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地下水的分布，就像多层夹心饼干一样。第一层土是第1含水层，下面是一层粘土，粘土之下是第Ⅱ含水层，第二含水层下又是一层粘土，粘土之下是第Ⅲ含水层……过量开采地下水，相当于拿掉了夹心饼干中的一层，上面的粘土层就会自动下压，形成地面的大面积沉降。
地下水超量开采是主因
地面沉降又称为地面下沉或地陷，指在一定的地表面积内所发生的地面水平面降低现象，是地层形变的一种形式，在我国《地质灾害防治条例》中，被定义为“缓变性地质灾害”。地面沉降是一种不可补偿的永久性环境和资源损失。
地面沉降包括自然的地面沉降和人为的地面沉降。从地质因素看，自然界发生的地面沉降大致有下列三种原因：地表松散或半松散的沉积层在重力的作用下，在松散层变成致密的、坚硬或半坚硬岩层时，地面会因低层厚度的变小而发生沉降；因地质构造作用导致地面凹陷而发生沉降，地震引起的地面沉降。
地面沉降现象与人类活动密切相关，现在，人为因素已大大超过了自然因素。尤其是在近几十年来，人类过度开采地下水、石油、天然气、固体矿产等地下资源，使赋存这些固体、液体和气体的沉积层的孔隙压力降低，导致地层的压密，从而直接导致了今天垒球范围内的地面沉降。所以，人为的地面沉降广泛见于一些大量开采地下水的大城市和石油或天然气开采区。
造成我国地面沉降的成因，地质学家普遍认为，在各种人为因素中，过量开采深层地下水是真正的“罪魁祸首”。同时，第四纪以来的活动断裂和构造沉降，加剧了这一灾害的发生和危害。
沿海地区多沉积巨厚的松散层，颗粒较细，结构复杂。由于大量开采深层地下水，引起空隙压力降低和有效应力(土颗粒之间的接触应力)增大，致使含水层被压缩，颗粒接触面积增大，产生弹性变形。当含水层中的水压恢复后，骨架则复原，只形成暂时性地面沉降。但对于粘性土来说，粘性土层孔隙度大，孔隙微小，主要含结合水，孔隙结构被破坏后难以恢复，通常会形成永久性地面沉降。
地下水的分布，就像多层夹心饼干一样，第一层土是第1含水层，下面是一层粘土，粘土之下是第Ⅱ含水层，第二含水层下又是一层粘土，粘土之下是第Ⅲ含水层……过量开采地下水，相当于拿掉了夹心饼干中的一层，上面的粘土层就会自动下压，形成地面的大面积沉降。
近30年来，随着中国城市化、工业化进程的高速发展，地表水的污染日益严重，人们的生产、生活越来越多地依赖地下水，对地下水的开发利用一直在迅速增加。据水利部数据，在20世纪70年代，中国地下水的开采量为平均570亿立方/年，80年代增长到年均750亿立方，2009年地下水的开发利用量已经增到1098亿立方/年。目前华北平原75％以上的用水需求靠地下水支撑，每年开采量达206亿立方米。
开采地热能、油气资源等也会引起地面沉降。沿海某些地区蕴藏有地热资源，抽取地下热水引起水位下降，地层内孔隙水压力减少，会引起起低层进一步压实而导致地面沉降。在油气田区，因开采油气资源也存在地面沉降现象。根据大港油田的有关资料，2500m以下普遍出现了欠压密地层，当油气开发后，必将使流体压力降低，地层进一步固结压密，从而引起地面沉降。
近些年来，由于城市规模扩大，高大建筑不断增加，铁路、桥梁等交通设施及运输荷载的影响，地表荷载加重，也加速了地面的沉降。
地面沉降是一种不可补偿的永久性环境和资源损失。深层地下水的恢复最少要用上万年的时间，即使深层地下水的水位恢复了，地面也不能恢复到原状。打个比方，如果将一个水桶装满富含水的沙子，再在底下开一个小洞，将水放走，把洞补上后，再重新往桶里浇水，沙子也不能恢复到原先的高度。
