地面沉降防治规划 江苏省苏州无锡常州地面沉降防治纪实

12月初，在温暖的冬日阳光下，人们三三两两地在苏州黄带镇一个村庄的池塘边悠闲地钓鱼。面对这种情况，与记者同行的江苏省地质勘查院高级工程师吴建强非常高兴——这里，原来是地面沉降严重的地段。

“10多年前，它沉得很厉害，河水与河岸基本持平，房子几乎被淹。有些家庭在房子里放预制板以防万一。我现在感觉不是很重。”一位村民回忆了这里的变化。

地处长江三角洲冲积平原的苏锡常地区，自上个世纪以来，长期过度开采地下水已逐渐引发地面沉降地质灾害。到20世纪末，地面沉降已经成为该地区非常严重的环境地质问题。根据上世纪末的一项监测数据，严重地面沉降地区的地表在五年内下降了500多毫米。按照这个速度，平均海拔3米左右的苏锡常地区，几年后可能会沉入海平面以下。

苏总是匆匆忙忙的！时间不等人。此后，苏州、无锡、常州等地开始了长达15年的地面沉降治理。由江苏省地质勘查院提出，上海市地质勘查院和浙江省地质环境监测院联合申报，长江三角洲地面沉降防治关键技术研究与应用获2013年一等奖。

“病理”分析:过度开采地下水导致地面沉降

1995年的一天，江苏省测绘院接到苏南某镇的举报——该地区新建的别墅无故开裂。排除工程质量问题的可能性后，问题指向“地下”。

专家赶到现场。

“我们采用点面结合的方法进行探测，在点上钻孔，利用地表地震波探测不同深度松散层下基岩的形状和状况，从而调查地下水的赋存环境和分布情况。”江苏大地测量研究所专家介绍。

通过对比研究，项目组得出结论:过度开采地下水造成地面不均匀沉降，导致房屋出现裂缝。在调查过程中，项目组还发现了一些异常现象，如许多村民家中的井和管道相对抬升，房屋地基下降，桥网空下降，河水水位相对上升等。这些现象让当地人误以为水位在上升。其实这些都是地面沉降的表现。

为此，医院以专题报告的形式向江苏省政府报告了灾情，并提出了防治区域性地面沉降的建议。

针对地面沉降严重的现实，2000年8月26日，江苏省第九届人民代表大会常务委员会第十八次会议通过了《关于在苏锡常地区限期禁止开采深层地下水，合理利用浅层地下水的决定》。根据该决定，2005年12月31日前，苏锡常地区将全面禁止开采深层地下水。

这是苏锡常地区被称为地面沉降控制的里程碑事件。长期以来，为了控制地面沉降，国内外普遍采用减少开采量、回灌、调整开采层位等方法。苏锡常“禁采”开创了控制地面沉降的独特方式。为了实现地面沉降的“刹车”，前所未有的科学管理实践对区域地质环境产生了积极而深远的影响。此后，持续多年的地下水开采被完全禁止。同时，为了保证全省生产用水，江苏投入大量资金进行地表水配套改造。

数据显示，禁采地下水后，苏锡常地下水资源得到不同程度的恢复，地下水位持续上升，区域水位漏斗面积以每年10%的速度逐渐减少。目前40米水位漏斗面积约1036平方公里，仅为禁采初期的1/4。

“脉诊”损伤:监测网络提供24小时安全的计算机断层扫描图像

乘坐京沪高速铁路的人会注意到地面沉降的小砖塔——GPS监测点，它们在驶往长三角地区时，不断出现在铁路沿线。通过这些监测点，将24小时监测数据及时传输到监测中心，供科研人员对地面沉降进行评估。基于对苏锡常地区地面沉降机理的新认识，江苏省大地测量研究所设计了该监测网。

“通过研究发现，含水砂层中也存在塑性变形和蠕变。一般来说，含水砂层的压缩变形被认为是弹性的，即停泵后土层会回弹，但实际研究表明，含水砂层具有明显的非线性变形特征，呈现弹塑性-弹塑性变形规律，甚至蠕变。”江苏省大地测量研究所的专家说。

“就像医生观察了解病人的病情一样，地面沉降的防治也要时刻了解发展趋势。”从事地面沉降控制研究十多年的吴建强做了一个形象比喻。

自2003年起，江苏省大地测量研究所开始在苏锡常地区部署长期监测，但监测首先遇到技术困难。

“调查发现，有些地方一年下沉10厘米左右，但有些地方一年只下沉3毫米到5毫米。如果采用人工水准测量，苏锡常地区的地面沉降面积超过6000平方公里，需要非常大的人工成本投入，精度高，保障困难。”面对这个障碍，项目组集思广益，对症下药，找到了建筑行业广泛使用的GPS定位技术。基于这种技术，大规模监控是可能的。

