杭嘉湖平原地面沉降和地下水开采问题探究

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1、杭嘉湖平原地面沉降和地下水开采问题探究　　摘要：对杭嘉湖平原近40年来地下水资源利用情况与地面沉降的数据进行比较，分析该地区地面沉降的主要成因并对该地区地面沉降的规律进行总结，同时提出防治措施和建议。关键词：地面沉降地下水开采市政建设杭嘉湖平原中图分类号：TU99文献标识码：A文章编号：1引言我国由抽取地下水引起的地质沉降主要出现在上海、江苏、北京、浙江、河北等17个主要省市及我国东、中部地区。沉降总面积超过5×104km2[3]。自改革开放以来，由于杭嘉湖地区的地表水和浅层承压地下水污染严重，深层地下水资源过度开发，造成严重的地面沉降和承压水资源衰竭，

2、引发了一系列地质和环境问题。本文就该地区地质沉降与地下水开采问题、防止危害加剧进行了重点论述及研究。2杭嘉湖地区地质概况杭嘉湖平原位于浙江省北部，属长江三角洲，地势低平，平均海拔3米左右。地面形成东、南高起而向西、北降低的以太湖为中心的浅碟形洼地。平原上水网稠密，河网密度平均12.77km／km2，为中国之冠。平原表层沉积物以细颗粒泥沙（细粉沙、粘土）为主，属河流湖泊堆积物，其南缘属潮滩相沉积物，土质粗而疏松，地面缺少湖泊、水系变稀，地形相对高亢。平原内这种地面高程、沉积物质地和水文状况的差异，对农业生产、水利设施及工程建设等方面有深刻影响。2.1地质环

3、境杭嘉湖平原前四系由震旦系到白垩系皆有分布，第四系厚度为100～300m，自南向北东方向变厚，构成自下而上的冲积至冲湖积为主的韵律层，底部和边缘多为洪基等堆积物。90m以下为陆相沉积，90m以上是更新统和全新统，30m以上为高压缩的软性粘土和中低压缩性的硬粘性土类相互构成多层结构，整体工程地质条件不良。2.2地下水分布杭嘉湖平原孔隙承压水分为3个含水组，2～7个含水层[5]。含水层组主要由冲积相粉细砂、中粗砂、砂砾石等组成。第1含水组顶板埋深24～96m，厚1～34m，单井涌水量100～1000m3/d；第2含水组顶板埋深59～149m，厚度2～64m，

4、单井涌水量200～3000m3/d；第3含水组顶板埋深140～218m，厚7～111m，单井涌水量1000～5000m3/d。2.3地面沉降状况7杭嘉湖地区是浙江省最早开采深层地下水的地区，开采历史已超过90年，是全省地下水开发利用程度最高的地区，约占总开采量的50%以上。该地区地下水开采主要经历1954～1975年、1976～1988和1989年以后三个阶段。第一阶段开采量小，增长较慢，年增长率为2.35%；第二阶段为快速增长阶段，年增长率在13.4%，开采范围扩大；第三阶段为控制增长阶段，增速有所回落，年增长率约3%。目前年开采量为1.3亿立方米左右

5、[6]。该地区地面沉降始于1964年前后，1964～1973年为缓慢沉降期，中心平均沉降速率7.9mm/a，累计沉降79mm；l974～l983年为显著沉降期，中心平均沉降速率22.5mm/a中心累计沉降量303.9mm；1984年后发展为急剧沉降阶段l984～l990年中心沉降速率41.9mm/a中心累计沉降量达597.2mm；1991年至今沉降中心沉降速率趋于减缓,但沉降漏斗及主要沉降区继续向外围扩展。l99l年至200l年沉降中心平均沉降速率22mm/a，2001年度减9mm。3地面沉降与地下水开采的关系引起地面沉降的原因包括：新构造运动，海平面上

6、升，欠固结土的自然固结，以及地下流体运动引起土层压缩等。杭嘉湖平原地面沉降主要由于过度开采地下水引起。3.1地面沉降的数据分析整个杭嘉湖地区水准点校测工作，从20世纪70年代以来一直进行至今，一般为四年左右观测一次。表1给出该地区部分水准点的测量成果表，表2是对表1的统计计算。7表1杭嘉湖地区部分水准点校测成果表单位/米表2水准点沉降量计算由表1和表2可以看出，杭嘉湖地区的地面沉降情况相当严重，1973～1995年间，水准点下降明显，部分超过30cm；1995～1999年间，水准点下沉成为普遍现象，；2000年以后地面沉降速度明显趋缓。3.2地下水开采数

7、据分析观察发现，地下水开采的季节性变化会引起地下水位出现季节性变动。如夏季地下水开采高峰期，地下水位较低，冬季开采量减少，水位较高。因此，有理由认为，地下水位的变化可以反映地下水开采量的状况。杭嘉湖平原嘉兴城区自1964年前后出现地面沉降后，随着地下水开采水位的下降，沉降速率也在增加。具体可见表3所示。表3嘉兴城区漏斗中心平均水位统计表从地下水位变化来看，1974年以来，地下水平均水位下降明显，地面沉降速率随之增加，1989年前后平均水位达到最低值，1990年后开始减缓。3.3对比分析7结合表2和表3可以发现，地下水位的变化与地面沉降有着明显的对应关系。

8、地下水位下降显著的年份，沉降速率处于高的水平；地下水位上升后，沉降速率又得已迅速