朱德河，任仰慶，王蘭英

（1.菏澤市測繪研究院，山東菏澤274000；2.菏澤市建設(shè)工程勘察院，山東菏澤274000）

魯西南菏澤區(qū)域地面沉降防治措施

朱德河1，任仰慶2，王蘭英1

（1.菏澤市測繪研究院，山東菏澤274000；2.菏澤市建設(shè)工程勘察院，山東菏澤274000）

根據(jù)國家地面沉降防治規(guī)劃，我國將實(shí)施地面沉降調(diào)查、地面沉降監(jiān)測、地下水控采與超采地區(qū)治理、地面沉降防治技術(shù)創(chuàng)新等四大工程。分析了山東菏澤市地形、地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地下水位的變化情況，提出了因地下水位下降引起的地面沉降的防治措施：禁止大量開采地下水、引水入坑塘、工程蓄水。

魯西南；菏澤市；地面沉降；地下水位；引水入坑塘；工程蓄水

0　引言

2012年2月20日，國務(wù)院審批同意《全國地面沉降防治規(guī)劃（2011～2020年）》，要求將長江三角洲地區(qū)、華北地區(qū)、汾渭盆地作為主要目標(biāo)區(qū)，實(shí)施地面沉降調(diào)查、地面沉降監(jiān)測、地下水控采與超采治理、地面沉降防治技術(shù)創(chuàng)新4大工程，全面推進(jìn)重點(diǎn)地區(qū)地面沉降防治工作，最大限度地減少地面沉降災(zāi)害對經(jīng)濟(jì)社會(huì)造成的損失［1］。此舉意味著在全國范圍內(nèi)防止地面沉降已被提上議事日程，生態(tài)文明建設(shè)，已經(jīng)迫在眉睫。

這里所說的地面沉降指的不是地球地殼自然運(yùn)動(dòng)引起的現(xiàn)象，而是由于自然因素或人類工程活動(dòng)引發(fā)的地下松散巖層固結(jié)壓縮并導(dǎo)致一定區(qū)域范圍內(nèi)地面高程降低的地質(zhì)現(xiàn)象。其特點(diǎn)是，形成時(shí)間長、影響范圍廣、防治難度大、難以恢復(fù)。地面沉降會(huì)造成建筑物地基下沉、建筑物開裂、地下管道破損、洪澇及風(fēng)暴潮災(zāi)害加劇等問題，會(huì)影響我國區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。目前，我國遭受地面沉降災(zāi)害的城市超過50個(gè)［2］。其中，地面沉降主要有3大重點(diǎn)片區(qū)，分別為長江三角洲地區(qū)、華北平原、汾渭盆地。國土資源部表示，為應(yīng)對日趨嚴(yán)重的地面沉降災(zāi)害，我國將實(shí)施地面沉降調(diào)查、地面沉降監(jiān)測、地下水控采與超采地區(qū)治理、地面沉降防治技術(shù)創(chuàng)新等4大工程。此外，專家建議，在松軟地區(qū)應(yīng)限制大型建筑的建造，以減少地底層的壓力。

山東省有關(guān)水準(zhǔn)測量資料表明，魯西南菏澤區(qū)域地面有不同程度的下沉，沉降量為15～25 cm［3］。地面沉降的原因主要有抽汲地下水（包括鹵水、地下熱水）、采掘固體礦產(chǎn)、開采石油天然氣、地面堆積物（建筑物）等原因。筆者根據(jù)從事勘察、測繪工作的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合菏澤區(qū)域自然、人文條件，探討了抑制該區(qū)地面沉降的方法。

1　菏澤市地形、地貌及地質(zhì)構(gòu)造

1.1地形、地貌

菏澤市位于山東省西南部，地處黃河下游，華北平原南端，黃河沖洪積扇的前部。由于黃河泥沙的不斷淤積，使河床加高，河身高于兩岸，構(gòu)成扇形的脊柱。黃河的歷次泛濫和改道，都依附并加深這一扇形形態(tài)的存在和發(fā)展。

縱橫于菏澤境內(nèi)的黃河歷次變遷都為菏澤本區(qū)域的地貌形態(tài)，尤其是微地貌構(gòu)成起主要作用。黃河變遷的結(jié)果構(gòu)成菏澤區(qū)域內(nèi)向東緩傾的地貌，形成一系列帶狀分布、高洼相間的微地貌景觀。

1.2地質(zhì)構(gòu)造

菏澤地區(qū)地層為第四系全新統(tǒng)沖積層，間夾湖泊、沼澤沉積，以粉土、粉質(zhì)黏土和粉沙為主，局部夾淤泥質(zhì)層組成。淤泥質(zhì)為水流淤積至沼澤化的產(chǎn)物，層底深度為37～46m。菏澤地區(qū)的地層分布趨勢說明黃河泛濫沖積對其生成起著主動(dòng)作用。全新統(tǒng)分散的鈣質(zhì)含量較高，富集構(gòu)成鈣質(zhì)結(jié)構(gòu)或鈣質(zhì)團(tuán)塊（姜石）。微體生物化石豐富，主要有介型類、軟藻類、腹足類等。孢子組合植物類主要有喬木、灌木、草本植物等，標(biāo)志著全新統(tǒng)的氣候?yàn)闇嘏瘽駶櫟臍夂颦h(huán)境。

