超采地下水:地面沉降罪魁禍首?
超采地(di)下水:
地面沉(chen)降罪魁(kui)禍首?
新聞眼
專家稱北(bei)京局地地面沉降加劇
首(shou)都師范大學副(fu)教授陳蜜等學者日前在國(guo)際期刊《遙感科學》上發文指出,過度(du)開采地(di)(di)下水,導致北京部分地(di)(di)區(qu)地(di)(di)面(mian)沉(chen)降(jiang)日益(yi)加劇,其中最(zui)大的沉(chen)降(jiang)點位于北京東部地(di)(di)區(qu),2003~2011年這(zhe)一(yi)地(di)(di)區(qu)的沉(chen)降(jiang)速(su)率超(chao)過了10厘(li)米/年。
專家指(zhi)出(chu),京津冀平原地(di)區地(di)表沉降(jiang)呈現3地(di)沉降(jiang)漏(lou)斗連接成(cheng)片(pian)的趨勢(shi),可(ke)能會(hui)對區域內建筑物安(an)全、地(di)下管網安(an)全、高速鐵(tie)路等交通(tong)設施安(an)全運營等造成(cheng)影響,也會(hui)加(jia)劇城市(shi)內澇。那么(me)(me),地(di)面沉降(jiang)的主要原因(yin)是什么(me)(me)?會(hui)帶來怎樣的危(wei)害?本期應知(zhi)進(jin)行解讀。
地面(mian)沉降(jiang)主要原因有哪(na)些?
據2012年2月20日獲得國(guo)務院批復的(de)《2011-2020年全國(guo)地面(mian)沉降防治(zhi)規劃》權威發布,中國(guo)發生地面(mian)沉降災害的(de)城市超過50個,全國(guo)累計地面(mian)沉降量超過200毫米的(de)地區達到7.9萬平方公(gong)里(li)。我國(guo)地面(mian)沉降較(jiao)為嚴(yan)重的(de)區域主要有三大片(pian)區:長江(jiang)三角洲(zhou)地區、華北(bei)地區,以及陜西和山西的(de)汾渭(wei)地區。
地(di)(di)(di)面(mian)沉(chen)(chen)降(jiang),是(shi)自(zi)然(ran)因(yin)素(su)和人(ren)為(wei)(wei)因(yin)素(su)綜合作用(yong)下形成(cheng)的(de)地(di)(di)(di)面(mian)標高損失(shi)。在《地(di)(di)(di)質災(zai)害防(fang)治條例》中,被定義為(wei)(wei)“緩變性地(di)(di)(di)質災(zai)害”,因(yin)其反應滯后(hou),且進程緩慢,以毫米為(wei)(wei)單位計算的(de)沉(chen)(chen)降(jiang)率,人(ren)們不(bu)易(yi)察(cha)覺(jue),具有形成(cheng)時間(jian)長、影響范圍廣、防(fang)治難(nan)度大、不(bu)易(yi)恢復等(deng)特(te)點(dian)。其中,自(zi)然(ran)因(yin)素(su)包括構造(zao)下沉(chen)(chen)、地(di)(di)(di)震、火山活(huo)動、氣候變化、地(di)(di)(di)應力(li)變化及土(tu)體(ti)(ti)(ti)自(zi)然(ran)固結(jie)等(deng)。人(ren)為(wei)(wei)因(yin)素(su)主要(yao)包括開發利用(yong)地(di)(di)(di)下流體(ti)(ti)(ti)資源(地(di)(di)(di)下水、石油(you)、天然(ran)氣等(deng))、開采(cai)固體(ti)(ti)(ti)礦產、巖溶塌陷、軟土(tu)地(di)(di)(di)區與(yu)工程建設(she)有關的(de)固結(jie)沉(chen)(chen)降(jiang)等(deng)。具體(ti)(ti)(ti)原因(yin)如下:
第一是開發利用地(di)下(xia)流體(ti)資源。由于抽取地(di)下(xia)水(shui),在許多國家(jia)和(he)地(di)區(qu)產(chan)生了(le)地(di)面沉降(jiang)(jiang)。20世紀20年代(dai),我國上(shang)海(hai)、天津在市(shi)區(qu)集(ji)中開采地(di)下(xia)水(shui)的(de)地(di)區(qu)發生地(di)面沉降(jiang)(jiang)。華北(bei)平原(yuan)地(di)下(xia)水(shui)降(jiang)(jiang)落漏斗和(he)地(di)面沉降(jiang)(jiang)已(yi)經(jing)引(yin)起廣泛關注(zhu)。
第二是巖(yan)溶(rong)(rong)塌陷(xian)。中國是世界上巖(yan)溶(rong)(rong)最多(duo)的國家之一。隨著巖(yan)溶(rong)(rong)地(di)(di)區國民經濟的飛速(su)發(fa)展,巖(yan)溶(rong)(rong)區土地(di)(di)資(zi)(zi)源(yuan)、水(shui)資(zi)(zi)源(yuan)和(he)礦產資(zi)(zi)源(yuan)開發(fa)不斷(duan)增強,由此引發(fa)的巖(yan)溶(rong)(rong)塌陷(xian)問題日益突出,已(yi)成為巖(yan)溶(rong)(rong)地(di)(di)區主要地(di)(di)質(zhi)災害問題。
