地下水開采對地面塌陷有何影響

■李亮

（廣東省地質局第四地質大隊 廣東 湛江524000）

地下水開采對地面塌陷有何影響

■李亮

（廣東省地質局第四地質大隊 廣東 湛江524000）

經濟的快速發展，對地下水開采逐漸加大，水資源是人們的生活支柱,隨著現代的過度開采,導致地面塌陷事故發生越來越多,地面塌陷是一種嚴重危害人們生命健康的災害,它同時也會導致路上很多建筑物出現危險事故,這些事故發生嚴重影響了整個工業和人們正常生活,在本文中,通過地下水開采對地面坍塌有何影響進行分析,分析出地下水如何導致地面坍塌,并根據地下水和地面坍塌兩者之間的相互矛盾進行解決,保證人與自然的相互和諧,促進人與社會環境共同發展,樹立可持續發展觀。

地下水開采地面坍塌生態環境資源破壞影響

1 引言

地面塌陷事故最主要原因是地下水過度開采導致，因為水是人們生活的必須品，淡水資源含量在我國占有率較低，所以開采地下水是現代生活的重要工程。合理開采地下水可以保護人們日常生活和社會環境，然而人口急劇增加導致水資源不足，導致大量開采地下水。然而過度開發水資源導致嚴重破會生態環境，直接影響到人們正常生活，所以說開采地下水是一把雙刃劍，人們開采地下水要把握好開采尺度，既要保證人們的健康生活，也要保證全球的生活環境，保證人與自然相互和諧發展，本文通過地下水開采對地面坍塌的影響進行分析，根據產生情況進行解決，保證人與自然相互和諧發展。

2 塌陷的含義及其現狀

目前現在的地面坍塌事故大致分為兩種情況，一種為自然力作用導致地面坍塌，另一種為人為損壞導致地面坍塌。通過地面的土層被外力進行壓縮，導致地面與地面之間形成高低面，雖然這個過程相對緩慢，人口數量加大，導致對地下水開采逐漸增多，這樣直接導致地下水的水位下降，現在由地下水導致塌陷也越來越多，這個問題在沿海城市較多，甚至直接影響到城市發展和建設，使其造成城市道路不平、建筑物損壞、海水倒灌、內部管道的損壞、人們生活造成不便等。如圖1為我國主要城市坍塌圖表。

圖1 我國主要城市坍塌圖表

3 開采地下水造成地面塌陷

3.1 地下水的相關分析

水資源是人們的生活支柱，生活用水中地下水占有很大比例，所以說地下水水資源的開采越來越重要。

地下水開采導致地面坍塌影響很大，如何地下水開采是十分重要，在對地下水進行開采過程中需要分析出地下水分布狀況、具體位置、地下水含量等各個因素進行考量，地下水地層分布狀況有兩種，分別為淺層地下水、深層地下水。按照載體特性進行區分也劃分兩種，分別為新生代地層載體、基巖地層載體。按照地下水中地層的厚度進行劃分也分為兩種，分別為含水層和薄含水層。

我國水資源分布狀況在地域上有很大區別，地下水資源分布情況是不均勻，在北方和干旱地區水資源相對匱乏，秦嶺以南地區水資源較多。

3.2 地面塌陷的原因分析

根據地面塌陷原因分為兩種，一種是內在因素、另一種為外在因素。而地下水開采是人為外在因素，地殼運動導致地面壓縮是內因。所以說地下水是導致地面坍塌的基本原因。

3.2.1 地層失水固結化是主要原因

目前開采地下水導致地面坍塌主要原因是地下水開采量較大，兩者開采形成一種漏斗形式，整體地面下降形式和各個含水組的開采量是一致的，在進行地下水開采過程中井周邊的地下水開始下降，在漏斗形狀中降低壓力水層，水層中水難以承載這么大的力量，導致力量傳輸到沙粒中，通過這樣一來，含水層壓力過大，孔隙減少，水被排出來了。

根據上述描述后，含水層與隔水層被壓縮后直接在地表進行反應出來，反應出結果為地表坍塌，大量抽水直接導致內部含水量下降，通過地表內的顆粒進行力量傳輸，破壞了土壤結構，形成坍塌效果。所以說地面坍塌主要在于地下水失水后，導致內部土層失水并固化引起。