“地层是塑性的，不是弹性的。如果是弹性的，加上压力后缩下去，当压力放开就可以回复。但地面沉降很难修复，所谓的反弹也相当有限，即便把地下水控制住之后，可能也反弹一点，但是那个量相当小，基本可以忽略不计。”国土资源部地质环境司副司长陶庆法说。
其它因素分析
除了地下水超采会造成地面沉降，还有很多其它因素：比如地质构造、海平面上升(相对)、地下资源开采(石油、天然气、水、矿产等)、湿陷性地层、高层建筑屋密集、车辆机器振动等。
以垂直升降为主的新构造运动可使地面随基底而升降。天津、西安和大同等城市的地面沉降均受到新构造运动的影响。天津处于新华夏构造体系华北沉降带，长期以来缓慢下沉。
强烈地震是新构造运动的一种突发事件，在短期内可引起变幅较大的区域性地面垂直变形。另外，强震使软土地基震陷和古河道新近沉积土液化，也可造成局部地区的地面下沉。
海平面上升将导致地面的相对下降，如意大利威尼斯市海平面上升速度为1.27mm/年，所引起的地面相对下沉约占该地区年平均沉降量的40％。
另外全球气候的转暖，气温上升，必加速冰川消融，从而使海平面上升，地面相对下沉，而引起地面沉降。
人类工程及经济活动的能力和强度与日俱增，其对地面沉降的影响通常已占主导地位，这类地面沉降现象，目前已成为重点。尤其是近几十年来，人类过度开采石油、天然气、固体矿产等直接导致了今天全球范围内的地面沉降。
在我国，由于各大中城市都处于巨大的人口压力之下，地下水的过度抽采更为严重，加上大规模地城市建设超密集群体对地层负担加重和地下工程对土体的扰动而诱发的地面沉降也日趋明显。
大量抽取液体资源(地下水、石油等)、地下气体(天然气、沼气等)活动是造成大幅度、急剧地面沉降的最主要原因；
因各种目的而进行的浅层疏干排水和抽取深层的气、液体，使地层内的气、液压降低，土粒间有效应力增加，地层压密，形成区域性碟形洼地。
抽取地下水而形成的地面沉降，是地面沉降现象中发育最普遍，危害性最严重的一类。
分布有巨厚的高压性淤泥和淤泥质土的低洼地区。随经济建设的开发，需在洼地上大面积堆填。其软土在堆载(填土)荷重的作用下，产生一维压缩固结，可形成地区性的地面沉降。此类沉降，受场地软土的工程特性，层厚和堆载大小的控制，是构成滨海平原城市总地面沉降的一个组成部分，不可忽视。如天津市占地40km2的塘沽开发区及保税区，在盐池和滩涂上堆填1～2m厚填土，因堆载荷重的影响，地面沉降量可达十余厘米。
采掘地下团体矿藏(如沉积型煤矿、铁矿等)形成的大范围采空区，及地下工程(隧道、防空洞、地下铁道等)是导致地面下沉变形的原因之一。
还有密集建筑群的工程效应：沿海软土地区新一轮大规模开发，超密集建筑群的涌现加上地铁越江隧道等建设使土体的工程扰动现象相当严重，由于 工程环境效应诱发的地面沉降问题也日趋明显。
危害
严重的地面沉降及其造成的灾害，对我国东部地区的经济建设及其生态环境会造成很大影响。地面沉降会导致地面开裂、地下井管变形、防洪工程功能降低、国家测量标志失效、下水道排水不畅、桥梁净空减少、水质恶化等。地面建筑如高楼、公路、铁道、码头、机场等也都会受到不同程度的影响。滨海地区由于温室效应，已导致海平面上升，与地面沉降相叠加，沿海大片低地将会被淹没。
损失地面标高造成雨季地表积水，防泄洪能力下降，沿海地区抵抗风暴潮的能力降低。在滨海地区。地面沉降活动使陆地地面相对海拔降低，海平面相对上升，导致海水侵袭和风暴潮灾害加剧。与此同时，滨岸防潮堤不但大幅度沉降，且发生局部开裂，防御能力降低。
