地面沉降几种致灾模式的初步探讨

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1、20132013Vo1.8No.4罗.勇等：地面沉降几种致灾模式的初步探讨第8卷第4期地面沉降几种致灾模式的初步探讨罗勇1，贾三满1，赵波2，赵守生1（1.北京市水文地质工程地质大队，北京100195；2.北京市地质矿产勘查开发局，北京100195)摘要：提出并探讨了地面沉降的“抬升-塌陷模式、开裂模式、下降模式、漏斗模式、土体结构破坏和地下水流场改变”等6个致灾模式，初步探讨了各种模式致灾的特点，提出了对不同模式开展有针对性的地面沉降治理工作的建议。关键词：地面沉降；致灾模式；探讨中图分类号：P642.26文献标识码：A文章编号：1007-1903(2013)04-

2、0001-050引言也是从地表开始的。分层标的出现，标志着人们把目光放到了三维层面。由于人类活动多分布于地表和地面以大面积超采地下水引起的区域性地面沉降成为一下一定深度范围内，所以从灾害的角度出发，研究地面[1~4]个全球性问题，引发了国际社会的高度关注。我国和浅部土体的沉降问题是切合实际的。而随着人类地下地面沉降分布范围广，全国发育地面沉降灾害的城市水开采的逐步加深，更多的问题会显现，但对这类问题超过50个，主要集中在长江三角洲、华北平原和汾渭的研究可能会伴随着人类对更多更深地下空间的利用而[5]盆地等地区。2012年3月《全国地面沉降防治规划》深入。因为狭义的灾害

3、定义，总是和对人类的直接影响正式出台，将我国地面沉降的防治工作推升到一个更联系在一起的，并且还要扣减掉人类巨大的容忍空间。高层面。如此大面积的地面沉降如何来进行治理？发所以当我们把它列为重要灾害的时候，局面往往已经难生地面沉降的地区都需要治理吗？灾害的治理从何处以控制了。入手？地面沉降防治工作的开展面临着一系列的实际地面沉降综合体现为地面的形变，主要以垂向变问题。首先来讲，地面沉降是一种地面高程降低的地形为主，辅有水平形变，具有三维变形特征。其在地面[5]质现象，严重时才演变为灾害。所以地面沉降防治工的形变破坏主要为点、线和面几种形式。如果沉降相对作应紧紧抓住地面沉降

4、灾害这个核心问题，方能有的均匀发展，地面整体下降，则构成面状的形变特征；如放矢。在以往的研究工作中，各地专家学者均对其灾果大面积的沉降受到各种地质界面（或地质体）的分害特性给予了高度关注。本文正是基于这个基础，结割，比如被断层或地质单元边界等分割，变形面出现陡合自身认识，对地面沉降的致灾模式进行初步探讨。坎，则发生地裂缝等线状变形；当变形面遭遇某些性质差异巨大的孤点，则出现点状变形。总之，其变形破坏1概述的基础为高程的大范围降低，而以此衍生出点状和线性变形。如果考虑到地面以下各不同地层存在的变形差“地面沉降”的地表影响受到了较多关注。事实异，这个变形就成为了一个相对复

5、杂的体的变形问题。上，基于其难于被人觉察的特性，对该灾害的研究首先与变形相随的是灾害。人类活动相对密集的地方基金项目：北京市政府财政项目“北京市地面沉降监测系统运行项目”（京国土环函［2009］493号）；中国地质调查局“华北平原（北京）地面沉降监测与防治综合研究项目”（121201084044）作者简介：罗勇（1979-），男，高级工程师，水文地质工程地质专业，主要从事地面沉降、地裂缝等地质灾害评估与研究工作。E-mail：luoyonghl@126.com120132013第8卷第4期研究探讨Vo1.8No.4地下水超采情况往往更加严重，由此而引发的地面沉降地面沉

6、降这一因素。问题是较严重的。反过来，地面沉降所带来的上述各种抬升-塌陷模式发生面积小，尤其相对于动辄数百形变对密集的人类活动形成威胁，构成灾害。不仅在面平方千米的地面沉降区而言，这种致灾模式可概化为点上形成防控难度增大等问题，还遇点成灾，遇线成害，状模式。正因为如此，人们往往容易在研究地面沉降灾破坏地下土体结构和地下水流场等，形成了一系列的地害时将其弱化甚至忽略。然而，这种模式的灾害往往发质灾害，直接威胁着人类生存和发展。所以地面沉降灾生位置独特，突发性强，破坏力大，发生规律不太明害研究，绝不能单纯地考虑地面高程整体降低带来的问显，给人们生产生活带来很多意外的损失。一

7、旦这类致题。事实上，差异沉降带来的危害可能更大，而地面沉灾模式的灾害点在沉降严重的地区密集分布，带来的损降与活动断层等一起孕育的地裂缝灾害，以及各地不断失可能会叠加。涌现的地面塌陷等灾害，都和地面沉降息息相关。除沿海地区以外，这些点、线状的灾害比相对简单的高程降3开裂模式（线状模式）低带来的影响更大。现对以下几种致灾模式进行探讨。地面沉降诱发的地裂缝灾害较多。美国的J.T.2抬升-塌陷模式（点状模式）Burbey认为地裂缝是地下水过度开采引发的最有害产物。地裂缝特征主要与地层中的压缩层厚度变化、地层抬升模式，主要为地下水超采-地面沉降-井管抬升-突然