1.3新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

菏澤區(qū)域的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與魯西南地區(qū)的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為一致性，呈現(xiàn)繼承性的沉積。有巨野縣古塔下兩層、巨野縣古碑基、魚臺(tái)縣舊縣城被埋3～4m，魚臺(tái)牌坊被埋1m多等佐證處。在菏澤市區(qū)老城等地城市建設(shè)進(jìn)行巖土工程勘察過程中，發(fā)現(xiàn)6～7.5m的圖層，含有大量磚塊瓦片、陶片及人和動(dòng)物骨片等。這些文化層的現(xiàn)象說明，菏澤區(qū)域沉積與周圍地區(qū)同步，充分說明新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在本區(qū)域仍在繼續(xù)中。

1.4水文地質(zhì)條件

菏澤地處黃河沖積扇前緣，京杭運(yùn)河以西區(qū)域內(nèi)地下水運(yùn)移滯緩。區(qū)域內(nèi)有巨厚的第四系——新第三系松散巖類堆積物，地下水主要賦存于第三系上部及第四系的含水沙層孔隙中。受地質(zhì)構(gòu)造、古氣候、古地理及沉積環(huán)境的影響，含水層的分布、埋藏、水化學(xué)成分及水力性質(zhì)比較復(fù)雜。根據(jù)含水層的分布、水化學(xué)特征及地下水力性質(zhì)，可將區(qū)域內(nèi)有研究意義的松散巖類孔隙水分為淺層潛水孔隙淡水（淺層地下水）和深層承壓孔隙淡水（深層地下水）兩種類型。

淺層地下水是指儲(chǔ)存在地表淺部含水沙層中的地下水，水體的厚度受其界面起伏變化的控制，一般在地表下20～66m。由于黃河沖積改道，沙層的分布具有多層性，各層被黏土和淤泥質(zhì)隔開。故下部含水層具微承壓性。各黏土層在水平分布上的不連續(xù)使上、下含水層存在著不同程度的溝通，其地下水運(yùn)動(dòng)特征和動(dòng)態(tài)變化與上部的潛水基本一致，可視為統(tǒng)一含水巖組。含水層巖性以粉沙為主，細(xì)、中沙次之，沙層分布不均，顯示出富水性各有差異。

深層地下水主要賦存在中下更新統(tǒng)和新第三系上部的松散堆積孔隙中，含水層的厚度、埋藏及分布受第三紀(jì)末的平緩微傾斜臺(tái)階式古地形所控制，頂界面埋藏在150～300m，其底界面埋藏在450m以下。

2　菏澤市地下水位變化

菏澤區(qū)域?qū)贉嘏瘞Т箨憵夂?，年均降水量約為650mm，且多集中在7～9月份，致使這段時(shí)間易形成內(nèi)澇。菏澤水源有地表水、地下水和客源水（黃河水）。新中國成立前，受生產(chǎn)力的限制，人們抵御洪澇和干旱自然災(zāi)害的能力較低，人類活動(dòng)對地下水位的影響相對弱小。這一時(shí)期，菏澤區(qū)域地下水位較淺，明顯表現(xiàn)為，區(qū)域內(nèi)鹽堿地面積大，飲用水井深度一般為4～7m。

新中國成立后，菏澤區(qū)域水利工程建設(shè)全面展開，主要包括：抗旱防洪水利工程、引用黃河水灌溉工程、城市工業(yè)及民用開采地下水等。這些工程的建設(shè)使得區(qū)域內(nèi)降水形不成內(nèi)澇，干旱農(nóng)田能取水灌溉，確保農(nóng)作物豐收。在抗旱工程中，主要是機(jī)械打井（井深一般都在60多m，人稱為機(jī)井）和新建引黃送水干渠，再以引黃干渠為骨干，修挖灌溉溝渠。

1958年，水利部批準(zhǔn)修建的太行堤水庫是一座以灌溉為主，兼?zhèn)錅罘篮楣δ艿拇笮推皆畮?。水庫建成蓄水后，由于水庫滲漏，致使庫區(qū)下游周圍地下水位大幅升高，土地大面積沼澤化和次生鹽漬化。1962年水庫停蓄還耕，部分移民返庫區(qū)定居。這一時(shí)期的地下水位，局部有上升。區(qū)域內(nèi)的其他地方地下水位的變化不大。

1978年改革開放以來，工農(nóng)業(yè)迅猛發(fā)展，伴隨著用水量不斷增大。菏澤區(qū)域內(nèi)，大量的機(jī)井遍布農(nóng)田。農(nóng)村實(shí)現(xiàn)了一戶一井。區(qū)域內(nèi)的城鎮(zhèn)居民用水全部是地下水，水井深度在300m以下。大部分工廠企業(yè)自備深水井（大多在500m以下），采用地下水。大量采用地下水，致使地下水位下降，具體表現(xiàn)為：區(qū)域內(nèi)鹽堿漬化退去，變?yōu)榭筛N農(nóng)田；在干旱天氣，農(nóng)村家用水井不能正常出水，致使家用水井深度不斷加大。1998年，菏澤城區(qū)周圍，形成明顯漏斗區(qū)域，地面有一定程度下沉。

