古時候,杞國有一個人總是擔心天會塌下來、地會陷下去,并為此食不甘味夜不安席。后來,人們就用“杞人憂天”這個成語來形容和嘲笑那些沒事找事、庸人自擾的人。
然而,在如今這樣一個高度發達的現代社會里,人們竟然又開始擔憂這樣的事情了。雖然我們不必擔心天會塌下來,但不得不密切關注腳下的土地,因為近年來一樁樁駭人聽聞的地陷事件接連不斷,不斷地給我們敲響警鐘。
更可怕的是,這樣的事情還常常發生在高樓林立、人口稠密的大都市里,因此一旦災害發生,不僅造成的損失非常嚴重,而且會引發恐慌。在城市化的高速進程中,我們是不是真的要面對一種可怕的塌陷危機?又是哪些原因造成了危機?
巖溶塌陷
巖溶塌陷是石灰巖、大理巖等碳酸鹽類巖石長期在含有=氧化碳的水的作用下形成空洞并在地表發生坍塌的一種地質現象。
我國是世界上巖溶發育最強烈的國家之一,可溶巖分布面積達356萬平方千米,占全部國土面積的三分之一還多。在已經發生過巖溶塌陷的24個省(自治區、直轄市)中,共有30多個大中城市、420多個縣市處于高風險區,其主要集中在西南地區,僅廣西、云南、貴州、四川和重慶這5個西部省(區),已經發生的巖溶塌陷就占到全國的78%,其次為河北、山東、遼寧等省份。
巖溶塌陷的形成雖然多由于自然因素,但人類活動通常是災害發生的誘因。有數據顯示,在已經發生的巖溶塌陷災害中,約70%為人類活動誘發,主要表現為抽排地下水、攔蓄地表水、鐵路工程施工等,所以這種災害往往發生在人類活動強、人口密度大的城市、礦山或交通干線上。像1993年廣西柳州地區黎湛線鐵路的巖溶塌陷竟造成了車輛顛覆的嚴重后果。
此外,當有洪水等重大自然災害發生時,巖溶塌陷發生的概率會大大增加。今年入夏以來,我國不少地區多次出現大范圍強降雨天氣,數個省區持續暴雨,局部地區還出現了突破歷史同期極值的強降雨。與此同時,地質災害數量猛增。根據國土資源部消息,今年1-6月,全國地質災害的發生數量與去年同期相比,增幅為932.4%,幾近10倍。除了大量的崩塌、滑坡、泥石流等地質災害之外,更多的就是不斷出現的地面塌陷,比如今年4月在四川宜賓先后出現28個塌陷坑,6月在廣西來賓出現4個大坑……這些塌陷坑中,很大一部分都是屬于巖溶塌陷。
采空塌陷
對于自然成因的塌陷災害,我們只能無奈接受,可對于人為成因的塌陷災害,我們就不得不認真對待了。我國有很多城市起家于礦業資源開發,采礦活動為我國的能源安全和經濟建設提供了有力保障,與此同時,看不見的地下威脅——采空塌陷,也在逐步接近。
采空塌陷廣泛分布于我國各地的礦山及其周邊地區,其中又以煤礦采空塌陷最為交出。據不完全統計,截至2004年12月,采空塌陷造成的損失已經超過500億元。全國發生采空塌陷災害的礦業城市近40個,其中嚴重者有25個,如山西大同、河北開灤、遼寧撫順、安徽淮南、江蘇徐州、黑龍江七臺河、河南焦作、山東棗莊等。
采空塌陷危害巨大,由于國家嚴格規定,市區嚴禁采礦活動,所以目前采空塌陷主要危害的還是廣大的農村。
發生在城市里的采空塌陷大多是多年以前開采活動的“后遺癥”,這些采空塌陷常常切斷公路、危害房屋建筑、威脅居民的生命財產安全。
陜西省榆林市有著豐富的煤炭和油氣資源,據稱全市各類礦產潛在價值超過46萬億元,每個榆林人竟坐擁達1300萬元的地下財富,因此被譽為“中國科威特”。然而,近年來煤礦開發與城市發展的矛盾日益突出,因為規劃中的城市中心城區近一半面積都與礦區重疊,若不開采人們心有不甘;如若開采,則半座城市都將被掏空。
地下空間開發
在城市中,地面以下存在著錯綜復雜的管線網絡,包括輸水管道、輸電電纜、油氣管道甚至還有上世紀六七十年代大量挖掘的防空洞。如今,大規模的地下空間開發,極大增加了地面塌陷發生的概率,主要表現為以下幾個方面:
第一,地鐵施工。地鐵被視為城市現代化、國際化的象征,許多城市不惜成本爭相建設。然而,在進行地鐵施工時,必然會擾動原有的地下土層,使地下土體形成疏松帶、松散區,最終導致地面塌陷。2008年11月15日15時許,杭州風情大道地鐵施工工地突然發生大面積地面塌陷,正在路面行駛的汽車陷入深坑,多名施工人員被困地下。事后,人們發現,風情大道路面坍塌75米,下陷15米,17人死亡,4人失蹤,24人受傷。事實上,這樣的事情并非個案,北京、上海、南京等地都發生過類似事故。
