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古时候,杞国有一个人总是担心天会塌下来、地会陷下去,并为此食不甘味夜不安席。后来,人们就用“杞人忧天”这个成语来形容和嘲笑那些没事找事、庸人自扰的人。
然而,在如今这样一个高度发达的现代社会里,人们竟然又开始担忧这样的事情了。虽然我们不必担心天会塌下来,但不得不密切关注脚下的土地,因为近年来一桩桩骇人听闻的地陷事件接连不断,不断地给我们敲响警钟。
更可怕的是,这样的事情还常常发生在高楼林立、人口稠密的大都市里,因此一旦灾害发生,不仅造成的损失非常严重,而且会引发恐慌。在城市化的高速进程中,我们是不是真的要面对一种可怕的塌陷危机?又是哪些原因造成了危机?
岩溶塌陷
岩溶塌陷是石灰岩、大理岩等碳酸盐类岩石长期在含有=氧化碳的水的作用下形成空洞并在地表发生坍塌的一种地质现象。
我国是世界上岩溶发育最强烈的国家之一,可溶岩分布面积达356万平方千米,占全部国土面积的三分之一还多。在已经发生过岩溶塌陷的24个省(自治区、直辖市)中,共有30多个大中城市、420多个县市处于高风险区,其主要集中在西南地区,仅广西、云南、贵州、四川和重庆这5个西部省(区),已经发生的岩溶塌陷就占到全国的78%,其次为河北、山东、辽宁等省份。
岩溶塌陷的形成虽然多由于自然因素,但人类活动通常是灾害发生的诱因。有数据显示,在已经发生的岩溶塌陷灾害中,约70%为人类活动诱发,主要表现为抽排地下水、拦蓄地表水、铁路工程施工等,所以这种灾害往往发生在人类活动强、人口密度大的城市、矿山或交通干线上。像1993年广西柳州地区黎湛线铁路的岩溶塌陷竟造成了车辆颠覆的严重后果。
此外,当有洪水等重大自然灾害发生时,岩溶塌陷发生的概率会大大增加。今年入夏以来,我国不少地区多次出现大范围强降雨天气,数个省区持续暴雨,局部地区还出现了突破历史同期极值的强降雨。与此同时,地质灾害数量猛增。根据国土资源部消息,今年1-6月,全国地质灾害的发生数量与去年同期相比,增幅为932.4%,几近10倍。除了大量的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害之外,更多的就是不断出现的地面塌陷,比如今年4月在四川宜宾先后出现28个塌陷坑,6月在广西来宾出现4个大坑……这些塌陷坑中,很大一部分都是属于岩溶塌陷。
采空塌陷
对于自然成因的塌陷灾害,我们只能无奈接受,可对于人为成因的塌陷灾害,我们就不得不认真对待了。我国有很多城市起家于矿业资源开发,采矿活动为我国的能源安全和经济建设提供了有力保障,与此同时,看不见的地下威胁——采空塌陷,也在逐步接近。
采空塌陷广泛分布于我国各地的矿山及其周边地区,其中又以煤矿采空塌陷最为交出。据不完全统计,截至2004年12月,采空塌陷造成的损失已经超过500亿元。全国发生采空塌陷灾害的矿业城市近40个,其中严重者有25个,如山西大同、河北开滦、辽宁抚顺、安徽淮南、江苏徐州、黑龙江七台河、河南焦作、山东枣庄等。
