彭小云

美國：人工補給地下水效果最好

20世紀初，美國工業(yè)化快速發(fā)展，港口、鐵路、地下工程、摩天大樓如雨后春筍般建起來。再加上人口增長和經(jīng)濟發(fā)展后對地下水開采的增多，美國多地曾出現(xiàn)過地面沉降事件頻發(fā)的時期。不過，隨著美國地質(zhì)勘探立法和技術水平的完善，以及對工程建設之前環(huán)境評估的重視，因施工而引發(fā)的地面沉降已在上世紀后半期得到有效控制。

休斯敦曾是美國地面沉降最嚴重的地區(qū)之一。上世紀初，休斯敦修建了現(xiàn)代化港口，再加上當?shù)厥凸I(yè)蓬勃興起，導致城市人口規(guī)模迅速擴大，地下水長期過度開采。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，1906年至1995年期間，休斯敦附近大約8000平方公里的地表沉降了0.3米左右，這一地區(qū)的地陷形勢和石油以及地下水的開采情況非常吻合。1975年，得克薩斯州議會成立美國第一個地面沉降管理機構——“哈里斯·加爾維斯頓沿岸地面沉降管理區(qū)”，以加強對地下水開采的管理，阻止地面的進一步沉降。這個機構有權拒絕發(fā)放鉆井許可證，促進水資源的保護，并對社區(qū)和學校開展節(jié)水教育和宣傳，推進地區(qū)由開采地下水向充分利用地表水轉(zhuǎn)變。20世紀70年代后期，由于地下水開采量下降，休斯敦航道沿線以及休斯敦東部的地陷都大幅度減少。目前，來自附近河流的地表水已成為供應休斯敦地區(qū)工業(yè)用水的重要來源，地下水水位已開始“止跌回升”。

人工補給地下水目前被認為是防治地面下沉效果最明顯的方法，即借助某些工程設施將地表水自流或用壓力注入地下儲水層以增加地下水的補給量，穩(wěn)定地下水水位。最典型的例子是美國的威明頓油田。該油田1936年投產(chǎn)，開發(fā)后沒有進行早期注水，十幾年后出現(xiàn)地面下沉，致使港口被海水淹沒，鐵道扭曲、斷裂，公路橋梁產(chǎn)生裂縫和錯動，建筑物受損。1959年該地區(qū)進行大規(guī)模注水，到1966年注水出現(xiàn)明顯效果，幾乎整個沉陷區(qū)已被穩(wěn)住并得以回升。

在防治地面沉降方面，美國加州圣克拉拉谷地的成功經(jīng)驗已成為全世界防治地面沉降的經(jīng)典案例。上世紀50年代該地區(qū)在治理地面沉降上獲得突出成績。該區(qū)水資源管理局在當?shù)睾恿魃辖⒘?個蓄水壩以收集雨水，這樣增加了河水對流經(jīng)區(qū)的地下水的補給。同樣的情況還有亞利桑納州中南部，通過引入科羅拉多河的河水，減少了地下水的需求強度，從而緩解了地面沉降。

為防止地面沉降，美國很多有地面沉降可能的土地被規(guī)劃部門劃定為工業(yè)用地。美國規(guī)劃部門認為，農(nóng)業(yè)用地對地下水需求量更大，造成地面沉降的危險也比工程建設更高。而在高層建筑、公路、橋梁、港口、地鐵等大型工程的施工中，許多地面沉降風險恰恰可以借著施工的機會得到控制或排除。佛羅里達州的泥沼區(qū)使用這種方法可以防止有機土進一步分解，減緩有機質(zhì)氧化的速度，使地面發(fā)生沉降的速度降低，地基更加穩(wěn)定。

現(xiàn)在，美國的地面沉降問題已經(jīng)沒那么嚴重了。除了上述治理措施外，美國的城市布局也在一定程度上解決了地面沉降問題。作為一個經(jīng)濟發(fā)達的國家，美國給人的印象是到處都有高可入云的摩天大樓，以及四通八達的地下設施。其實，美國城市中的高層建筑都聚集在城市中心區(qū)，大部分人口則生活在中心區(qū)以外密密麻麻的衛(wèi)星城。這些衛(wèi)星城的建筑最高不過五六層，一般只有兩三層。因此，在美國，只要把城市中心區(qū)建在地質(zhì)條件較好的地區(qū)，因高層建筑而發(fā)生的地面沉降即可避免。由于美國的小城鎮(zhèn)星羅棋布，城市軌道交通基本都在地上運行，只在紐約、洛杉磯這些特大城市的中心區(qū)存在地下鐵路，因此修建地鐵而引發(fā)的地面沉降在美國也不是個大問題。