风暴潮灾害越来越严重，不但潮位越来越高，而且高潮频次也会不断增加，造成的损失愈来愈大。如塘沽由于地面标高的损失，沉降中心的地面标高已不足1m，遇风暴潮时海水上涨5～6m，现有防潮堤不足以阻挡海水，造成大面积入侵。地面沉降的城市也普遍存在比较严重的滞汛积水问题，不仅影响城市交通和环境，而且使地下室和低层建筑物在汛期被水侵没，造成比较严重的经济损失。
地面沉降对本来就低洼的沿海地区所产生的负效应和危害表现为降低了泄洪功能和地狱洪涝灾害的能力，大幅度增加了低洼湿地面积，使耕地沼泽化，恶化了生态环境。为防止河水外溢，沉降区河岸一再加高，使河床相对抬高，形成地上悬河，而且拦河堤坝等防洪设施因沉降而发生破坏，造成城市泄洪能力下降，出现严重的水患威胁。
地面沉降的一个很大的危害就是出现地裂缝。地面沉降和地裂缝在成因上有一定联系，地面沉降比较均匀时，其破坏性不易被察觉，而不均匀时，就容易出现地裂缝，因此在许多地区伴生出现，两者的叠加，其危害性更大。地裂缝会造成房屋开裂、破坏地面设施和城市地下管道生命线工程、农田漏水等危害。
例如，城市给水供气管道随地面不均匀沉降而弯曲变形，导致管道漏水漏气，进而折断，不仅带来巨大的经济损失，还具有极大的安全隐患。由于地面沉降造成铁路路基不均匀下沉，铁路安全受到威胁。如京沪铁路从沧州市沉降中心穿过，由于铁路路基下沉，在沧州市地面沉降中心地段，路基碎石垫层已加厚了500mm，不仅造成经济损失。而且影响影响铁路安全运行。
从监测走向源头防控
地面沉降主要是因为过量开采深层地下水所致，所以防治地面沉降的关键也在于减少地下水的使用量，增加地面水补给，随时正确监测地面和地下水位沉降。
2009年以来，我国大力推进长江三角洲、华北平原、汾渭盆地3个重点地区的地面沉降调查监测工作，地面沉降立体监测网络已覆盖11万平方公里。2011年召开的全国地面沉降防治部际联席会议第二次会议上，国土资源部党组成员、副部长、部际联席会议成员汪民在会上表示，要高度重视地面沉降防治工作，通过区域联防和部门联动，将这项工作从强调监测走向强化源头防护和灾害治理。
2007年，由国土资源部牵头的全国地面沉降防治部际联席会议制度建立，2009年5月第一次联席会议召开。之后，国土资源部组织编制《全国地面沉降防治规划(2D11～2020)》。
同时，以全面监控和有效防治长江三角洲、华北平原和汾渭盆地三个重点地面沉区为目标，在国土资源大调查中安排了重点地区的地面沉降调查监测专项。目前。三个地区部分重要城市及地面沉降严重地区初步建成了由精密水准监测网、地下不同深度的基岩标和分层标、地下水监测、GPS监测和InSAR空间观测系统构成的立体监测网，覆盖面积约11万平方公里。
三个地区全面展开区域地面沉降调查，长江三角洲地区完成1：25万调查2.7万平方公里，华北平原分别完成1：5万、1：10万、1：25万调查1.4万平方公里、5100平方公里、6.8万平方公里，汾渭地区开展1：10万调查2万平方公里。
在华北平原、汾渭盆地开展了地面沉降防治综合研究，对地面沉降防控区划提出对策建议，在长江三角洲地区进行了地面沉降易发区评价与地面沉降控制管理区划，研究制定了地面沉降分区控制目标。选择典型控制管理区开展地面沉降机理与防治控制技术的专题研究，为地面沉降防治规划编制提供了技术支撑。