3.2.2 粘性土層具有可縮性是內在原因

地表內部進行抽水導致粘土和含水層進行壓縮，但是兩者之間有很大區別，含水層壓縮是有一定限度的，而粘土壓縮量的大小是根據粘土中土質狀況決定，在進行同樣水量抽水試驗上，地面坍塌效果也是會有很大差異性，通過比較得知，粘土土層含水量越大，在施加壓力后失水量也會越來越大，整體土層收縮量也會增加。

3.3 地面塌陷規律

3.3.1 地下水開采與地面塌陷密切的關系

在對地下水進行開采時，地下水必須下降，下降幅度與開采量成一定幅度，如果采取過量水位就會形成降落性水位，每個季度水量開采也會導致地面坍塌，如圖二，某市地下水開采量與水位下降狀況。

圖2 某市地下水開采量與水位下降狀況

3.3.2 地下水位在反復上下變化條件下土層的變形特點

現在某市按照水位下降進行加卸外荷模擬實驗,一旦水位繼續下降,地層出現壓縮狀態,即使水位有短暫的回升,地層還是沒有明顯變化.通過地層反復變化,壓縮次數逐漸增多,壓縮系數也會降低,此時粘性土壤狀態接近彈性形態,由此得出結論,水位經過反復變化,粘性土壤狀態跟彈性形態相似,一旦過度開采地下水,導致土壤會坍塌,坍塌后很難在進行修復。

4 解決地下水開采與地面塌陷

這對目前過度開采水資源導致地面坍塌需進行治理，治理需堅持可持續發展原則，制定長期有效整治措施，如下三種方法可有效治理地面坍塌。

4.1 對地下水開采進行合理限制

地下水資源是不可再生資源，在進行開采過程中要提前進行規劃，并對水資源進行管理，并做好海邊平原地下水的調查，并結合當地的地面塌陷狀況，分析出是否開采地下水的可行性，并劃分地下水開采區和禁采區，在對地下水開采過程中嚴格管控，對于一些工廠可利用地表水代替地下水，并借助一些高精密儀器作為輔助冷源，減少地下水開采，并將水資源一水多用。

4.2 人工回灌地下水

對于正在開采或者已經開采完的工程需加強管理，并對地表坍塌嚴重應該立即停水，并需人工把水灌回地下，恢復地表內部水位，減少并控制地表坍塌，灌水分為兩種，分別為夏灌和冬灌。首先先確認灌水的水質是否符合國家標準，不可將有污染的水灌回地下，其次建立完善的回灌制度。確?；毓嗨|可以滿足人們生活需要，人工將水資源進行回灌是一種簡單方法，可以有效防止地面坍塌事故的發生，所以需要開展有目的、科學、快速的回灌。

4.3 加強地面塌陷預測預警系統的研究

現在水資源的大量使用，導致生態環境破壞，所以需要以人為本，堅持可持續發展道路進行管理，建立完善水資源網絡機制，實時監控水資源動態，提高時效性，并根據地面坍塌狀況進行制定方案和處理辦法。對于地面坍塌和地下水大量開采進行深入研究，并結合當地的人文環境、國家法律法規和發展要求進行開采，建立合理完善的地面坍塌預測報警裝置，為城市化建設可持續發展戰略，保證生態環境的穩定發展。

5 結論

需要建立一個可持續發展型社會，該社會秉持著民主、和平、互助、誠信、有愛、人與自然和諧相處。根據我國現在國情發展，必須以人為本，同時保證生態環境穩定發展。

根據上文所述，本文根據水資源過量開采和地面坍塌進行講述，并分析地下水如何造成地面坍塌，近幾年雖然坍塌現象發生逐漸增多,給人們的生活和財產帶來嚴重的危害,所以針對開采地下水資源需合理慎重,水資源開采是一把雙刃劍,既要保證人們日常需求,也要保護生態環境。在解決地面坍塌問題需按照當代科技進行，采取科學有效措施，實現我國快速發展，提高本國經濟實力。

[1]冉興龍，非固結儲水系統形變的體積互換機理及意義 [J]，大地測量與地球動力學，2004，24（4）：102-106；

[2]張勇，趙云云援基坑降水引起地面沉降的實時預測 [J]，巖土力學，2008，29(6): 1593耀1596援

[3]張宏仁等編譯.地下水水力學的發展 [M].北京:地質出版社,1992(第16頁).

P[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-337-2