深圳市福田区荔香街路段的地铁二号线出现塌方,“发生这样的事故与地铁野蛮施工有关,自地铁施工以来,每天中午11点半到12点、下午5点到6点就会爆破,整个小区就像地震一样,房子摇摇晃晃的……天天这么炸,楼房能承受得了吗?”据李阿姨介绍,她在与施工方接触的时候了解到,地铁施工本来很少用爆破的,多名业主已就此多次向施工方抗议。真相真的像市民的讲吗?其实地铁施工出现事故也与城市地面沉降存在重大关系。
城市出现地面沉降,究竟是什么原因造成的呢?
首先是地质因素。地壳运动使有的地方抬升,有的地方下降;还有土壤的自然压缩,即土壤中的有机物会慢慢分解,在自然重力作用下,原来的松散地层或半松散地层变成致密、坚硬或半坚硬岩层,地层厚度变小。这就会造成某一地区的地面出现沉降。
不过,地质专家一致认为,众多城市沉降的主要原因还是人为因素。地下水、石油、天然气、地热等资源的过度开采,城市建筑、重大工程造成地基土体发生缓慢变形……这些都在一点点改变着我们的城市。
以开采地下水为例,当一个含水层的水被采出后,这个层位及相邻的弱透水层位就会像被挤干的毛巾,发生萎缩,这体现在地表就是沉降。地下水是流动的,人们在一个地方抽水,流出来的却是一片同层位的水,所以,由此引起的沉降也是连片的。
在过度开采地下水方面,长江三角洲最为典型。1970年以前,这个地区纺织业发达,但能源紧缺,所以需要集中开采地下水用于纺织厂的空调降温。1980年以来,随着城市周边地区乡镇企业的兴起,地下水又被大量开采,而且地表河道不断被污染,这使得地表水质量普遍下降,地下水开采规模日趋扩大。而在华北地区,因为缺水,地下水的开采量增加,地下水位下降,形成了漏斗,破坏了地层岩土力学平衡,很多地方都出现了沉降。
地面沉降的一个很大的危害就是出现地裂缝。地面沉降比较均匀时,其破坏性显得不那么突然,而不均匀时,就容易出现地裂缝。如果建筑物正好在这个地裂缝上,且不是钢筋混凝土浇铸的,墙体就容易裂开,存在较大的事故隐患。目前,西安市市区内就已经出现了11条明显的地裂缝。城市地面不均匀的沉降,很可能将掩埋在地下的管线拉断,从而带来巨大的事故隐患。
其实,地面沉降现象在国外也时有发生。1891年,墨西哥城最先记录了这一现象。之后,全球有50多个国家和地区发生了地面沉降。相对而言,地面沉降在日本和美国更加突出。1981年,日本有59个地区沉降明显。美国1995年在其50个州都发现有地面沉降。加州萨克拉门托流域从1925年到现在,下沉了9米多。
我国上报的数据大多数不过2米~3米,看起来没有美国那么严重,但因为我国开展监测的时间比较晚,监测时的起始数据跟国外不同。不管怎样,可以肯定的是,随着地下水、油气等资源的开采量越来越大,地面沉降会加剧,面积也会扩大。
虽然地质原因造成的地面沉降很难控制,但人为因素所导致的沉降,是可以应对的。地面沉降一旦形成规模,以人类现在的能力和技术,治理和恢复起来比较困难。如果我们杜绝或者减少沉降的人为因素,可以减缓或者终止地面沉降。对于已经形成的地下漏斗,人工回灌地下含水层的方法可以将其填满。
地面沉降一直是困扰我国中、东部许多城市建设和发展的地质灾害,主要发生在三角洲和滨海平原、冲洪积平原、内陆盆地等。据介绍,近20年来,地面沉降大有蔓延之势,从过去的上海逐步发展到长三角、珠三角、京津塘和华北等广大地区,95个城市受到地面沉降的威胁。河北平原地面沉降大于200毫米的面积达到4.855万平方公里。到2003年底,北京已经形成5个地面沉降区,累计沉降量大于50毫米的地区已达到2815平方公里,最大沉降量达到722毫米,并呈加快趋势。