地面沉降、地面塌陷和地裂缝 城市地面下沉

作者&投稿:辟琴 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

地面沉降、地面塌陷和地裂缝也是比较主要的地质灾害类型。近年来统计,每年发生500~1000起,造成很大的经济损失,尤其是在城市和人口密集的城镇地区。

地面沉降的主要危害表现在以下两个方面。一是破坏城市设施,妨碍城市建设。主要表现:造成房屋和桥梁开裂、倾斜或倒塌;道路凸凹不平或开裂;地下管道错裂失效;码头及其他港口设施下沉或被水淹没;抽水井管上升,设备失效等。例如,上海市外轮停靠的码头,原标高52米,1964年下沉到30米,高潮时被水淹没而无法装卸,耗资900多万元进行加高;西安市排水管道屡遭破坏,每年花费100多万元进行维修改建;上海市苏州河原来每天运输吞吐量为100万~120万吨,20世纪60年代以后减少一半;天津塘沽海门大桥,两端沉降相差135毫米,引桥发生错裂,使这座跨度为64米的开启式提升桥不能按原设计提升,影响了海河航运。地面沉降还导致观测和测量标志失效,使河流水位、海洋潮位、地形高程失真,给城市规划和建设造成困难。二是积水滞洪,水患和潮灾加剧。地面沉降,使城市高程降低,拦河堤坝等防洪设施因沉降而发生下沉、开裂,因此一些城市泄洪能力不断下降,出现严重的水患威胁,造成比较严重的经济损失。例如,天津市1977年7月下旬因暴雨积水造成的直接经济损失达2亿元以上;苏州、无锡、常州3市在1986年和1988年因积水造成的物资损失达100多万元。在滨海地区,地面沉降活动使陆地地面高程下降,海平面相对上升,导致海水侵袭和风暴潮灾害加剧。例如,1985年8月2日和19日发生的风暴潮,海水越过防潮堤闸涌入陆地,塘沽一些地区水深1.3~2.0米,大量企业单位被淹,受灾居民1万多户,直接损失13亿元;1992年发生的风暴潮灾害,直接经济损失达40亿元。目前上海、苏锡常地区、杭嘉湖地区已经形成3个区域性沉降中心,三地累计经济损失分别达2900亿元、469亿元、85亿元。据初步估算,上海城区每下沉1毫米,就会造成高达1000万元的经济损失。

岩溶塌陷的主要危害是破坏房屋、铁路、水坝、电站等工程设施和城市、矿山、企业环境。全国发生岩溶塌陷灾害的城市近70个,其中造成严重破坏的44个,主要有唐山、武汉、昆明、黄石、九江、水城、杭州、柳州等。受岩溶塌陷严重危害的大中型矿山有60多个,主要有湖南恩口煤矿、湖南水口山铅锌矿、湖北铜录山铜矿、广西泗顶山铅锌矿、广东凡口铅锌矿、山东莱芜铁矿等。全国铁路沿线近年发生岩溶塌陷375处,其中危害严重的有55处,受害线路60多段,主要分布在贵昆线、湘桂线以及京广线、京九线、沈大线、胶济线的部分线段。有30多个车站受到危害,主要有黄石、大冶、水城、泰安、瓦房店、柳州、玉林等。近几十年来,因岩溶塌陷颠覆列车3次,中断行车2000多小时。安徽每年因岩溶塌陷造成的直接经济损失约500万元,辽宁、湖南两省年均分别达5000万元、3000万元,云南省年均约1000万元,估计全国每年因岩溶塌陷造成的直接经济损失在1.2亿元以上。

我国自20世纪60年代后期开始出现灾害性地裂缝,70年代中期以来活动加剧。百余个市、县出现较严重的地裂缝灾害。分布在大城市、城镇和企业、矿山的地裂缝,对房屋和其他工程建筑造成严重危害。例如,河北省邯郸市1963年发生地裂缝活动,1966年以后迅速扩展,在国棉一厂、电台、汽车修配厂以及前郝村等地形成3条地裂缝,单条长度700~1850米,组合长度3~8千米。地裂缝损坏楼房7处,平房数10间,错断管道2处,破坏围墙10堵,直接经济损失数百万元。发生在农村的大量地裂缝,除破坏民房、道路外,还对耕地和水利设施造成不同程度的破坏。如1988年在豫东平原上蔡县黄埠乡和太康县朱口乡发生地裂缝活动,黄埠乡尚庄、杜庄等5个自然村,朱口乡的洼陈、二甲张等12个自然村的许多民房的墙体、门窗开裂0.5~6厘米,当地群众惊恐不安。山东省淄博市南定玻璃厂和傅家、大徐家等地,1985年以来,地裂缝活动持续发展,在玻璃厂厂区内形成一条近南北向延伸达300多米的地裂缝,主车间和其他一些工厂建筑、地面和墙体出现无数条2~30厘米宽裂缝,因此被迫搬迁;傅家和大徐家除上百户民房严重开裂外,田野耕地之中亦出现多条延伸数百米的地裂缝。1989年,淄博市旦村水库的偏坝和附近地面亦发生开裂,水库安全受到威胁。



