超采地下水：地面沉降罪魁禍首？
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超采地下水：
地面沉降罪魁禍首？
新聞眼
專家稱北京局地地面沉降加劇
首都師范大學副教授陳蜜等學者日前在國際期刊《遙感科學》上發文指出，過度開采地下水，導致北京部分地區地面沉降日益加劇，其中最大的沉降點位于北京東部地區，2003～2011年這一地區的沉降速率超過了10厘米/年。
專家指出，京津冀平原地區地表沉降呈現3地沉降漏斗連接成片的趨勢，可能會對區域內建筑物安全、地下管網安全、高速鐵路等交通設施安全運營等造成影響，也會加劇城市內澇。那么，地面沉降的主要原因是什么？會帶來怎樣的危害？本期應知進行解讀。
地面沉降主要原因有哪些？
據2012年2月20日獲得國務院批復的《2011-2020年全國地面沉降防治規劃》權威發布，中國發生地面沉降災害的城市超過50個，全國累計地面沉降量超過200毫米的地區達到7.9萬平方公里。我國地面沉降較為嚴重的區域主要有三大片區：長江三角洲地區、華北地區，以及陜西和山西的汾渭地區。
地面沉降，是自然因素和人為因素綜合作用下形成的地面標高損失。在《地質災害防治條例》中，被定義為“緩變性地質災害”，因其反應滯后，且進程緩慢，以毫米為單位計算的沉降率，人們不易察覺，具有形成時間長、影響范圍廣、防治難度大、不易恢復等特點。其中，自然因素包括構造下沉、地震、火山活動、氣候變化、地應力變化及土體自然固結等。人為因素主要包括開發利用地下流體資源（地下水、石油、天然氣等）、開采固體礦產、巖溶塌陷、軟土地區與工程建設有關的固結沉降等。具體原因如下：
第一是開發利用地下流體資源。由于抽取地下水，在許多國家和地區產生了地面沉降。20世紀20年代，我國上海、天津在市區集中開采地下水的地區發生地面沉降。華北平原地下水降落漏斗和地面沉降已經引起廣泛關注。
第二是巖溶塌陷。中國是世界上巖溶最多的國家之一。隨著巖溶地區國民經濟的飛速發展，巖溶區土地資源、水資源和礦產資源開發不斷增強，由此引發的巖溶塌陷問題日益突出，已成為巖溶地區主要地質災害問題。
第三是開采固體礦產。礦山塌陷多分布在礦山的采空區，以采煤塌陷最為突出。中國有約20個省區發生采空塌陷，以黑龍江、山西、安徽、山東、河南等省最為嚴重。
第四是工程環境效應。密集高層建筑群等工程環境效應是近年來新的沉降制約因素，在地區城市化進程中不斷顯露，在部分地區的大規模城市改造建設中地面沉降效應明顯。
地下水超采嚴重易形成“漏斗區”
專家指出，影響我國部分地區地面沉降的因素很多，其中地下水超采是最主要原因，所起作用在許多地區甚至達到了90%。如由于過量開采地下水，北京、上海、天津等許多大、中城市都出現了地面沉降。
根據水利部今年3月22日公布的數據，目前全國地下水超采區達30萬平方公里，超采量約170億立方米，主要集中在北方地區。公開資料也顯示，華北很多城市的地下水開采量已占總供水量的70%以上。華北平原深層地下水已形成了跨冀、京、津、魯的區域地下水降落漏斗，形成了滄州、衡水等13個沉降中心，甚至有近7萬平方公里面積的地下水位低于海平面。
以河北省為例，上世紀80年代以來，水資源短缺的陰影一直籠罩著這個省。河北省人均水資源不足300立方米，僅為全國平均水平1/7。截至2013年年底，河北累計超采地下水1500億立方米左右，面積達6.7萬平方公里，均占全國的1/3。地下水水位不斷下降，全省形成7個較大地下水漏斗區。
