北京大兴规划新城地面沉降研究

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1、2011V01．6No．1郭萌等：北京大并规划新城地面沉降研究第6卷第1期北京大兴规划新城地面沉降研究郭萌1，陈刚2，黄骁2”，王文霞2，郑小燕2(1．北京市地质矿产勘查开发局，北京100195I2．北京市地质工程勘察院，北京100037l3．中国地质大学工程技术学院，北京100083)摘要：本文分析研究了大兴规划新城地面沉降发育特点．成因机理及影响因素，建立模型预测了地面沉降发展趋势，为未来新城建设规划以及地质灾害防治，提供了科学依据。关键词：地面沉降，含水层；压缩层；沉降模型中图分类号：X43文献标识码：A文章编号：1007-19

2、03(2011)01—0017-05北京市的地面沉降主要发生在平原地区，目前仍处于快速发展阶段，沉降速率和范围比较大【l】，已经形成了多个沉降区Ⅲ。地面沉降对北京城市建设的影响在一些地区已有显现，对北京城市建设未来发展规划存在着潜在影响，是地区经济可持续发展的重要制约因素之一【lJ。北京大兴规划新城位于榆垡一礼贤沉降区的西北部，目前的沉降量大于50mm的地区占到规划区的65％以上，最大累计沉降量达400mm【3J，地面沉降已经成为影响大兴新城规划与经济建设的主要地质灾害之一。本次研究以规划的大兴新城(面积约163．03krn2)为中心

3、向四周扩展，研究区面积达445km2。对研究区地面沉降发育特点、成因机理及影响因素进行了分析，预测了地面沉降发展趋势，为未来新城规划建设以及地质灾害防治具有实际意义。1地面沉降现状分析(1)地面沉降状况大兴规划新城位于榆垡一礼贤沉降中心西北部。本次研究区南部庞各庄距该沉降中心约2．3km，截止2009年，研究区累计地面沉降量为40～560mm(见图1)。其中西北部狼垡、芦城一带沉降量较小，为40～50mill；向南沉降量逐步增大，在北臧村、庞各庄一带沉降量达400～550mill。研究区往南靠近大兴礼贤一榆垡沉降中心，地面沉降量较大，

4、北部地面沉降量较小。榆垡一礼贤沉降中心对研究区南部区域的影响是明显的。图1大兴新城地面沉降危险性分区图(2)地面沉降发展趋势大兴榆垡一礼贤沉降中心形成于上世纪70年代后期；1987～1999年，榆垡一礼贤沉降区面积迅速扩大，以20～35mm／a的沉降速率快速发展。1999～2005年为地面沉降快速发展阶段，以37mm／a的沉降速率快速发展Il】。研究区近几年地面沉降以每年10～20mm的速率往东北扩展(见图2)，地面沉降速率大致呈逐渐减缓的态势(见图3)。作者简介：郭萌(1958·)，男，北京市地质矿产勘查开发局地环处处长，高级工程师

5、，主要从事地质灾害监测与评估工作。电子信箱：dkjdhe@163．COIll2011第6卷第1期研究探讨V01．6No．1图2研究区近4年地面沉降量等值线图图3研究区部分地段地面沉降速率曲线图2地面沉降成因分析地面沉降产生的原因是多方面的，一般情况下可分为自然因素和人为因素。自然因素包括地质构造运动和土的次固结沉降等；人为因素包括超量开采地下水、工程建设等。研究区地面沉降主要与开采地下水和岩土体结构特征有关卧【4】’【51。(1)过量开采地下水和连续多年降水偏少导致地面沉降据水务部门资料，大兴区多年平均地下水可开采量26230．8万一

6、；丰水年可开采量32323．1万m3；平水年可开采量25221．9万d；枯水年可开采量20325．5万m3；特枯水年可开采量15370．7万m3。按多年平均(29144．2万n13)的开采水平，大兴区地下水超采量平均年近3000万m3，要使地下水达到平衡的降水量为591．2mill；在丰水年份地下水略有富余，而平水年份超采地下水3500万m3，枯水年份超采近8500万m’，特枯水年份超采超过13500万m3，使得地下水水位不断下降。北京地区枯水年份已经连续了12年。为了满足大兴区不断增加的供水需求，在地下水富水性较好的中北部地区建立了

7、两座水厂，每年大量开采地下水，供水能力7．7万m3／d，供水人El18万人。从20世纪80年代起，随着降水量的逐年减少，地下水开采规模不断扩大，导致地下水位逐年下降，在黄村、庞各庄、榆垡、礼贤等地形成地下水“降落漏斗”。根据1980～2008年地下水年平均埋深值(见图4)，研究区地下水位总体呈现持续下降态势，地下水埋藏深度从3．07m下降到16．78m。从1984年以来，该区潜水水位下降了约17m，承压水水位下降了约10．0～15．0m左右。其中1991～2000年全区地下水开采量由24900万一／a增加到35800万m3／a，地下水

8、位下降了3m，呈区域性下降。图4研究区地下水多年埋深变化过程线大兴区长期超量开采地下水，造成地下水位的大幅下降导致含水层上覆土层孔隙水压力降低，使土层固结失水，土层压缩，形成地面沉降。地面沉降速率和沉降的大小受地下水位下