在全国地面沉降防治部际联席会议第二次会议上，汪民表示，在“十二五”甚至更长一段时期内，地面沉降将成为影响我国经济社会发展比较突出的一种灾害，地面沉降防治应当放在非常重要的位置上，要从监测走向源头防控和灾害治理，要加强区域联防和部门联动，通过联席会议制度落实规划，推进重点工作的开展。
地下水超量开采是主因
地面沉降又称为地面下沉或地陷，指在一定的地表面积内所发生的地面水平面降低现象，是地层形变的一种形式，在我国《地质灾害防治条例》中，被定义为“缓变性地质灾害”。地面沉降是一种不可补偿的永久性环境和资源损失。
地面沉降包括自然的地面沉降和人为的地面沉降。从地质因素看，自然界发生的地面沉降大致有下列三种原因：地表松散或半松散的沉积层在重力的作用下，在松散层变成致密的、坚硬或半坚硬岩层时，地面会因低层厚度的变小而发生沉降；因地质构造作用导致地面凹陷而发生沉降，地震引起的地面沉降。
地面沉降现象与人类活动密切相关，现在，人为因素已大大超过了自然因素。尤其是在近几十年来，人类过度开采地下水、石油、天然气、固体矿产等地下资源，使赋存这些固体、液体和气体的沉积层的孔隙压力降低，导致地层的压密，从而直接导致了今天垒球范围内的地面沉降。所以，人为的地面沉降广泛见于一些大量开采地下水的大城市和石油或天然气开采区。
造成我国地面沉降的成因，地质学家普遍认为，在各种人为因素中，过量开采深层地下水是真正的“罪魁祸首”。同时，第四纪以来的活动断裂和构造沉降，加剧了这一灾害的发生和危害。
沿海地区多沉积巨厚的松散层，颗粒较细，结构复杂。由于大量开采深层地下水，引起空隙压力降低和有效应力(土颗粒之间的接触应力)增大，致使含水层被压缩，颗粒接触面积增大，产生弹性变形。当含水层中的水压恢复后，骨架则复原，只形成暂时性地面沉降。但对于粘性土来说，粘性土层孔隙度大，孔隙微小，主要含结合水，孔隙结构被破坏后难以恢复，通常会形成永久性地面沉降。
地下水的分布，就像多层夹心饼干一样，第一层土是第1含水层，下面是一层粘土，粘土之下是第Ⅱ含水层，第二含水层下又是一层粘土，粘土之下是第Ⅲ含水层……过量开采地下水，相当于拿掉了夹心饼干中的一层，上面的粘土层就会自动下压，形成地面的大面积沉降。
近30年来，随着中国城市化、工业化进程的高速发展，地表水的污染日益严重，人们的生产、生活越来越多地依赖地下水，对地下水的开发利用一直在迅速增加。据水利部数据，在20世纪70年代，中国地下水的开采量为平均570亿立方/年，80年代增长到年均750亿立方，2009年地下水的开发利用量已经增到1098亿立方/年。目前华北平原75％以上的用水需求靠地下水支撑，每年开采量达206亿立方米。
开采地热能、油气资源等也会引起地面沉降。沿海某些地区蕴藏有地热资源，抽取地下热水引起水位下降，地层内孔隙水压力减少，会引起起低层进一步压实而导致地面沉降。在油气田区，因开采油气资源也存在地面沉降现象。根据大港油田的有关资料，2500m以下普遍出现了欠压密地层，当油气开发后，必将使流体压力降低，地层进一步固结压密，从而引起地面沉降。
近些年来，由于城市规模扩大，高大建筑不断增加，铁路、桥梁等交通设施及运输荷载的影响，地表荷载加重，也加速了地面的沉降。
地面沉降是一种不可补偿的永久性环境和资源损失。深层地下水的恢复最少要用上万年的时间，即使深层地下水的水位恢复了，地面也不能恢复到原状。打个比方，如果将一个水桶装满富含水的沙子，再在底下开一个小洞，将水放走，把洞补上后，再重新往桶里浇水，沙子也不能恢复到原先的高度。