2003年至2005年，国土资源部和江苏省人民政府开展的江苏省大地测量监测研究所进一步建设和完善苏锡常地面沉降监测网络，并将其延伸至长江以北的扬州、泰州、南通地区。

目前，长江三角洲全方位地面沉降监测网已全面建成，覆盖江南北部约3万平方公里，形成67个国家一级GPS监测点、1个GPS固定站和苏锡常地面沉降监测中心。同时，建成了5个地面沉降自动监测站和1个地裂缝三维变形自动监测站，充分实现了自动数据采集、有线或无线数据传输、自动数据处理和分析计算等功能，为地面沉降预测研究从定性走向定量奠定了良好基础

据业内人士称，即使在发达国家，这种监控也很少。

处方:风险管理为决策者提供规避风险的参考

无锡西北部一个村庄的村民最近正忙着搬到别处的新家。因为，他们原来的村子位于容易发生地面沉降引起地裂缝的地区。

根据江苏省土地调查研究所的研究报告，地面沉降对经济和社会的影响一般可分为两类:一类是显性的，即直接造成经济损失，这种影响是明显的；另一种是隐性的，因为地面沉降逐渐降低了施工环境和生态环境的整体质量，不自觉地导致了一系列地质环境质量的恶化。

与房屋裂缝等明显的损失相比，我们应该更加警惕隐藏的影响。就像慢性病不能马上治愈一样，需要医生时不时的会诊，在不同的时间给不同的人开不同的处方，这就是所谓的“地面沉降风险管理”。

目前，长江三角洲地面沉降研究已进入风险评估和管理阶段。自2006年以来，江苏省土地调查研究所承担了苏锡常地区地面沉降监测与风险管理项目，这是中国地质调查局部署的长江三角洲地面沉降防治工作的第三阶段。江苏省大地测量研究所创造性地开展了地面沉降风险“识别-评估-处置”的系统研究，提出了“水土”一体化管理和动态规划建议。

“我们制定了地面沉降动态风险评估方法，即建立地面沉降风险评估管理模型，实现灾害最小化和经济社会效益最大化的控制目标，综合考虑效益、成本和风险，为决策者制定相关防治措施提供综合支持。”江苏省土地调查研究所的专家解释说:“地面沉降风险评估管理模型是一种综合考虑地下水开采与地面沉降的相关性以及社会经济因素，并对未来进行预测的评估模型。根据收集到的数据和当地经济社会发展指标，对地面沉降风险进行评估，为政府决策提供参考，政府部门可以据此调整建设投资和城市布局。如定量分析京沪高速铁路沿线的地面沉降，预测未来5-10年的发展趋势，尤其是差异沉降，可为设计部门选择高速铁路轨道提供科学依据。”

地面沉降风险评估的结果是划分不同级别的风险区域，如轻度、低度、中度和高度，以帮助地方政府做出更准确的判断。比如危险区域的居民区是否应该搬迁，或者哪些区域适合建设。

上述村庄的调查结果表明，它们处于高风险区，需要搬迁。在提交给当地政府的评估报告中，还指出了适合集中居住的区域。江苏省大地测量研究所提交的类似报告很多。如为京沪高速铁路和苏通大桥建设提供地质安全论证，为当地城镇规划和选址提供决策依据。此外，地面沉降的调查和监测包括在江苏城市地质调查和沿海地质调查中。

为了让管理人员有更直观的认知，江苏省大地测量研究所还进行了一次3D模拟的模拟演练。“比如通过监测了解地下水的分布范围，分析地下水的可采资源量，进行数值模拟、预测预警、动画演示等。，方便管理层了解。”吴建强说。

用心的人会得到回报。据悉，通过地面沉降综合防治，苏南85%的平原地区得到有效控制，仍有沉降发生的面积约1200平方公里，比10年前减少70%。地面沉降速率也从高峰期的每年100毫米下降到每年不到10毫米，苏锡常地区正步入微沉降时代。与地面沉降减缓速度一致，地裂缝灾害活动也得到不同程度的缓解。由江苏省地质勘查院提出，上海市地质勘查院和浙江省地质环境监测院联合申报，长江三角洲地面沉降防治关键技术研究与应用获2013年一等奖。

于是，这片土地上人类的美好蓝图也展现出来了。现在，它标志着中国第一个以现代化为主题的区域规划——“苏南现代化示范区规划”正在这里实施，苏州、无锡、常州成为示范区的中心区域。

然而，我们不应该忘记过去，向未来学习。在苏锡常未来发展的光明前景中，过去的历史教训应该像警钟一样敲响...