據中國地質調查局公布的數據顯示，自1959年以來，華北平原地面累積沉降超過200毫米的區域達6萬多平方公里，超過華北平原總面積14萬平方公里的40%。其中，天津地區的沉降中心最大累計沉降量一度高達3.25米。長江三角洲地區最近30多年累計沉降超過200毫米的面積近1萬平方公里，占區域總面積的1/3。上海市、江蘇省的蘇錫常3市沉降中心區的最大累計沉降量分別達到了2.63米、2.80米，并出現了地裂縫災害。
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地下水超采還會造成哪些影響？
地下水超采除了會形成地下水漏斗區，可能造成地面沉降外，還會引起其他一些環境影響。
造成局部地區水資源衰減并伴隨地下水污染。由于過量開采地下水導致巖溶塌陷，破壞上覆第四系隔水層，地表污水及劣質潛水通過塌陷段滲入。同時，水位降低和地下水漏斗的擴展，則增加了地下水接受補給的范圍，以至于超出水源地保護區范圍，實際就是擴大了受污染面積。
對于沿海地區，造成海水入侵，地下淡水鹽堿化。在沿海地區超采地下水會破壞地下淡水與海水的壓力平衡，使海水內侵，造成機井報廢，人畜飲水困難，土壤鹽堿化，地下水質惡化等。
在巖溶區，過量開采地下水會造成地表塌陷。地表塌陷又會引起房屋開裂倒塌，地下管道彎裂，中斷交通與電力供應等一系列災難。
改變自然景觀。北京地區多處歷史名泉已因地下水位嚴重下降而枯竭。新疆吐魯番地區的沙漠中有600萬畝綠洲，其中有百萬畝良田，因過量開采地下水，已使良田周圍靠地下水涵養的草場出現枯死現象。
他山之石
地下水超采引起地面沉降不是我國才有的現象，美國、日本等國家也是地面沉降高危區。
美國的圣克拉拉山谷地區有成功制止沉降的經驗，在上世紀50年代已就治理沉降取得了良好的成效。這一地區采納了含水層存儲和恢復技術（ASR），并修筑蓄水壩收集雨水。
日本治理地面下沉的歷史有30多年，主要通過立法的手段限制對地下水過度開采。早于1956年和1962年，日本分別實施了《工業用水法》和《建筑用地下水關聯法》，之后地面下沉速度趨于緩和。
對策建議
科學開采利用
綜合治理防范
遏制地下水過度開采的主要途徑是科學評價地下水含水系統的可開采量及其承載能力，并合理確定開采井和開采量的時空分布，通過法律、行政及經濟等手段，對地下水的開發利用進行科學管理，以實現地下水資源的可持續利用。
首先是科學開采利用。建立完備的應急預案、水質監測、預警監控體系和嚴格的監管制度，為科學管理提供依據。進一步完善地下水動態監測網絡和地面沉降的檢測，改進監測手段，如實現CPS監測與分層監測標組監測自動化，提高監測成果的時效性和服務水平。
綜合考慮地下水資源的恢復、補給能力，將地下水開采管理劃分為禁采區、限采區和控采區或不同的保護區，進行分區開采。制定符合地方實際情況的地下水管理條例，加強地下水資源保護。建立統一的地下水資源管理機構，實行規劃開發，統一合理調度。充分利用雨水資源、加強水循環利用等方法，減少對地下水的開采，改善水文地質環境。
其次是采取綜合措施治理。實施地下水超采綜合治理，要緊緊扭住關鍵點和著力點，重點在“節、引、蓄、調、管”五個方面下工夫。
大力發展節水灌溉，施節水優先戰略，積極推廣節水新技術，提高節水灌溉的科技含量。引用外地水，用外調水逐步替代本地區地下水灌溉等。加快實施蓄水工程，構建布局合理、蓄泄兼備、引排得當、豐枯調劑、循環通暢的水網體系。著力調整種植結構，堅持因地制宜、因水制宜，宜林則林、宜果則果、宜糧則糧，探索走出一條節水壓采穩糧的農業種植結構調整之路。從嚴管控取用地下水，在地下水禁采區，除應急供水外一律不得新打機井，在地下水限采區，除更新生活用水機井外不得新打機井，對非法取用地下水的行為要嚴厲打擊。
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