第(di)三是開(kai)采固體(ti)礦產。礦山(shan)塌陷多分布在(zai)礦山(shan)的采空(kong)區,以采煤塌陷最為(wei)突出。中國有約20個省區發(fa)生(sheng)采空(kong)塌陷,以黑龍江、山(shan)西(xi)、安(an)徽(hui)、山(shan)東(dong)、河(he)南等(deng)省最為(wei)嚴重(zhong)。
第四是(shi)工(gong)程環境效應。密集(ji)高層建筑群等工(gong)程環境效應是(shi)近年來新的(de)沉降(jiang)制約因素,在地(di)區城市(shi)化進(jin)程中不(bu)斷(duan)顯露,在部分(fen)地(di)區的(de)大規模城市(shi)改造(zao)建設中地(di)面(mian)沉降(jiang)效應明顯。
地(di)下水超采嚴重易形成“漏(lou)斗區”
專(zhuan)家指出(chu),影響我國部分地區地面沉降的因素(su)很(hen)多(duo),其中地下(xia)水超采(cai)是(shi)最主要原因,所起(qi)作用在(zai)許(xu)多(duo)地區甚(shen)至達到(dao)了(le)90%。如由于過量開(kai)采(cai)地下(xia)水,北(bei)京、上(shang)海(hai)、天津等(deng)許(xu)多(duo)大、中城市都出(chu)現了(le)地面沉降。
根(gen)據(ju)水(shui)利部(bu)今年3月(yue)22日公(gong)(gong)布的(de)(de)數據(ju),目(mu)前全(quan)國地(di)下水(shui)超(chao)采區(qu)達30萬平方公(gong)(gong)里,超(chao)采量(liang)(liang)約170億立方米,主(zhu)要集中在北(bei)方地(di)區(qu)。公(gong)(gong)開資料也顯示(shi),華北(bei)很多城市的(de)(de)地(di)下水(shui)開采量(liang)(liang)已(yi)占總供水(shui)量(liang)(liang)的(de)(de)70%以上(shang)。華北(bei)平原(yuan)深層(ceng)地(di)下水(shui)已(yi)形成了(le)跨冀(ji)、京、津、魯的(de)(de)區(qu)域(yu)地(di)下水(shui)降落漏斗(dou),形成了(le)滄州、衡(heng)水(shui)等13個沉降中心,甚至有近7萬平方公(gong)(gong)里面積的(de)(de)地(di)下水(shui)位低于海平面。
以(yi)河北省(sheng)為例,上世紀(ji)80年(nian)代(dai)以(yi)來,水資源短缺的陰影一(yi)直籠罩著(zhu)這個省(sheng)。河北省(sheng)人(ren)均水資源不(bu)足300立方米,僅(jin)為全國平均水平1/7。截至2013年(nian)年(nian)底(di),河北累(lei)計超采(cai)地下水1500億(yi)立方米左右,面積達6.7萬平方公(gong)里(li),均占(zhan)全國的1/3。地下水水位不(bu)斷下降,全省(sheng)形成7個較大(da)地下水漏(lou)斗區。
據中國地(di)(di)質調查局(ju)公(gong)布的(de)(de)數據顯(xian)示,自(zi)1959年(nian)(nian)以來(lai),華(hua)北平(ping)原(yuan)地(di)(di)面(mian)累(lei)(lei)(lei)積(ji)沉(chen)(chen)降(jiang)(jiang)超過(guo)200毫米(mi)的(de)(de)區域達(da)(da)6萬(wan)(wan)多平(ping)方公(gong)里,超過(guo)華(hua)北平(ping)原(yuan)總面(mian)積(ji)14萬(wan)(wan)平(ping)方公(gong)里的(de)(de)40%。其中,天(tian)津地(di)(di)區的(de)(de)沉(chen)(chen)降(jiang)(jiang)中心最大(da)累(lei)(lei)(lei)計沉(chen)(chen)降(jiang)(jiang)量(liang)一(yi)度高達(da)(da)3.25米(mi)。長(chang)江三角(jiao)洲地(di)(di)區最近(jin)30多年(nian)(nian)累(lei)(lei)(lei)計沉(chen)(chen)降(jiang)(jiang)超過(guo)200毫米(mi)的(de)(de)面(mian)積(ji)近(jin)1萬(wan)(wan)平(ping)方公(gong)里,占區域總面(mian)積(ji)的(de)(de)1/3。上海市、江蘇(su)省的(de)(de)蘇(su)錫常3市沉(chen)(chen)降(jiang)(jiang)中心區的(de)(de)最大(da)累(lei)(lei)(lei)計沉(chen)(chen)降(jiang)(jiang)量(liang)分(fen)別達(da)(da)到了(le)2.63米(mi)、2.80米(mi),并出現(xian)了(le)地(di)(di)裂(lie)縫災害。
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地下水(shui)超采還會(hui)造(zao)成哪些影響?