采空塌陷危害巨大,由于国家严格规定,市区严禁采矿活动,所以目前采空塌陷主要危害的还是广大的农村。
发生在城市里的采空塌陷大多是多年以前开采活动的“后遗症”,这些采空塌陷常常切断公路、危害房屋建筑、威胁居民的生命财产安全。
陕西省榆林市有着丰富的煤炭和油气资源,据称全市各类矿产潜在价值超过46万亿元,每个榆林人竟坐拥达1300万元的地下财富,因此被誉为“中国科威特”。然而,近年来煤矿开发与城市发展的矛盾日益突出,因为规划中的城市中心城区近一半面积都与矿区重叠,若不开采人们心有不甘;如若开采,则半座城市都将被掏空。
地下空间开发
在城市中,地面以下存在着错综复杂的管线网络,包括输水管道、输电电缆、油气管道甚至还有上世纪六七十年代大量挖掘的防空洞。如今,大规模的地下空间开发,极大增加了地面塌陷发生的概率,主要表现为以下几个方面:
第一,地铁施工。地铁被视为城市现代化、国际化的象征,许多城市不惜成本争相建设。然而,在进行地铁施工时,必然会扰动原有的地下土层,使地下土体形成疏松带、松散区,最终导致地面塌陷。2008年11月15日15时许,杭州风情大道地铁施工工地突然发生大面积地面塌陷,正在路面行驶的汽车陷入深坑,多名施工人员被困地下。事后,人们发现,风情大道路面坍塌75米,下陷15米,17人死亡,4人失踪,24人受伤。事实上,这样的事情并非个案,北京、上海、南京等地都发生过类似事故。
第二,防空洞坍塌。20世纪60年代,在“备战、备荒、为人民”的响亮口号下,我国大中城市普遍开展了群众性的“深挖洞”活动。据统计,全国挖洞的轴长度超过万里长城,挖掘土石方体积超过了长城的土石方总量。仅北京一地,就留下了两万多个大大小小的防空洞。由于缺乏图纸资料,后来的很多居民区都建在了防空洞之上,防空洞的坍塌自然会危及到地表。2010年7月19日凌晨,由于连降暴雨,郑州国棉五厂路南家属院内出现一个直径约10米、深约10米的大坑,并积满雨水,初步勘查就是防空洞塌陷所致。
第三,地下水入渗。大气降水或人工拦蓄积水在渗入地下之后能够降低土体的强度,造成局部塌陷。2005年10月18日晚,北京市地铁10号线惠新东街段工棚前出现渗水现象,第二天凌晨该地段路面就出现了裂缝,并逐渐形成一个深达两米多的空洞。此外,许多长期运行年久失修的地下水管,如果发生了渗漏或者爆裂,水体也能不断渗入土层中,从而造成灾祸。2010年6月25日,武汉解放大道古田二路路口的地下水管爆裂,形成一个10多平方米的大坑,导致正在行驶的一辆农用车和一辆出租车先后掉进坑内。
第四,人工开挖后回填不实。工程建设场地中由于施工后回填不密实,地下松散土体逐渐被流水冲走,也能形成地下空洞甚至地面塌陷。乌鲁木齐市红山东路2008年地下热力管网的建设中,由于回填不实造成1300米路面整体塌陷。
地下水超采
前不久有一篇新闻报道,题为《再这样下去,可要考虑迁都了》。标题看起来耸人听闻,难道我们的首都北京遭遇了什么重大困难?
