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全国7.9万平方公里地面下沉,损失5700亿元!有啥补救办法吗?

  
你见过地面下沉吗?有人说不就是地裂开几个口子,能有多可怕?
然而你知道吗?如果再下沉2米,上海就真的要“下海”了。
全国7.9万平方公里地面下沉,损失5700亿元!有啥补救办法吗?(图1)
相比于地震的突然性,地面的下沉悄无声息且连续不断。在人们不经意间,地表产生的变化或许已不可逆转。
顾名思义,地面下沉就是一片地区的土地出现了沉降,所以这一现象还有另外一个更直观的名字——地陷。
在地质领域的定义中,地面下沉属于缓变性灾害。其沉降的速度是毫米级的,人们平时很难观察到这种变化,持续时间相对较长,影响的范围通常也很大。
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一旦某地出现下沉,造成的后果将不可逆转,地面上的各种建筑物由此也会收到影响。
那么,我国有哪些地区存在地面下沉的情况?是什么引起地面下沉的?又有哪些措施可以缓解地面下沉呢?
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从整体来看,国内自上世纪20年代,就出现了地面下沉的现象。最先发生的地方是上海和天津市区,之所以下沉的现象会率先出现在这两个地方,下文解释原因的时候再讲。
经过半个世纪的发展,到上世纪70年代,华东地区的平原,主要围绕长江三角洲一带的城市,都先后出现了地面下沉的迹象。
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此外,以天津市为中心的冀东平原地区,地面下沉的趋势也越发明显。此后,下沉的地区围绕这两个地区,开始逐步向四周地区扩散。
到了80年代,除了华东和华北两个地区,汾河-渭河流域的城市群,也出现了地面下沉。东北地区的松嫩平原,华南地区的珠江三角洲以及江汉平原,也先后出现了地面下沉的情况。
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根据国土部门的调查,截止到2012时,国内地面下沉涉及到的城市在50个以上,围绕这些城市而形成的下沉地区,其下沉度超过了20厘米,下沉涉及到的总面积超过了7.9万平方公里。
首当其冲带来的是各种经济损失。损失最大的是上海,直接造成的损失为145亿元,间接损失超过了2700亿元。华北地区的直接损失超过了400亿元,间接损失更是将近3000亿元。
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具体到不同的城市,地面下沉带来的各种危害也有所差异。
先来说损失最大的上海。下沉的持续时间持续了半个多世纪,累计下沉的幅度达到了29厘米。
进入21世纪以来,上海最严重的地面下沉事件,是青年会大楼,在此前一年时间里曾下沉了6厘米。
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除了这栋大楼外,位于浦东茂兴路的一片区域,曾在一个月的时间里发生三次地陷事故。而上海最为知名的地区陆家嘴,此前一年内的下沉也达到了3厘米。
过去20年,上海全市下沉超过5厘米的区域为162平方公里,涉及到中心城区和郊区多个地方。
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上海恒丰路上发生过的一次地面下沉
而如果将时间线拉长,从上世纪20年代算起,上海整个地区的地面下沉了2米以上,整体下沉的情况是越往东靠海的地区,下沉越厉害。
也就是说,整个上海市等于是在向海里下沉,再叠加全球变暖导致的海平面上升不利影响,再过20多年,上海整体的地面高度,将会逐步低于海平面的高度。
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假如未来上海的地面再下沉2米多,整个上海地区就彻底沉入海底了。
上海在向海里下沉,北京的地面同样也在下沉。根据相关部门的持续监测,北京主要下沉的地区有5个。八里庄到大郊亭一带,沙河到八仙庄,来广营一带,顺义平各庄一带,大兴的榆垡等区域。
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2013年,北京大郊亭一带发生的地面沉降
监测的数据显示,这些地区最大的下沉已经超过了72厘米。未来下沉的趋势还将延续,一些严重的地区,年下沉将超过2厘米。
其实,华北地区下沉最严重是,是与北京相邻的天津。从上世纪50年代末开始,天津整个地区的下沉趋势加快,涉及的区域面积超过了1万平方公里。
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今年6月,天津津南区的地面沉降,导致地上建筑物地基开裂
截至到20世纪末,累计下沉将近4米,期间下沉最严重的一年,下沉了80厘米。按照这种下降趋势,流经天津的海河未来将会倒流,海水会倒灌进沿河内陆,河道两岸的区域将会逐步沼泽化。
北方另一个下沉比较严重的城市是西安,市内的地标建筑大雁塔,多年来下沉达到了119厘米,另一个古建筑钟楼下沉了39厘米。整个西安地区,经过半个多世纪的下沉,沉降面积已接近160平方公里。
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其中一个原因,就是地上的建筑物太高太沉。为什么我国地面下沉的地区率先出现在上海和天津,正是因为这两个城市相比其他地方先有了高楼大厦。
上海在上世纪60年代之前,地面的高层建筑就超过了40栋。到了80年代,新增加的高层建筑超过了650栋。