墨西哥城：啟動市政排水工程

墨西哥城是一座建立在湖床上的城市，湖床土質(zhì)松軟，易發(fā)生壓縮。進入20世紀，墨西哥城的人口迅速膨脹，對水資源的需求量不斷增加。而由于地表水資源極其有限，墨西哥城70%以上的自來水供應依靠地下水的開采。據(jù)統(tǒng)計，墨西哥城每秒鐘要抽取一萬升的地下水來滿足居民的用水需要。過去100年中，墨西哥城大約下陷了9.14米。1951年是其地面沉降最為嚴重的時候，沉降速率達到每年45厘米。

地面沉降使墨西哥城的一些地下排污管道發(fā)生了傾斜變形，污水無法正常排出城市。另外，地面沉降對于城市建筑物、機場、鐵路、高速公路、地下管線、排水溝渠等都造成了影響。

為應對地面沉降造成的危害，當?shù)卣畣恿艘幌盗械呐潘こ探ㄔO，加固中心區(qū)建筑物，疏通地面排污運河。另外，墨西哥城對自來水管道進行了更換，以降低自來水的流失量。未來，政府還會通過雨水儲備、污水回收處理等措施來保護地下水資源，阻止地面沉降的進一步發(fā)展。專家預測，墨西哥城未來地面沉降的面積可以控制在300平方千米范圍以內(nèi)，沉降速率控制在每年5厘米以內(nèi)。

日本：地下水開采受到限制

日本的地面沉降歷史可以追溯到1898年，新瀉平原最先發(fā)現(xiàn)有地面沉降。而后，由于地下水集中開采，東京和大阪也相繼出現(xiàn)地面沉降現(xiàn)象。二戰(zhàn)后，因經(jīng)濟發(fā)展趨緩，地下水開采量減少，地面沉降也隨之緩解。1950年之后，隨著日本經(jīng)濟的復蘇和發(fā)展，地下水開采量迅猛增加，地面沉降急劇發(fā)展。上世紀六七十年代是日本地面沉降最嚴重的時候，沉降速率一度達到每年54厘米，是當時全世界沉降速率最大的地方，部分地區(qū)地面標高低于海平面。

1957年開始，為控制地面沉降，日本在全國推行了地下水開采限制措施，同時還進行了多次地下水回灌試驗。1971年，新瀉縣制定了地下水綜合規(guī)劃對策，進一步限制地下水開采。隨著地下水位的恢復，地面沉降現(xiàn)象開始得到控制。上世紀70年代后期，由于大量抽取融雪用地下水，地面沉降又有加劇的趨勢。1984年，新瀉縣采取緊急應對措施，一方面向民眾宣傳地面沉降知識，實時公布地面沉降的動態(tài)變化，另一方面要求人們節(jié)約用水。這些措施使得當?shù)氐孛娉两登闆r得到緩解。

泰國曼谷：政策法規(guī)“管住”地下水

泰國曼谷位于湄南河三角洲，地勢低洼，平均海拔不足2米。過去四十多年間，曼谷市區(qū)逐步擴張，人口不斷增加。2010年，曼谷城市人口密度達到每平方千米5801人。上世紀70年代，曼谷開始發(fā)現(xiàn)地面沉降現(xiàn)象。1984年是曼谷地面沉降最為嚴重的時期，地下水水位降幅高達65米，曼谷東部地區(qū)的沉降速率一度達到每年12厘米，地面沉降開始成為城市發(fā)展的嚴重威脅。

為控制地面沉降，曼谷政府開始了地面沉降的監(jiān)測，同時出臺了地下水管理政策法規(guī)，措施包括逐步提高地下水價格，使之與地表水價格持平，增加地表水供應，修建污水處理廠等。此后，地下水開采量得到控制，地面沉降速率有所降低，但是由于城市化進程仍在繼續(xù)以及地面沉降本身具有的遲滯性特點，曼谷的地面沉降還會在相當長的一段時間內(nèi)繼續(xù)發(fā)展。目前地面沉降最嚴重的地區(qū)為曼谷南部郊區(qū)，地面沉降速率約為每年2厘米。

地面沉降對于曼谷最大的威脅莫過于增加了洪水的風險，以及海水倒灌。曼谷城區(qū)本身地勢就非常低洼，四十多年的地面沉降已使東部部分地區(qū)地表高度低于海平面1米左右。每當雨季來臨，洪水都必須通過排水管道和排水溝渠來抽取。

（綜合《環(huán)球時報》、《中國國土資源報》、華聲在線網(wǎng)站等媒體資料）