不错,随着人口不断增长,水资源短缺已经成为制约北京发展的主要因素。中国工程院院士、清华大学钱易教授就曾发出这样的感慨:北京的水资源危机甚至已经到了有必要考虑迁都的程度了。
其实,不仅北京如此,日渐严重的地面沉陷如今已经成 为许多城市的心腹之患。地下水超量开采,重则造成突发性的地面塌陷,轻则形成渐变性的地面沉降,这不但会对地袁建筑物造成直接破坏,还对部分规划新区建设和轨道工程安全运营具有潜在威胁。
我国华北平原人口稠密,经济繁荣,农业发达,本是一片富庶繁华之地,然而现在却有一顶令人惊骇的帽子扣在头上:华北大漏斗!因为这里是世界上超采地下水最严重的地区之一,也是沉陷面积最大的地区之一。如果不加遏制,漏斗区可能会成为未来华北最大的地质威胁。
长江三角洲地区,是我国最早发现地面沉降、地质危害和损失最严重的地区,从1921年明显出现地面沉降以来,上海市区地面累计沉降量已经超过两米,最大年均沉降量达110毫米,最近40多年来,长三角“沉”掉了3000亿财富。
西安,我国地面沉降最严重的城市之一,这里著名的“大雁塔”已经成为中国的“比萨斜塔”,因为有数据显示,地面不均匀沉降居然造成大雁塔倾斜超过了1米。
河北沧州,在20世纪80年代以后就经常出现雨季积水排不出去的问题,原因就在城市地面持续沉陷,形成了大面积的洼地。倘若是在滨海城市,地面沉降还可能会造成海水倒灌现象,甚至使整个城市下沉到海平面以下。
纵观城市发展史,机遇与挑战总是并存,发展与灾祸又总是相伴相随。一句话,城市地面塌陷其实就是城市化进程中的负面效应。
监测与治理
如同地震一样,虽然我们现在还不能准确预报何时何地会发生地面塌陷,但现在的科学技术已经可以有效地减少它们的危害,因为地面塌陷在发生前往往有前兆出现,如井、泉的突然干枯或浑浊翻沙,水位骤降,地面积水或人工蓄水渗漏引起的地面冒气泡或水泡、地面出现环状裂缝并不断扩展,产生局部的地鼓或下沉现象,建筑物作响、倾斜、开裂等。现在,我国已经对地面塌陷多发区开展了定期监测,特别是在煤矿开采区,连续地监测地面和建筑物的变形情况,防忠于未然。
目前,地面塌陷的治理通常采用充填采空区的办法,既可以使用煤矸石充填,也可以通过注浆孔将浆液注入采空区,阻止上覆岩土层进一步塌陷。地表的修复工程,则会根据实际情况的不同区别对待。
虽然预防和治理地面塌陷是一项长期而艰巨的任务,但我们也不能因噎废食,正确的发展途径应该是:在城市合理规划和建设的前提下,适度调节城市化进程,兼顾经济发展与资源环境保护,对地质灾害实施预防和治理双管齐下,预防为主,防治结合,方能保障城市和谐稳定,人民安居乐业,经济持续发展。
责任编辑 赵 菲
然而,在如今这样一个高度发达的现代社会里,人们竟然又开始担忧这样的事情了。虽然我们不必担心天会塌下来,但不得不密切关注脚下的土地,因为近年来一桩桩骇人听闻的地陷事件接连不断,不断地给我们敲响警钟。
更可怕的是,这样的事情还常常发生在高楼林立、人口稠密的大都市里,因此一旦灾害发生,不仅造成的损失非常严重,而且会引发恐慌。在城市化的高速进程中,我们是不是真的要面对一种可怕的塌陷危机?又是哪些原因造成了危机?
岩溶塌陷
岩溶塌陷是石灰岩、大理岩等碳酸盐类岩石长期在含有=氧化碳的水的作用下形成空洞并在地表发生坍塌的一种地质现象。
我国是世界上岩溶发育最强烈的国家之一,可溶岩分布面积达356万平方千米,占全部国土面积的三分之一还多。在已经发生过岩溶塌陷的24个省(自治区、直辖市)中,共有30多个大中城市、420多个县市处于高风险区,其主要集中在西南地区,仅广西、云南、贵州、四川和重庆这5个西部省(区),已经发生的岩溶塌陷就占到全国的78%,其次为河北、山东、辽宁等省份。
岩溶塌陷的形成虽然多由于自然因素,但人类活动通常是灾害发生的诱因。有数据显示,在已经发生的岩溶塌陷灾害中,约70%为人类活动诱发,主要表现为抽排地下水、拦蓄地表水、铁路工程施工等,所以这种灾害往往发生在人类活动强、人口密度大的城市、矿山或交通干线上。像1993年广西柳州地区黎湛线铁路的岩溶塌陷竟造成了车辆颠覆的严重后果。
