2023届高考地理微专题：地面沉降——城市不能承受之痛

提及地表沉降，似乎距离我们很遥远：它很少被新闻报道；中学阶段所涉及的地面沉降地域范围有限；我们对其原因理解不够全面。 今天，一起看看地面沉降的原因、影响、应对措施。 背景 地面沉降，是由于地下支撑物(饱气带中的空气，孔隙承压水)的移动等因素引发地下松散岩层固结压缩并导致一定区域内地面标高损失的地质现象。 地面沉降是世界范围内较为普遍的地质灾害，中国已有超过 50 个地区均发生过不同程度的地面沉降，其中京津冀地区是中国地面沉降灾害发育最严重的地区之一。它具有形成缓慢、持续时间长、影响范围广、成因机制复杂和防治难度大等特点。 2023年5月31日，津南区八里台镇局部地面出现突发沉降现象。天津市委、市政府邀请自然资源部、住房和城乡建设部、应急管理部等部门20多位专家、10余支专业队伍在现场开展监测，专家现场研究工程勘察资料和地区相关地质资料。目前，只有初步判断。 据目前掌握的各种资料，初步判断，这次事件属于突发地质灾害。客观原因是深部地质构造造成，根据国家科研机构通过多种先进手段探测，推断1300米深度以下疑似存在地质空腔，但并非常规的勘察手段能够探测到的。不能排除地热井打井施工触及了深层地质构造，从而导致涉事地区浅层水土流失，出现地面沉降等现象。 5月31日-6月2日，地面沉降初期发展较快，临街高层建筑不同程度受到影响，通过采取注浆等一系列措施，地面和建筑物沉降已明显趋缓。经我们与国家有关部门专家会商认为，目前处于平衡恢复期，还有少量的变化，但总体可控。（光明网 2023.06.08《专家初步判断：津南区八里台镇局部地面沉降属于突发地质灾害》） 天津市地面沉降，最初在1923年发现。经三十多年治理，天津地面沉降得到有效遏制，2012-2015 年，天津市年平均地面沉降量由100mm降为26mm。 天津的近邻河北省自1950年代中期南部平原出现沉降，目前，已形成沧州、衡水、邯郸等10个沉降中心，其中是沧州是河北省沉降最严重、相关研究最多的地区。 地面沉降的原因 1. 发生条件 2. 地面沉降，实质是未曾成岩的地层，由于其密实度小、孔隙度高，孔隙中液体被抽出过程中，岩层被压实、收缩持续的过程。 2. 形成原因分析 通常，我们会把地面沉降和过度开采地下水、矿产资源开采造成地下采空密切相关。事实上，自然因素的影响也不应忽视。 地面沉降的原因可以分为自然原因和人为原因。 自然原因 内力作用：地震、火山、地壳运动等引发； 外力作用：溶蚀、氧化、冻融等引发； 人为原因 开采地下水、矿产资源 建设高层建筑、大型工程 动荷载诱发土体变形 特殊土的压缩变形 软土地基变形有关 3. 自然原因的影响 (1）火山、地震活动地震和火山喷发 都会导致地面沉降，但它们的影响因素不同。地震会导致地面抬升或降低，影响到火山口、岩浆管和火山周围土地的变化。而火山喷发后，岩浆房内产生负压，多数情况下会引起地面沉降(若岩浆补给极为迅速，地壳有时会升高)。地壳活动是导致地面沉降的主要原因之一。地壳运动包括构造运动、火山喷发等，这些都会对地面产生影响。例如，地震会导致地面抬升或降低，这可能会导致火山口、岩浆管和火山周围土地的变化。而火山喷发后，岩浆房内产生负压，多数情况下会引起地面沉降(若岩浆补给极为迅速，地壳有时反而会升高)。 （2）地壳运动 区域构造活动新构造活动是导致京津冀地区构造沉降的基本因素。京津冀地区地面沉降分布具有明显的构造作用，地面沉降区多位于活动断裂交接部位的沉积凹陷地区。地面沉降的发展趋势也和活动断裂的走向具有明显的对应关系，与第四纪沉积凹陷十分吻合。有活动断裂通过的区域，地面沉降剖面线上表现出明显的转折或突变，断裂两侧区域不均匀沉降十分明显。京津冀协同发展区主要断裂分布图 从上图可以看出，京津唐地区分布有断裂，对地面沉降的形成和发展起着重要作用。 基于SBAS和IPTA技术的京津冀地区地面沉降监测 （3）冻融 冻融过程中，土层颗粒大小及含水量可以影响冻胀和融陷，一般土层颗粒愈粗，含水量愈小，土的冻胀和融陷性愈小；反之愈大。相应地，土层承受动荷载的能力发生改变。多年冻土区，地基土体受地表温度的影响，反复冻融。高温季节，地表土体融化，承载力大大降低，上覆荷载影响下， 压缩性变化较大，地基产生融沉；低温季节，冻结状态下，地表土体冻结，排水通道关闭，具有较低的压缩性，故融沉停止。 青藏高原热融湖塘 全球气候变暖的背景下，高原多年冻土的地表年均温上升、活动层厚度增厚、多年冻土厚度变薄、地下冰消融等一系列现象，诱发的热融灾害严重影响高原冻土区的工程建设以及冻土区环境。 （4）溶蚀 溶蚀对地面沉降的影响主要是由于溶蚀作用导致土壤中的孔隙水减少，土壤颗粒之间的摩擦力增大，从而使土壤的压缩性降低，导致地面沉降。 2012年湖南益阳出现近700处岩溶沉降此外，溶蚀作用