“地层是塑性的，不是弹性的。如果是弹性的，加上压力后缩下去，当压力放开就可以回复。但地面沉降很难修复，所谓的反弹也相当有限，即便把地下水控制住之后，可能也反弹一点，但是那个量相当小，基本可以忽略不计。”国土资源部地质环境司副司长陶庆法说。
其它因素分析
除了地下水超采会造成地面沉降，还有很多其它因素：比如地质构造、海平面上升(相对)、地下资源开采(石油、天然气、水、矿产等)、湿陷性地层、高层建筑屋密集、车辆机器振动等。
以垂直升降为主的新构造运动可使地面随基底而升降。天津、西安和大同等城市的地面沉降均受到新构造运动的影响。天津处于新华夏构造体系华北沉降带，长期以来缓慢下沉。
强烈地震是新构造运动的一种突发事件，在短期内可引起变幅较大的区域性地面垂直变形。另外，强震使软土地基震陷和古河道新近沉积土液化，也可造成局部地区的地面下沉。
海平面上升将导致地面的相对下降，如意大利威尼斯市海平面上升速度为1.27mm/年，所引起的地面相对下沉约占该地区年平均沉降量的40％。
另外全球气候的转暖，气温上升，必加速冰川消融，从而使海平面上升，地面相对下沉，而引起地面沉降。
人类工程及经济活动的能力和强度与日俱增，其对地面沉降的影响通常已占主导地位，这类地面沉降现象，目前已成为重点。尤其是近几十年来，人类过度开采石油、天然气、固体矿产等直接导致了今天全球范围内的地面沉降。
在我国，由于各大中城市都处于巨大的人口压力之下，地下水的过度抽采更为严重，加上大规模地城市建设超密集群体对地层负担加重和地下工程对土体的扰动而诱发的地面沉降也日趋明显。
大量抽取液体资源(地下水、石油等)、地下气体(天然气、沼气等)活动是造成大幅度、急剧地面沉降的最主要原因；
因各种目的而进行的浅层疏干排水和抽取深层的气、液体，使地层内的气、液压降低，土粒间有效应力增加，地层压密，形成区域性碟形洼地。
抽取地下水而形成的地面沉降，是地面沉降现象中发育最普遍，危害性最严重的一类。
分布有巨厚的高压性淤泥和淤泥质土的低洼地区。随经济建设的开发，需在洼地上大面积堆填。其软土在堆载(填土)荷重的作用下，产生一维压缩固结，可形成地区性的地面沉降。此类沉降，受场地软土的工程特性，层厚和堆载大小的控制，是构成滨海平原城市总地面沉降的一个组成部分，不可忽视。如天津市占地40km2的塘沽开发区及保税区，在盐池和滩涂上堆填1～2m厚填土，因堆载荷重的影响，地面沉降量可达十余厘米。
采掘地下团体矿藏(如沉积型煤矿、铁矿等)形成的大范围采空区，及地下工程(隧道、防空洞、地下铁道等)是导致地面下沉变形的原因之一。
还有密集建筑群的工程效应：沿海软土地区新一轮大规模开发，超密集建筑群的涌现加上地铁越江隧道等建设使土体的工程扰动现象相当严重，由于 工程环境效应诱发的地面沉降问题也日趋明显。
危害
严重的地面沉降及其造成的灾害，对我国东部地区的经济建设及其生态环境会造成很大影响。地面沉降会导致地面开裂、地下井管变形、防洪工程功能降低、国家测量标志失效、下水道排水不畅、桥梁净空减少、水质恶化等。地面建筑如高楼、公路、铁道、码头、机场等也都会受到不同程度的影响。滨海地区由于温室效应，已导致海平面上升，与地面沉降相叠加，沿海大片低地将会被淹没。
损失地面标高造成雨季地表积水，防泄洪能力下降，沿海地区抵抗风暴潮的能力降低。在滨海地区。地面沉降活动使陆地地面相对海拔降低，海平面相对上升，导致海水侵袭和风暴潮灾害加剧。与此同时，滨岸防潮堤不但大幅度沉降，且发生局部开裂，防御能力降低。