为什么开采地下水易造成裂缝,地面沉降,地面塌陷地质灾害~

受浅层地下水水位下降的影响,表层的土体失水严重,就会形成干缩裂隙以及地面不均匀的沉降,在这种情况下,一旦遇到较大的降水过程,降水渗入地下,沿着裂隙流动,对地层形成冲刷、潜蚀,就会使裂隙加宽、上延,发展到一定的程度露出地表,就形成了地裂缝。
大量的开发使用地下水资源,在集中开采的地区就形成了地下水降落漏斗,导致地层岩土力学平衡被破坏,粘性土层开始压密释水,造成地面沉降,地裂甚至发生地面塌陷等地质灾害。
同时导致地下水位下降,水面与地表之间形成了一个空间,在没有支撑的条件下,地面向下陷落,造成了地面塌陷。

“哪一位听说过北京地面每年都在下沉吗?请举一下手。”大家惊异地互相看看,眼神里画出一个大问号,还有人自言自语:“地面下沉?!”这是两年前在社区举行科普讲座时出现过的一幕。这件事使我感悟到:地球科学、地质知识太需要向公众传播了!应该广而告之!
“外国的大城市地面下沉的实例,不胜枚举。现在我还是主要说说我国上海、天津、西安、太原以及北京等地的地面下沉情况吧!”
上海:实际从1921年就有所发现,到1965年地面累计下沉已高达263厘米,影响范围达400平方千米,1966~1987年经过综合治理,使地面下沉速度减缓,减少下沉3.67厘米。
天津:1959~1982年地面下沉累计215厘米,1982年测得市区平均降速为9.4厘米,影响面积已经达到900平方千米,后来也采取了综合措施给予治理。
西安:1959年就发现地面下沉,1972~1983年地面下沉累计77.7厘米,到1988年地面下沉最多的地区已经达到134厘米,年下沉量10.0厘米,所波及的地区达200平方千米,这个城市也及时进行了治理工作。
北京:20世纪70年代后期至80年代初期,地面下沉速度较快,年平均下降8.0厘米,1981年多达8.1厘米。后来经过采取措施进行控制与治理,如减少地下水开采量,使地下水位下降速率减缓,1983~1987年地面下沉仅为2.6厘米,现在地面下沉的范围总面积超过600平方千米,已经波及北京郊区。

北京门头沟一小学地面沉降院墙受破坏

太原:1979年、1980年、1982年先后三次在市区600平方千米范围内进行测量,发现地面下沉大于20.0厘米的面积达254平方千米,下沉大于100.0厘米的面积达7.1平方千米。有关部门也采取措施综合治理。
此外宁波、常州、苏州、无锡、嘉兴、杭州以及台湾的一些市县,也出现了不同程度的地面下沉现象。
地面下沉的地质专业术语称为地面沉降。导致地面下沉的主要原因是人类工程经济活动过于频繁,如大面积过量开采地下水、开采油气、开采矿藏;再如大面积的巨重建筑物对于地下岩石层施加超负荷载,所以地面下沉多发生于人口高度聚居的大城市,并且是大范围的,同时也为缓慢变化的人为地质灾害埋下隐患。
地面下沉可以引发一些次生灾害,沿海城市引起海水入侵、海水倒灌,内陆城市引起地面不均匀沉降、产生局部塌陷、地裂缝等,从而损坏建筑物、损坏城市地下管网设施等。

地面塌陷示意图

地面下沉多采用常规的高程水准测量进行监测,以及采用以物理电磁原理为探测方法的全球卫星观测定位系统,简称为GPS设备,可以实施全天候、全时空的动态监测。现在主要采取合理开采地下水、调整开采层次以及科学回灌等方法控制地面沉降。在这些方面,各个城市都已经做出了显著的成效。

地面沉降、地面塌陷和地裂缝
答:地面沉降、地面塌陷和地裂缝也是比较主要的地质灾害类型。近年来统计,每年发生500~1000起,造成很大的经济损失,尤其是在城市和人口密集的城镇地区。地面沉降的主要危害表现在以下两个方面。一是破坏城市设施,妨碍城市建设。主要表现:造成房屋和桥梁开裂、倾斜或倒塌;道路凸凹不平或开裂;地下管道错裂失效;...