地(di)(di)下水(shui)超采(cai)除了(le)會(hui)形成地(di)(di)下水(shui)漏斗區,可能(neng)造成地(di)(di)面沉降外(wai),還會(hui)引起其他一些環(huan)境影響。
造成局部地區水(shui)(shui)資(zi)源(yuan)衰減并伴隨地下水(shui)(shui)污染(ran)(ran)。由(you)于過(guo)量(liang)開(kai)采地下水(shui)(shui)導(dao)致巖溶塌陷(xian),破壞上覆第四系(xi)隔水(shui)(shui)層,地表污水(shui)(shui)及(ji)劣質潛水(shui)(shui)通過(guo)塌陷(xian)段滲入(ru)。同(tong)時,水(shui)(shui)位降(jiang)低和地下水(shui)(shui)漏斗的擴展,則增加(jia)了地下水(shui)(shui)接(jie)受補給的范(fan)圍,以至(zhi)于超(chao)出水(shui)(shui)源(yuan)地保護(hu)區范(fan)圍,實(shi)際就是(shi)擴大(da)了受污染(ran)(ran)面積。
對于沿海地(di)區,造成(cheng)(cheng)海水(shui)入侵,地(di)下淡水(shui)鹽(yan)堿(jian)化(hua)。在(zai)沿海地(di)區超(chao)采地(di)下水(shui)會(hui)破壞(huai)地(di)下淡水(shui)與海水(shui)的壓力平衡,使海水(shui)內侵,造成(cheng)(cheng)機井(jing)報(bao)廢,人畜飲水(shui)困難,土壤鹽(yan)堿(jian)化(hua),地(di)下水(shui)質惡(e)化(hua)等(deng)。
在巖溶區,過量開采地下(xia)(xia)水會造成地表塌(ta)陷。地表塌(ta)陷又(you)會引起房(fang)屋開裂倒(dao)塌(ta),地下(xia)(xia)管道彎裂,中斷交通(tong)與電力供應等(deng)一系(xi)列災難。
改變自然景觀。北(bei)京地(di)區多處歷(li)史(shi)名泉已因地(di)下(xia)(xia)水(shui)位嚴重下(xia)(xia)降而(er)枯竭(jie)。新(xin)疆(jiang)吐魯番(fan)地(di)區的(de)沙漠中有600萬畝(mu)綠洲,其中有百萬畝(mu)良(liang)田(tian),因過量開(kai)采地(di)下(xia)(xia)水(shui),已使良(liang)田(tian)周圍靠地(di)下(xia)(xia)水(shui)涵養(yang)的(de)草場出現枯死(si)現象。
他山之石
地下水超采引起地面沉(chen)降不是我(wo)國(guo)才有的現象(xiang),美國(guo)、日本(ben)等國(guo)家也是地面沉(chen)降高危區(qu)。
美國(guo)的圣克拉拉山谷地區(qu)有成功制(zhi)止沉降的經驗,在(zai)上世紀50年代(dai)已就治理(li)沉降取得了(le)良好的成效。這一地區(qu)采(cai)納了(le)含水(shui)層存儲和恢復技(ji)術(ASR),并(bing)修筑蓄(xu)水(shui)壩(ba)收集雨(yu)水(shui)。
日本(ben)治理地面(mian)下沉的歷(li)史有30多年,主要(yao)通(tong)過立法(fa)的手段限制(zhi)對地下水過度(du)開(kai)采。早于1956年和(he)1962年,日本(ben)分別(bie)實施了《工業用水法(fa)》和(he)《建筑用地下水關聯法(fa)》,之后地面(mian)下沉速度(du)趨于緩和(he)。
對策建議(yi)
科學開(kai)采利(li)用
綜合治理防范
遏制地(di)下(xia)水過(guo)度開采(cai)(cai)(cai)的主要(yao)途(tu)徑(jing)是科學評價地(di)下(xia)水含水系(xi)統的可開采(cai)(cai)(cai)量及(ji)其(qi)承載(zai)能力,并合理確定開采(cai)(cai)(cai)井和開采(cai)(cai)(cai)量的時空分布(bu),通(tong)過(guo)法律、行政及(ji)經濟等(deng)手段,對地(di)下(xia)水的開發利(li)用進行科學管理,以實現地(di)下(xia)水資源(yuan)的可持續利(li)用。
首先(xian)是科學(xue)開采(cai)利(li)用。建立(li)完備的應急預案、水(shui)質(zhi)監(jian)(jian)測(ce)(ce)、預警監(jian)(jian)控(kong)體系和(he)嚴格(ge)的監(jian)(jian)管制度,為科學(xue)管理提(ti)供依(yi)據。進一步完善(shan)地下水(shui)動態監(jian)(jian)測(ce)(ce)網絡和(he)地面沉降的檢測(ce)(ce),改進監(jian)(jian)測(ce)(ce)手段,如(ru)實現CPS監(jian)(jian)測(ce)(ce)與分層(ceng)監(jian)(jian)測(ce)(ce)標組監(jian)(jian)測(ce)(ce)自(zi)動化,提(ti)高監(jian)(jian)測(ce)(ce)成果的時效性(xing)和(he)服務水(shui)平(ping)。
