地下水开采与土层压缩性对地面沉降的联合控制——以太原市为例

地下水开采与土层压缩性

对地面沉降的联合控制

——以太原市为例

郭清海王焰新马腾马瑞

（中国地质大学环境学院，湖北武汉４３００７４）

摘要：地下水与地质环境内诸多地质灾害的发生密切相关，探讨地下水、地质环境、地质灾害成因之间的关系对预防和控制地质灾害具有重要的理论与实际意义。本文以太原市地面沉降为例，分析了地下水因素与地质环境因素对地质灾害的影响，其中重点讨论了地下水开采与土层压缩性对地面沉降的控制。太原市地面沉降始见于２０世纪６０年代，至８０年代沉降加剧，目前总沉降面积为５４８ｋｍ２，最大沉降量达２９６０ｍｍ，已严重影响该地区的经济建设发展。为制定研究区地面沉降的有效治理措施，本文对沉降产生的成因作了详细的分析，结果表明：地下水开采是区内产生地面沉降的外在诱发因素，而地质环境（土层的空间分布）则是研究区地面沉降形成与发展的内在控制因素。利用灰色关联分析方法研究了土层的整体压缩性与地下水开采对地面沉降的影响的相对重要性，结果表明：与地下水开采相比，土层整体压缩性的差异对地面沉降量的影响更加显著。这样，为控制太原市地面沉降，应首先根据土层分布特征及其整体压缩性对研究区进行区划，然后在此基础上有区别地压缩调配各分区的地下水开采量，以实现使地下水位回升，并缩减地面沉降量的目的。

关键词：地下水开采土层压缩性地质灾害地面沉降太原市

研究表明，发生于地质环境的诸多地质灾害，如地面沉

降、滑坡、泥石流、岩溶塌陷、水库诱发地震、矿坑突水等

均与地下水的作用密切相关（Ｗａｎｇ，１９９７；杨裕云，２００４）。

在地质灾害的预防和控制领域，研究地下水、地质环境、地

质灾害成因之间的关系具有重要意义。本次研究拟以太原市

地面沉降为例，阐述地下水与地质环境对地质灾害形成的影

响。地面沉降又称为地面下沉或地陷，它是在天然因素或人

类工程经济活动影响下，由于地下松散地层固结压缩，导致

地壳表面标高降低的一种局部下降运动。１８９１年，墨西哥

城首次发现了地面沉降，其后，地面沉降日益成为全球性的、

威胁人类生存环境的重大环境地质问题。目前，全球已有

５０多个国家和地区发生了不同程度的地面沉降（冉兴龙，

２００２）。我国已有４５个城市和地区出现了严重的地面沉降

（ＨｕＰｆａ』．，２００４），本文的研究区太原市即是其中之一。

１研究区地面沉降概况

太原市地面沉降属于典型的断陷盆地型地面沉降。至

２００２年，市内最大沉降量为２９６０ｍｍ，最大年均沉降速率

（１９５６－２０００）则高达６３・５７ｍｍ／ａ，严重沉降区包括武家庄、

图１太原市沉降中心分布概图

地下水开采与土层压缩性对地面沉降的联合控制——以太原市为例

作者：郭清海， 王焰新， 马腾， 马瑞

作者单位：中国地质大学环境学院,湖北,武汉,430074

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