3　菏澤市針對地面沉降采取的措施

根據(jù)菏澤區(qū)域地質(zhì)情況，抑制沉降采用提高地下水位的方法是可行的。提升地下水位需采用綜合長期治理的辦法。該方法雖然短期內(nèi)不易實(shí)現(xiàn)，困難大，但是長期堅(jiān)持，就能達(dá)到目的。具體措施是，禁止開采地下水，規(guī)劃利用好自然降水和引用黃河水。

3.1禁止大量開采地下水

自2004年以來，菏澤市政府出臺(tái)措施，對深度開采地下水的單位企業(yè)自備井采取關(guān)、停、封。相關(guān)部門修建平原水庫，引用儲(chǔ)備黃河水，以供工業(yè)用水。如，菏澤發(fā)電廠、華潤發(fā)電廠分別有專用的平原水庫。2008年以來，菏澤市城區(qū)居民所用自來水已改為引用黃河水，自來水公司同時(shí)關(guān)閉水井。深度開采地下水有一定程度遏制。今后要徹底杜絕深度開采地下水，還有一定難度，主要是已經(jīng)投入使用的深水井隱蔽性大，受利益驅(qū)使，查封難。

3.2引水入坑塘

如果把自然降水和引的黃河水滯留下來，使其滲入地下，就可以提高地下水位。在魯西南區(qū)域內(nèi)的村莊，村村有坑塘，由于缺少合理規(guī)劃，承包土地條塊分割，沒有完善的管理措施，雨水不能匯集到坑塘中。在進(jìn)行農(nóng)村地籍測量調(diào)查中了解到，即使較大的降雨過程，也很難在村內(nèi)看到雨水坑滿壕平的現(xiàn)象。魯西南有句諺語“三天一小旱，五天一大旱”，就是指雨季雨水徑流而去，不能滲入地下。若通過一定措施，使一定量的雨水集中到坑塘中滯留，能起到補(bǔ)充地下水的作用。

菏澤區(qū)域引用黃河水也是大量的通過河道流入微山湖。魯西南春季干旱，引用的黃河水除灌溉外，如果能夠引入每個(gè)村內(nèi)的坑塘，就能把水蓄起來。目前，農(nóng)村不會(huì)自己去引水入坑塘，仍需政府行為。

3.3工程蓄水［4］

工程蓄水就是通過水利工程把引用的黃河水儲(chǔ)存起來，滲入地下和供人們利用。這里所指的水利工程就是改造河道，把河建成帶狀湖。即，現(xiàn)有河道的兩邊河堤不動(dòng)，開挖河灘，使河床斷面面積增大，斷面由V型變?yōu)閁型，并根據(jù)河道縱斷趨勢，修建梯級節(jié)制閘，控制水流，形成河道帶狀水庫。這樣，使得河道性質(zhì)發(fā)生改變，既能泄洪，又能蓄水，再實(shí)施現(xiàn)代化的管理，適時(shí)調(diào)節(jié)泄洪與蓄水的矛盾。如能實(shí)施這一工程，要比平原修建小型水庫有利。

4　結(jié)語

縱觀魯西南菏澤區(qū)域，黃河是地上懸河，自黃河起，地勢西高東低。如果科技人員通過現(xiàn)代測繪技術(shù)手段，建立數(shù)字地面高程模型（DEM），以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行科學(xué)調(diào)查研究，系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，將黃河水引出大堤，進(jìn)入引黃河道，形成自流形式，再充分利用地勢、現(xiàn)有河道、坑塘，使雨水、黃河水能夠滯留、蓄滲，擴(kuò)大水面面積，給環(huán)境帶來有利影響。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，菏澤區(qū)域有大小坑塘13 996個(gè)，若每個(gè)坑塘都能蓄滿水，河道成為帶狀湖，魯西南菏澤區(qū)域必將是一幅生態(tài)文明的壯麗畫卷，也能夠提高地下水位，在一定程度上抑制地面下沉。

［1］百度百科.2011～2020年全國地面沉降防治規(guī)劃［EB／OL］.（2012－02－20）http：／／baike.baidu.com／link？url＝M 9hyi n9hgXNC3qxZr2jROw t6zqilsrUzw0lMPx29QonmKR 7v NVR 54vu5ss6nR iPTcnfm98＿6f9BUgfCkOBdXVq

［2］王錦生，焦德生.中國水文志［M］.北京：水利水電出版社，1997：892－960.

［3］曹連芳.菏澤地區(qū)水利志［M］.南京：河海大學(xué)出版社，1994：368－410.

［4］沈振中.水工程概論［M］.北京：水利水電出版社，2011：301－360.

[責(zé)任編輯楊明慶]

U416

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1008-486X（2016）02-0032-03

2016-03-01

朱德河（1965-），男，山東曹縣人，高級工程師，主要從事測量信息化研究工作。