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中國地面沉降之困

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華北平原在下降、長江三角洲的一些地方、汾渭盆地也在下降,地面沉降的范圍還在擴大。不能承重的土地之下,是急遽下降的地下水水位。而如何控制地下水的過度攫取,又牽涉到多個部門,成為社會治理的一個難題。

過度抽取地下水,曾經是造成上海地面沉降的主要原因,然而在采取有效的“控沉”措施后,如今影響上海地面沉降的另一個原因,是不斷拔地而起的高層建筑。大量建筑和地鐵施工造成的“不均勻沉降”仍然困擾著上海。


2005年,南京地質礦產研究所副所長郭坤一耗時4年,花費2000萬元進行了詳細調查,發布《長三角地區地下水資源與地質災害評價》。報告認為,長三角地區地面沉降區內累計沉降已超200毫米,面積近10000平方千米。蘇錫常(江蘇省的蘇州、無錫、常州)地區因不均勻沉降,目前已發生22處地裂縫地質災害。上海從上世紀初到2003年,因沉降造成的損失是2900億元;蘇錫常地區和浙江嘉興也損失了500多億元。

郭坤一發出警告:按照當時的沉降速度,到2050年,海平面將會上升40厘米至70厘米,長三角很可能就此桑田變滄海。

浙江省國土資源廳地質環境檢測院總工程師趙健康對長三角的沉降形勢卻感到樂觀,“如今已經不是這個情況了,沉降好轉了很多,個別地區還上升了。”


趙健康所在的地質監測院每年都要對浙江全省的沉降情況進行監測,并發布當年的環境公報。他們發現,2009年浙江沿海平原地面沉降繼續呈現減緩趨勢。

據中國地質調查局公布的《華北平原地面沉降調查與監測綜合研究》及《中國地下水資源與環境調查》顯示:自1959年以來,華北平原14萬平方公里的調查范圍內,地面累計沉降量超過200毫米的區域已達6萬多平方公里,接近華北平原面積的一半。其中,天津地區的沉降中心最大累計沉降量一度高達3.25米。調查和監測結果顯示,華北平原不同區域的沉降中心仍在不斷發展,并且有連成一片的趨勢;長江三角洲地區最近30多年累計沉降超過200毫米的面積近1萬平方公里,占區域總面積的1/3。上海市、江蘇省的蘇錫常三市沉積中心區的最大累積沉降量分別達到了2.63米、2.80米,并出現了地裂縫災害。


“地層是塑性的,不是彈性的。如果是彈性的,加上壓力后縮下去,當壓力放開就可以回復。但地面沉降很難修復,所謂的反彈也相當有限,即便把地下水控制住之后,可能也反彈一點,但是那個量相當小,基本可以忽略不計。”

雖然某些天然因素可以造成地面沉降,但地面沉降的主要原因還是人為的:地下水、石油、天然氣、地熱等資源的過度開采;城市建筑;重大工程造成地基土體發生緩慢變形……這些都在不知不覺中改變著我們腳下的大地。目前,我國以及世界上主要沉降區的資料都證實,過量開采地下水是造成地面沉降的主要原因。

近30年來,隨著中國城市化、工業化進程的高速發展,地表水的污染日益嚴重,人們的生產、生活越來越多地依賴地下水,人們對于地下水的開發利用一直在迅速增加。綜合水利部公布的數據,在20世紀70年代,中國地下水的開采量為平均570億立方/年,80年代增長到年均750億立方,而水利部最近數據顯示,2009年地下水的開發利用量已經增到1098億立方/年。

目前,在中國655個城市中,有400多個以地下水為飲用水源,北方城市對地下水的依賴更重,目前北方城市65%生活用水,50%的工業用水以及33%的農業灌溉都是主要依靠地下水。


“全國地下水超采區域300多個,面積達19萬平方公里,嚴重超采面積達7.2萬平方公里。”水利部水資源司副司長于琪洋10月28日在新聞發布會公布了這組數字。

正是因為不合理開采地下水而使很多城市發生了地面沉降,使得國內沉降中心個別點的最大累計沉降量不斷升高。沿海地區的大連、秦皇島等城市地下水水位的下降,引起海水入侵,導致地下水水質惡化,其中山東、遼東半島海水入侵更加嚴重。

華北平原之所以成為地面沉降的重災區,也是由于多年的地下水超采。華北平原總面積為13.6萬平方公里,人口約1.11億,包括北京、天津、河北省的全部平原及河南省、山東省的黃河以北平原,是中國政治、經濟中心和主要糧食生產基地。但人均水資源量每年僅為335立方米,不足全國平均水平的1/6。且華北平原地表水分布不均,使得地下水成為大華北經濟社會可持續發展的重要支柱,很多城市的地下水開采量已占總供水量的70%以上。

雖然國家以及各級政府對地下水的開采有總量的控制,但是陶慶法告訴《中國新聞周刊》,“總量控制是一筆大賬,是一定面積的平均開采量。而因為開采布局不合理,個別地區超采嚴重,就會形成區域性漏斗狀凹面。”華北平原已經成為世界上最大的“漏斗區”。包括淺層漏斗和深層漏斗在內的華北平原復合地下水漏斗,面積達73288平方公里,占華北平原總面積的52.6%。

據統計,全國已形成區域地下水降落漏斗100多個,面積達15萬平方公里。華北平原深層地下水已形成了跨冀、京、津、魯的區域地下水降落漏斗,甚至有近7萬平方公里面積的地下水位低于海平面。

近20年來,因為國內一些重點城市開始控制地下水的開采,大部分城市的地面沉降率有所降低,但因中小城市和農村地區地下水開發利用量大幅度增加,地面沉降范圍已從城市擴展到農村,并在區域上連片發展,地面沉降量呈現此消彼長的特點。長江三角洲和環渤海地區就是典型代表,地面沉降已發展成為兩個跨省市的區域性地面沉降區,不但制約了當地可持續發展和城鎮安全,而且對鐵路、公路、地下油氣管線、防洪防潮設施等基礎工程設施構成威脅。

由于地面沉降是地下水超采造成的,直接、有效的辦法就是嚴格控制地下水的開采?,F在我國各地區主要采取的辦法就是關井,禁止或者限制開采。近些年為控制地下水的開采,我國各地區都在制定相應的地方性條例、法規。但是監管能否到位,是讓陶慶法深感頭疼的一個問題,“取地下水太方便了,就地打一口井就取水了。”

除了控制開采量,國內還有些地區采取回灌的辦法增加補給,對于緩解地面水位下降和由此引發的地面沉降也非常有效。在陶慶法看來,“壓采地下水的關鍵就是要解決替代水源。人們生活需要用水、工業、農業生產都需要用水,不解決用水矛盾問題,防治地面沉降就是一句空話。”這個問題尤其在華北地區比較突出,華北的地下水過量開采主要是用于農業灌溉,要是不解決華北大平原農村農用灌溉用水問題,地面沉降的解決也只能是紙上談兵。

解決替代水源問題,我國很多地區在搞跨流域引水,有省與省之間的調水,還有區域間的調水。目前國內重大戰略性工程“南水北調”,正是為了緩解北方水資源短缺而實施的大規??缌饔蛞こ?。

目前,全國還沒有建成統一的地面沉降監測網,包括各地區也沒有統一的區域性監測網,所以難以掌握整體的變化規律,即使條件較好的長江三角洲地區也只是按省市行政區在逐步建立。

10月28日,國務院批準通過了 “國家級地下水監測工程”,這是我國第一次針對地下水啟動大規模的工程。

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