此外,当有洪水等重大自然灾害发生时,岩溶塌陷发生的概率会大大增加。今年入夏以来,我国不少地区多次出现大范围强降雨天气,数个省区持续暴雨,局部地区还出现了突破历史同期极值的强降雨。与此同时,地质灾害数量猛增。根据国土资源部消息,今年1-6月,全国地质灾害的发生数量与去年同期相比,增幅为932.4%,几近10倍。除了大量的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害之外,更多的就是不断出现的地面塌陷,比如今年4月在四川宜宾先后出现28个塌陷坑,6月在广西来宾出现4个大坑……这些塌陷坑中,很大一部分都是属于岩溶塌陷。
采空塌陷
对于自然成因的塌陷灾害,我们只能无奈接受,可对于人为成因的塌陷灾害,我们就不得不认真对待了。我国有很多城市起家于矿业资源开发,采矿活动为我国的能源安全和经济建设提供了有力保障,与此同时,看不见的地下威胁——采空塌陷,也在逐步接近。
采空塌陷广泛分布于我国各地的矿山及其周边地区,其中又以煤矿采空塌陷最为交出。据不完全统计,截至2004年12月,采空塌陷造成的损失已经超过500亿元。全国发生采空塌陷灾害的矿业城市近40个,其中严重者有25个,如山西大同、河北开滦、辽宁抚顺、安徽淮南、江苏徐州、黑龙江七台河、河南焦作、山东枣庄等。
采空塌陷危害巨大,由于国家严格规定,市区严禁采矿活动,所以目前采空塌陷主要危害的还是广大的农村。
发生在城市里的采空塌陷大多是多年以前开采活动的“后遗症”,这些采空塌陷常常切断公路、危害房屋建筑、威胁居民的生命财产安全。
陕西省榆林市有着丰富的煤炭和油气资源,据称全市各类矿产潜在价值超过46万亿元,每个榆林人竟坐拥达1300万元的地下财富,因此被誉为“中国科威特”。然而,近年来煤矿开发与城市发展的矛盾日益突出,因为规划中的城市中心城区近一半面积都与矿区重叠,若不开采人们心有不甘;如若开采,则半座城市都将被掏空。
地下空间开发
在城市中,地面以下存在着错综复杂的管线网络,包括输水管道、输电电缆、油气管道甚至还有上世纪六七十年代大量挖掘的防空洞。如今,大规模的地下空间开发,极大增加了地面塌陷发生的概率,主要表现为以下几个方面:
第一,地铁施工。地铁被视为城市现代化、国际化的象征,许多城市不惜成本争相建设。然而,在进行地铁施工时,必然会扰动原有的地下土层,使地下土体形成疏松带、松散区,最终导致地面塌陷。2008年11月15日15时许,杭州风情大道地铁施工工地突然发生大面积地面塌陷,正在路面行驶的汽车陷入深坑,多名施工人员被困地下。事后,人们发现,风情大道路面坍塌75米,下陷15米,17人死亡,4人失踪,24人受伤。事实上,这样的事情并非个案,北京、上海、南京等地都发生过类似事故。
第二,防空洞坍塌。20世纪60年代,在“备战、备荒、为人民”的响亮口号下,我国大中城市普遍开展了群众性的“深挖洞”活动。据统计,全国挖洞的轴长度超过万里长城,挖掘土石方体积超过了长城的土石方总量。仅北京一地,就留下了两万多个大大小小的防空洞。由于缺乏图纸资料,后来的很多居民区都建在了防空洞之上,防空洞的坍塌自然会危及到地表。2010年7月19日凌晨,由于连降暴雨,郑州国棉五厂路南家属院内出现一个直径约10米、深约10米的大坑,并积满雨水,初步勘查就是防空洞塌陷所致。
第三,地下水入渗。大气降水或人工拦蓄积水在渗入地下之后能够降低土体的强度,造成局部塌陷。2005年10月18日晚,北京市地铁10号线惠新东街段工棚前出现渗水现象,第二天凌晨该地段路面就出现了裂缝,并逐渐形成一个深达两米多的空洞。此外,许多长期运行年久失修的地下水管,如果发生了渗漏或者爆裂,水体也能不断渗入土层中,从而造成灾祸。2010年6月25日,武汉解放大道古田二路路口的地下水管爆裂,形成一个10多平方米的大坑,导致正在行驶的一辆农用车和一辆出租车先后掉进坑内。
第四,人工开挖后回填不实。工程建设场地中由于施工后回填不密实,地下松散土体逐渐被流水冲走,也能形成地下空洞甚至地面塌陷。乌鲁木齐市红山东路2008年地下热力管网的建设中,由于回填不实造成1300米路面整体塌陷。
地下水超采
前不久有一篇新闻报道,题为《再这样下去,可要考虑迁都了》。标题看起来耸人听闻,难道我们的首都北京遭遇了什么重大困难?