风暴潮灾害越来越严重，不但潮位越来越高，而且高潮频次也会不断增加，造成的损失愈来愈大。如塘沽由于地面标高的损失，沉降中心的地面标高已不足1m，遇风暴潮时海水上涨5～6m，现有防潮堤不足以阻挡海水，造成大面积入侵。地面沉降的城市也普遍存在比较严重的滞汛积水问题，不仅影响城市交通和环境，而且使地下室和低层建筑物在汛期被水侵没，造成比较严重的经济损失。
地面沉降对本来就低洼的沿海地区所产生的负效应和危害表现为降低了泄洪功能和地狱洪涝灾害的能力，大幅度增加了低洼湿地面积，使耕地沼泽化，恶化了生态环境。为防止河水外溢，沉降区河岸一再加高，使河床相对抬高，形成地上悬河，而且拦河堤坝等防洪设施因沉降而发生破坏，造成城市泄洪能力下降，出现严重的水患威胁。
地面沉降的一个很大的危害就是出现地裂缝。地面沉降和地裂缝在成因上有一定联系，地面沉降比较均匀时，其破坏性不易被察觉，而不均匀时，就容易出现地裂缝，因此在许多地区伴生出现，两者的叠加，其危害性更大。地裂缝会造成房屋开裂、破坏地面设施和城市地下管道生命线工程、农田漏水等危害。
例如，城市给水供气管道随地面不均匀沉降而弯曲变形，导致管道漏水漏气，进而折断，不仅带来巨大的经济损失，还具有极大的安全隐患。由于地面沉降造成铁路路基不均匀下沉，铁路安全受到威胁。如京沪铁路从沧州市沉降中心穿过，由于铁路路基下沉，在沧州市地面沉降中心地段，路基碎石垫层已加厚了500mm，不仅造成经济损失。而且影响影响铁路安全运行。
从监测走向源头防控
地面沉降主要是因为过量开采深层地下水所致，所以防治地面沉降的关键也在于减少地下水的使用量，增加地面水补给，随时正确监测地面和地下水位沉降。
2009年以来，我国大力推进长江三角洲、华北平原、汾渭盆地3个重点地区的地面沉降调查监测工作，地面沉降立体监测网络已覆盖11万平方公里。2011年召开的全国地面沉降防治部际联席会议第二次会议上，国土资源部党组成员、副部长、部际联席会议成员汪民在会上表示，要高度重视地面沉降防治工作，通过区域联防和部门联动，将这项工作从强调监测走向强化源头防护和灾害治理。
2007年，由国土资源部牵头的全国地面沉降防治部际联席会议制度建立，2009年5月第一次联席会议召开。之后，国土资源部组织编制《全国地面沉降防治规划(2D11～2020)》。
同时，以全面监控和有效防治长江三角洲、华北平原和汾渭盆地三个重点地面沉区为目标，在国土资源大调查中安排了重点地区的地面沉降调查监测专项。目前。三个地区部分重要城市及地面沉降严重地区初步建成了由精密水准监测网、地下不同深度的基岩标和分层标、地下水监测、GPS监测和InSAR空间观测系统构成的立体监测网，覆盖面积约11万平方公里。
三个地区全面展开区域地面沉降调查，长江三角洲地区完成1：25万调查2.7万平方公里，华北平原分别完成1：5万、1：10万、1：25万调查1.4万平方公里、5100平方公里、6.8万平方公里，汾渭地区开展1：10万调查2万平方公里。
在华北平原、汾渭盆地开展了地面沉降防治综合研究，对地面沉降防控区划提出对策建议，在长江三角洲地区进行了地面沉降易发区评价与地面沉降控制管理区划，研究制定了地面沉降分区控制目标。选择典型控制管理区开展地面沉降机理与防治控制技术的专题研究，为地面沉降防治规划编制提供了技术支撑。
在全国地面沉降防治部际联席会议第二次会议上，汪民表示，在“十二五”甚至更长一段时期内，地面沉降将成为影响我国经济社会发展比较突出的一种灾害，地面沉降防治应当放在非常重要的位置上，要从监测走向源头防控和灾害治理，要加强区域联防和部门联动，通过联席会议制度落实规划，推进重点工作的开展。