綜合(he)考慮(lv)地(di)下(xia)水(shui)(shui)資(zi)源(yuan)的(de)恢復、補給(gei)能力,將地(di)下(xia)水(shui)(shui)開采(cai)管(guan)理劃(hua)分為禁采(cai)區(qu)、限采(cai)區(qu)和(he)控(kong)采(cai)區(qu)或不同的(de)保護區(qu),進行分區(qu)開采(cai)。制定符合(he)地(di)方實(shi)際(ji)情況的(de)地(di)下(xia)水(shui)(shui)管(guan)理條例,加(jia)(jia)強地(di)下(xia)水(shui)(shui)資(zi)源(yuan)保護。建立統(tong)一的(de)地(di)下(xia)水(shui)(shui)資(zi)源(yuan)管(guan)理機構,實(shi)行規(gui)劃(hua)開發,統(tong)一合(he)理調度。充分利(li)用(yong)雨(yu)水(shui)(shui)資(zi)源(yuan)、加(jia)(jia)強水(shui)(shui)循環(huan)利(li)用(yong)等方法,減少對地(di)下(xia)水(shui)(shui)的(de)開采(cai),改(gai)善水(shui)(shui)文地(di)質環(huan)境。
其次是采(cai)取綜(zong)合措施(shi)治(zhi)理(li)。實施(shi)地下水(shui)超采(cai)綜(zong)合治(zhi)理(li),要緊(jin)緊(jin)扭住關鍵點和著力點,重點在“節、引、蓄、調(diao)、管(guan)”五個方面(mian)下工夫。
大(da)力發展(zhan)節(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)灌溉,施節(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)優先戰略,積極推廣(guang)節(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)新(xin)(xin)技術(shu),提高節(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)灌溉的(de)科技含量。引(yin)用(yong)(yong)外(wai)(wai)地(di)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui),用(yong)(yong)外(wai)(wai)調水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)逐步(bu)替代本(ben)地(di)區(qu)地(di)下水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)灌溉等。加快(kuai)實施蓄水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)工程,構(gou)(gou)建布局(ju)合(he)理、蓄泄兼備、引(yin)排得當、豐枯(ku)調劑、循環通暢的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)網體(ti)系(xi)。著力調整種植結(jie)構(gou)(gou),堅(jian)持因地(di)制宜(yi)、因水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)制宜(yi),宜(yi)林則林、宜(yi)果(guo)則果(guo)、宜(yi)糧(liang)則糧(liang),探索(suo)走出一條節(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)壓采(cai)(cai)穩糧(liang)的(de)農(nong)業種植結(jie)構(gou)(gou)調整之(zhi)路。從嚴管控取用(yong)(yong)地(di)下水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui),在地(di)下水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)禁采(cai)(cai)區(qu),除(chu)(chu)應急供水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)外(wai)(wai)一律(lv)不得新(xin)(xin)打機井(jing),在地(di)下水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)限(xian)采(cai)(cai)區(qu),除(chu)(chu)更新(xin)(xin)生活用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)機井(jing)外(wai)(wai)不得新(xin)(xin)打機井(jing),對非法取用(yong)(yong)地(di)下水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)行為(wei)要嚴厲打擊。

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