从90年代开始,高层建筑增加的速度加快,一度超过了2000栋,其中超过100米的建筑也超过了100栋。而截止到目前,上海百米以上的高楼,已经超过8000栋了。
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上海的摩天大楼,对地面是不可承受的重压
像在高楼林立的陆家嘴,每年地面下沉至少为1.5厘米。高大而沉重的建筑,给地面造成了持续性的载荷,这便是引起地面沉降的主要原因。
而从持续监测的情况看,高层建筑的重压,在下沉原因中占比30%,另外70%的原因,是地下水的过度开采。
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像上海和天津这种大城市,人口不断膨胀,就会导致地下水被过度开采。上海整个地下水位,多年来一直在持续下降。地下水都抽取,水位下降后,就会随之引发地面的整体下降。
而从整个来看,我国超650个城市,有400多个城市,其饮水和工业用水等,主要是依靠开采地下水。
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上世纪70年代,国内地下水的年开采量为570亿立方米。到了80年代,这一规模增加到了750亿。此后因为人口增长以及工业活动加剧,年开采量在2009年时就突破了1000亿立方米。
这其中,有多达300个城市的地下水,长期以来都超量开采了。华北地区地面下沉为何很严重,一个主要的原因就是,这一地区地表河流少于其他地方,为了吃水,只能拼命开采地下水。在华北的很多地方,地下水的供应,占总供水的70%以上。
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华北地区的地面下沉,以及地下水过度开采后形成的漏斗区域
过度开采,会让地下形成漏斗区域。统计显示,全国地下沉降形成的漏斗区域已经达到100多个。
其中,华北地区涉及京津冀鲁的一些地下漏斗区域,已经成了网状规模,接近7万平方公里的地下水位,已经比海平面还要低了。
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要限制地面持续下沉,最显著的办法便是避免地下水过度开采。上海因为地面下沉最早,所以也最早开启了限制开采地下水的措施。
除了限制开采地下水外,上海采取的另一项措施是向地下灌水。随着地下水位的缓慢上升,整个地层的弹性也会逐渐恢复,下沉的趋势就会得到有效遏制。
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根据此前的持续监测显示,由于采取了一系列措施,上海每年地面下沉逐步控制在了1厘米以内。
另一个下沉厉害的城市天津,多年来也在采取多种措施。但由于整个华北地区普遍缺水,天津除了限制开采地下水外,多年来国家层面也采取了一系列的由南向北的引水工程,以便系统的解决这一地区的缺水问题。
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而在江苏省,针对长江三角洲一带的地面下沉现象,很早就采取了地下水限期禁采的措施。如此一来,苏州和无锡等地的地面下沉,每年也都控制在了1厘米以内。
从自然的因素来看,地面沉降的趋势也存在,我国目前很多地区,都受到了第四纪新构造运动的影响,很多地方都处在整体下降的过程。
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但是,自然因素导致的沉降趋势是缓慢的,在整个沉降量中,自然因素的占比只有3%。
所以从这个角度来看,人为因素导致的地面沉降,加速了地面下沉的趋势。遏制住人为的因素,在自然沉降层面,地面下沉带给社会的危害就会大大降低。
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除了我国,世界上的很多地区,也都遭受着地面下沉的影响。比如在印尼的雅加达,每年的地面下沉可以达到17厘米。由于雅加达位于海边,地面下沉带来的直接影响,跟我国上海一样也是海平面的上升。
位于北美的墨西哥,全城50%的用水都是抽取地下水,过度的开采使得整个城市,每年都会下降30厘米。
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墨西哥城的一些地方,每年下沉达到30厘米以上
如果不采取措施,按照墨西哥城现在开采地下水的速度,最多50年,这一地区的地下水就枯竭了。到那个时候,整个墨西哥城应该就凹陷下去了。
类似的问题,此前也威胁着东京。但东京早早就采取了措施,地面每年下沉的速度,也控制在了1厘米以内。
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我国的上海,通过向地下补水逐步遏制了下沉,这一举措国外的一些地区也在推行。
在美国切萨皮克湾的一些下沉地区,人们决定将工业废水处理后,再重新打入地下,以期能降低下沉的趋势。根据此前的规划,每天的补水量,最高将能达到91000立方米。
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就整个地球来看,或许地面下沉是一个不可逆的趋势,但其持续的时间比人类现在的文明阶段还要长。
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对人类来说,应该是让这一趋势尽量减缓,而不是由于人为活动的因素让其加速。现在我们采取的任何举措,都是在为后人争取时间。


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