为什么开采地下水易造成地裂缝、地面沉降、地面塌陷等地质灾害_百度知 ...
答:受浅层地下水水位下降的影响,表层的土体失水严重,就会形成干缩裂隙以及地面不均匀的沉降,在这种情况下,一旦遇到较大的降水过程,降水渗入地下,沿着裂隙流动,对地层形成冲刷、潜蚀,就会使裂隙加宽、上延,发展到一定的程度露出地表,就形成了地裂缝。 大量的开发使用地下水资源,在集中开采的地区就形成了地下水降落漏斗,导...

(二)地面变形问题
答:地面变形问题是指发生在地表周围、且以地面完整性的破坏,产生一定变形为主要特征的地质灾害,包括地面沉降、地裂缝、地面塌陷三类。发生的主要原因是人类过度开采地下资源产生大量的空洞,使地表土体的承载能力达不到地表稳定的要求所致。这三类问题的分布和区域发育规律如下(图3-2)。图3-1 胶东半岛区域...

地质灾害特点与发育规律研究
答:地面变形灾害是指发生在近地表且以变形为主的地质灾害,包括地面沉降、地裂缝、地面塌陷。 1.地面沉降 工作区内地面沉降主要发生于鲁北平原,即东营市,主要形成原因是深层地下水开采和油气开采。 在1985年国家地震局地球物理研究所和山东省地震局进行现代形变测量时就已发现东营市地面沉降,东营-垦利地面沉降量最大为80mm。

全国地面沉降和地裂缝易发程度分区
答:地面沉降均发生在沿海平原和一些内陆盆地。地裂缝主要发生山前倾斜平原和河谷盆地。形成地面沉降的岩石主要是第四纪冲积、湖积、海积的黏性土和粉细砂,其结构松散,极易压缩变形。过量开采地下水是引起地面沉降、地裂缝的主要人为因素。表4.8为地面沉降和地裂缝易发程度划分的判别特征。表4.8 地面沉降和地...

地质灾害气象风险有哪些
答:地质灾害气象风险主要包括滑坡、泥石流、地面沉降、地面塌陷和地裂缝等。这些风险通常由于自然因素(如降雨、地震)和人为活动(如地下开采、过度抽取地下水)的共同作用而引发。首先,滑坡是一种常见的地质灾害,通常发生在山区和丘陵地带。长时间的降雨或暴雨会导致土壤饱和,降低斜坡的稳定性,从而引发滑坡。

全国地质灾害的主要类型、等级划分与基本灾情
答:根据地质灾害对人民生命财产或环境造成明显破坏的速度,通常将滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷称为突发性地质灾害,将地面沉降和地裂缝称为缓变性地质灾害。2.1.2 地质灾害的等级划分 根据《地质灾害防治条例》,地质灾害共分为4个等级。其主要依据是:人员伤亡情况和经济损失的大小。具体分级如下:1)特大型...

什么是崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面裂缝、地面沉降
答:滑坡:是斜坡岩土体在自身重力作用下以水平剪切云佛那个为主的地质现象。泥石流:是山区中,由暴雨等水源激发,形成的一种携带大量泥沙等固体物质的一种特殊洪流。(是含水的哦)地面塌陷:一般是由于地面不均与沉降引起的。地面裂缝:这个因素就比较多了,总的机理是产生了水平拉力,一般是那种相对硬脆性...

煤矿采空区地面沉降、塌陷的机理
答:在此阶段,地面变形主要以沉降为主,能否出现地裂缝取决于地表微地形和浅表岩土的岩性、受力情况,但总变形量较小,一般不会影响土地的正常耕种和房屋的安全性。 第二个阶段是第一个阶段的继续发展。采空区范围进一步扩大,冒落带的顶面会不断向上移动,带宽加大,进而使断裂带接近或达到地面(图3.31),弯曲带消失。这个...

地面沉降产生的地裂缝危害
答:地面沉降产生的地裂缝有两类:一类是由于含水系统结构不均匀引起差异性沉降造成的地裂缝,多出现在沉积物相变剧烈地带和含水系统基底起伏大的部位,这类地裂缝分布方向无规律,且延伸较短,如无锡、江阴等地的地裂缝;另一类是,地面沉降加剧了基底新构造运动形成的地裂缝活动,这一类地裂缝多出现在山间...