不错,随着人口不断增长,水资源短缺已经成为制约北京发展的主要因素。中国工程院院士、清华大学钱易教授就曾发出这样的感慨:北京的水资源危机甚至已经到了有必要考虑迁都的程度了。
其实,不仅北京如此,日渐严重的地面沉陷如今已经成 为许多城市的心腹之患。地下水超量开采,重则造成突发性的地面塌陷,轻则形成渐变性的地面沉降,这不但会对地袁建筑物造成直接破坏,还对部分规划新区建设和轨道工程安全运营具有潜在威胁。
我国华北平原人口稠密,经济繁荣,农业发达,本是一片富庶繁华之地,然而现在却有一顶令人惊骇的帽子扣在头上:华北大漏斗!因为这里是世界上超采地下水最严重的地区之一,也是沉陷面积最大的地区之一。如果不加遏制,漏斗区可能会成为未来华北最大的地质威胁。
长江三角洲地区,是我国最早发现地面沉降、地质危害和损失最严重的地区,从1921年明显出现地面沉降以来,上海市区地面累计沉降量已经超过两米,最大年均沉降量达110毫米,最近40多年来,长三角“沉”掉了3000亿财富。
西安,我国地面沉降最严重的城市之一,这里著名的“大雁塔”已经成为中国的“比萨斜塔”,因为有数据显示,地面不均匀沉降居然造成大雁塔倾斜超过了1米。
河北沧州,在20世纪80年代以后就经常出现雨季积水排不出去的问题,原因就在城市地面持续沉陷,形成了大面积的洼地。倘若是在滨海城市,地面沉降还可能会造成海水倒灌现象,甚至使整个城市下沉到海平面以下。
纵观城市发展史,机遇与挑战总是并存,发展与灾祸又总是相伴相随。一句话,城市地面塌陷其实就是城市化进程中的负面效应。
监测与治理
如同地震一样,虽然我们现在还不能准确预报何时何地会发生地面塌陷,但现在的科学技术已经可以有效地减少它们的危害,因为地面塌陷在发生前往往有前兆出现,如井、泉的突然干枯或浑浊翻沙,水位骤降,地面积水或人工蓄水渗漏引起的地面冒气泡或水泡、地面出现环状裂缝并不断扩展,产生局部的地鼓或下沉现象,建筑物作响、倾斜、开裂等。现在,我国已经对地面塌陷多发区开展了定期监测,特别是在煤矿开采区,连续地监测地面和建筑物的变形情况,防忠于未然。
目前,地面塌陷的治理通常采用充填采空区的办法,既可以使用煤矸石充填,也可以通过注浆孔将浆液注入采空区,阻止上覆岩土层进一步塌陷。地表的修复工程,则会根据实际情况的不同区别对待。
虽然预防和治理地面塌陷是一项长期而艰巨的任务,但我们也不能因噎废食,正确的发展途径应该是:在城市合理规划和建设的前提下,适度调节城市化进程,兼顾经济发展与资源环境保护,对地质灾害实施预防和治理双管齐下,预防为主,防治结合,方能保障城市和谐稳定,人民安居乐业,经济持续发展。
责任编辑 赵 菲