐蚀化加快，增加了城市的建设成本。综上所述不难发现，地面沉降将会大幅消减沉降区的土地利用价值。土地盐碱化降低了工农业的产量，地面沉降引发地裂会使城市房地产用地紧张。地面沉降给城市规划、建设带来巨大的负面影响，阻碍了地区经济发展。四、防治地面沉降灾害的对策和建议防治地面沉降灾害，是一项综合工程，它既属于地质系统，又属于社会系统，因此需要多方面共同参与，更需要科学技术支撑。地面沉降灾害的防治包括灾前预防和灾后治理，应以预防为主，防治结合。针对地面沉降灾害发生的原因，制定灾害防治措施。1.预防措施（1）要加强地面沉降调查与监测工作。定期进行水准测量；进行地下水开采量、地下水位、地下水压力、地下水水质监测及监测及回灌监测等。（2）政府宏观统一组织，设立专门的地面沉降监测机构。（3）运用新技术、新方法，提高地面沉降监测水平。（4）制定相应的法规制度，使地面沉降的防治步入法制的轨道。2.地面沉降的控沉措施龙源期刊网（1）控制地下水开采量，在地面沉降剧烈的情况下，应暂时停止开采地下水。若条件允许，可开辟新的水源地。（2）调整地下水开采层次和时间，调整开采層次是减轻地面沉降的一种辅助性措施，调整开采井布局、开采层位和开采时间是合理进行地下水开采的前提。（3）人工回灌地下含水层，利用地下水的采、灌数学模型，既合理开发利用了地下水，又达到了基本控制地面沉降的目的。（4）引调客水，建的城镇应尽量避开致灾区，先找到充足的水源后再规划城市，不得先建城市后寻找水源。3.防护措施地面沉降除有时会引起工程建筑不均匀沉降外，主要是因沉降区地面标高降低，导致积洪滞涝、海水入侵等次生灾害。针对这些次生灾害，采取的主要防护措施是修建或加高加固防洪堤、防潮堤以及疏导河道，兴建排洪排涝工程、垫高建设场地、适当增加地下管网强度等。4.避灾措施搞好规划，一些对沉降比较敏感的新扩建工程项目，要尽量避开地面沉降严重和潜在的沉降隐患地带，以免造成不必要的损失。五、当前地面沉降防治存在的问题1.系统内包括国土资源系统和地勘系统，对地面沉降防治高度重视，但是系统外包括个别地方政府，对此了解还不够，这跟地面沉降防治的宣传有关。2.防治过程中，还存在个别主要用水单位不顾地质环境，严重超采地下水的情况。我们要让这些单位对地面沉降重视起来，也要依法督促和指导他们积极参与地面沉降防治。3.防控措施还不够，效果还不能适应社会主义工业化、城镇化建设的发展需要。目前，我国的地面沉降面积还在不断扩大，超过50个主要城市受到影响。六、结束语地面沉降一旦形成便难以恢复，其发展过程基本上是不可逆的，影响也是长远的。值得庆幸的是，我国已开始重视这个问题，加大了地面沉降的监测资金投入，控制人口增长、合理开采地下水等一系列政策的出台使我国很多地区的地面沉降现象已经或将得到控制，对地面沉降的机理、防治等方面的研究取得了一系列成果但是，以往我国对地面沉降研究的重点及监控措施的投入只限于沿海大城市，而在沿海其它沉降地区，对地面沉降研究和监测工作仍然十分薄龙源期刊网弱，今后这些地区的经济建设将快速发展，用水量也不断增加，如果地面沉降得不到治理，将会使地质环境日趋恶化的严峻局面。参考文献：[1]张作辰，张开军，殷跃平.我国地面沉降现状及防治对策研究.中国地质灾害与防治学报，2011，16（2）.