第二,防空洞坍塌。20世紀60年代,在“備戰、備荒、為人民”的響亮口號下,我國大中城市普遍開展了群眾性的“深挖洞”活動。據統計,全國挖洞的軸長度超過萬里長城,挖掘土石方體積超過了長城的土石方總量。僅北京一地,就留下了兩萬多個大大小小的防空洞。由于缺乏圖紙資料,后來的很多居民區都建在了防空洞之上,防空洞的坍塌自然會危及到地表。2010年7月19日凌晨,由于連降暴雨,鄭州國棉五廠路南家屬院內出現一個直徑約10米、深約10米的大坑,并積滿雨水,初步勘查就是防空洞塌陷所致。
第三,地下水入滲。大氣降水或人工攔蓄積水在滲入地下之后能夠降低土體的強度,造成局部塌陷。2005年10月18日晚,北京市地鐵10號線惠新東街段工棚前出現滲水現象,第二天凌晨該地段路面就出現了裂縫,并逐漸形成一個深達兩米多的空洞。此外,許多長期運行年久失修的地下水管,如果發生了滲漏或者爆裂,水體也能不斷滲入土層中,從而造成災禍。2010年6月25日,武漢解放大道古田二路路口的地下水管爆裂,形成一個10多平方米的大坑,導致正在行駛的一輛農用車和一輛出租車先后掉進坑內。
第四,人工開挖后回填不實。工程建設場地中由于施工后回填不密實,地下松散土體逐漸被流水沖走,也能形成地下空洞甚至地面塌陷。烏魯木齊市紅山東路2008年地下熱力管網的建設中,由于回填不實造成1300米路面整體塌陷。
地下水超采
前不久有一篇新聞報道,題為《再這樣下去,可要考慮遷都了》。標題看起來聳人聽聞,難道我們的首都北京遭遇了什么重大困難?
不錯,隨著人口不斷增長,水資源短缺已經成為制約北京發展的主要因素。中國工程院院士、清華大學錢易教授就曾發出這樣的感慨:北京的水資源危機甚至已經到了有必要考慮遷都的程度了。
其實,不僅北京如此,日漸嚴重的地面沉陷如今已經成為許多城市的心腹之患。地下水超量開采,重則造成突發性的地面塌陷,輕則形成漸變性的地面沉降,這不但會對地袁建筑物造成直接破壞,還對部分規劃新區建設和軌道工程安全運營具有潛在威脅。
我國華北平原人口稠密,經濟繁榮,農業發達,本是一片富庶繁華之地,然而現在卻有一頂令人驚駭的帽子扣在頭上:華北大漏斗!因為這里是世界上超采地下水最嚴重的地區之一,也是沉陷面積最大的地區之一。如果不加遏制,漏斗區可能會成為未來華北最大的地質威脅。
長江三角洲地區,是我國最早發現地面沉降、地質危害和損失最嚴重的地區,從1921年明顯出現地面沉降以來,上海市區地面累計沉降量已經超過兩米,最大年均沉降量達110毫米,最近40多年來,長三角“沉”掉了3000億財富。
西安,我國地面沉降最嚴重的城市之一,這里著名的“大雁塔”已經成為中國的“比薩斜塔”,因為有數據顯示,地面不均勻沉降居然造成大雁塔傾斜超過了1米。
河北滄州,在20世紀80年代以后就經常出現雨季積水排不出去的問題,原因就在城市地面持續沉陷,形成了大面積的洼地。倘若是在濱海城市,地面沉降還可能會造成海水倒灌現象,甚至使整個城市下沉到海平面以下。
縱觀城市發展史,機遇與挑戰總是并存,發展與災禍又總是相伴相隨。一句話,城市地面塌陷其實就是城市化進程中的負面效應。
監測與治理
如同地震一樣,雖然我們現在還不能準確預報何時何地會發生地面塌陷,但現在的科學技術已經可以有效地減少它們的危害,因為地面塌陷在發生前往往有前兆出現,如井、泉的突然干枯或渾濁翻沙,水位驟降,地面積水或人工蓄水滲漏引起的地面冒氣泡或水泡、地面出現環狀裂縫并不斷擴展,產生局部的地鼓或下沉現象,建筑物作響、傾斜、開裂等?,F在,我國已經對地面塌陷多發區開展了定期監測,特別是在煤礦開采區,連續地監測地面和建筑物的變形情況,防忠于未然。
目前,地面塌陷的治理通常采用充填采空區的辦法,既可以使用煤矸石充填,也可以通過注漿孔將漿液注入采空區,阻止上覆巖土層進一步塌陷。地表的修復工程,則會根據實際情況的不同區別對待。
雖然預防和治理地面塌陷是一項長期而艱巨的任務,但我們也不能因噎廢食,正確的發展途徑應該是:在城市合理規劃和建設的前提下,適度調節城市化進程,兼顧經濟發展與資源環境保護,對地質災害實施預防和治理雙管齊下,預防為主,防治結合,方能保障城市和諧穩定,人民安居樂業,經濟持續發展。
責任編輯 趙 菲