彭小云
“奪命陷阱”和城市“變矮”是我國“地陷”的兩種主要表現形式。前者多處于人口密集的城市,稍有不慎即釀成重大突發事件;后者潛移默化,嚴重者導致海水倒灌形成“水城”。中國工程院院士呼吁,謹防地面沉降與塌陷的復合災害。
近日,家住長沙市香樟路民政學院的周女士從電視里得知哈爾濱在短短20天時間里,連發9起路面塌陷事故造成2死2傷、2車墜坑時,仍心有余悸。她告訴記者,“差不多在同時間段里,今年8月,在離家不到300米的女子監獄附近的香樟路段發生了小面積地面塌陷,而這條路是每天上班的必經之路。”
近年來,大城市頻頻出現馬路上的“奪命陷阱”。而采礦區驚現“大坑”或整體從山梁墜入因“地陷”形成的“山谷”中,甚至一個城市隨著時光推移在不經意間變“矮”了,據專家保守估計,因城市地面沉降,全國每年要損失10億元以上。諸如此類,更讓人步步驚心。
在我國,“地陷”主要有地面塌陷和地面沉降兩種表現形式。中國工程院院士盧耀如接受媒體采訪時解釋說,地面塌陷屬于急劇性地災,一般是單一的塌陷坑,直徑為幾米至幾十米,大的塌陷坑直徑也可達幾百米。地面沉降屬于緩變性地災,是指大面積、地帶性或區域性的地面發生沉降的現象,年沉降率一般是毫米級的。盧耀如呼吁,要謹防地面沉降與塌陷的復合災害。
“奪命塌陷”規模小危害大
“親,珍惜你在哈爾濱的每一個朋友吧,因為他們可能走著走著就……消失了……”
這段網友的戲謔之詞,前段時間在網上流傳甚廣,是因為8月9日到8月29日,在短短20天的時間里,哈爾濱市連發9起路面塌陷事故,造成2死2傷,2車墜坑。其中,8月9日至17日短短8天的時間里,就發生了7次路面塌陷事件。
在北京,今年4月1日發生的一起“走路死”事件也令人震驚。一行人在二環路附近的人行步道上突遇路面坍塌,墜入熱力管線泄漏所形成的熱水坑中,全身99%燙傷,最終不治身亡。
類似“走路死”、“開車死”事件,之前也在武漢、上海、長沙、大連、柳州、浙江等地相繼發生。人們不禁要問,路面塌陷為什么會發生?為何城市路面塌陷事件越來越頻繁?
地面塌陷是指地表巖、土體在自然或人為因素作用下向下陷落,并在地面形成塌陷坑的一種動力地質現象。它具有隱伏性、突發性、群發性、多因性等特點。
“一些發生在城市中的塌陷規模雖然很小,但主要集中在公路一帶,城市人口又比較密集,造成的危害就很大,成為城市地質災害,往往成為影響城市生活的重大突發事件。” 北京市地質調查研究院工程師白凌燕分析說。
一直致力于研究城市地面塌陷的北京市地質調查研究院呂金波博士表示,造成這些塌陷的原因很多,大體可分為自然作用、人為作用、人為誘發自然作用3種原因。 “自然作用主要與地質條件、當時的天氣狀況相關;人為作用主要是施工中,地基處理沒有做好,造成淺表和局部的塌陷;人為誘發自然作用主要指人類工程破壞了巖土的自然平衡,出現塌陷。”
曾專程赴長沙、浙江等地調查城市地面塌陷的中國地質調查局專家發現,實地勘測的8處地面塌陷,都有工程活動等人為因素的影響。他們認為地質因素是基礎,而“工程因素”與極端氣象一道,并列為誘發“地陷”的兩大外部原因。
這些直接原因背后折射出更深層的問題和矛盾。地陷頻頻發生,對城市管理者來說,首先是城市建設管理水平的低下。有評論分析說,城市地下空間管理存在“九龍治水”的問題,缺乏合理科學設計和布局,經常是今天挖下水管道,明天鋪裝光纖電纜,后天電線入地。“地下很忙,地陷發生也成為必然。”
工程質量問題也是“地陷”出現的關鍵因素,而工程質量不達標又深層次的凸顯出城市建設監管的滯后和消極。
“地陷”事故問責機制的不健全也是悲劇再三發生的深層次原因,記者調查了解到,許多地方在事故發生后,往往會采取匆匆處理現場的做法,很少能徹底調查事故發生的根源,從而制定出系統科學的解決方案。如果始終沒有人為“走路死”負責,那么城市“奪命陷阱”將會繼續出現。
沉降“變矮”成“水城”?
我國一些城市正逐年變矮。在科學上,城市變矮亦稱地面沉降。
國土資源部地質環境司副司長陶慶法介紹說,目前在我國20余個省份中超過50個城市發生了不同程度的地面沉降,累計沉降量超過200毫米的總面積超過7.9萬平方公里。主要在中東部地區,尤以長江三角洲地區、華北平原和汾渭盆地這三個區域為重災區。”
由于地面沉降的反應滯后,且進程緩慢,以毫米為單位計算的沉降率,人們不易察覺。上世紀20年代,上海是我國最早發現地面沉降跡象的城市。據統計,現在上海市區地面累計沉降量超過2米,歷史上最大年均沉降量曾達到110毫米。陶慶法說,“盡管這樣,人們仍然不會有明顯的感受,只有看到不斷升高的抽水井井臺時,大家才能明白地面矮下去了。”
地面沉降給城市建筑物、地下管道造成嚴重破壞。哈爾濱市一家工廠先是辦公樓東側出現地面下沉,東側一邊的樓房有了裂縫,之后西面出現地面沉降,西部的樓房也開始下沉,而樓房中間依舊。從遠處看,整幢大樓就像一只鳥的雙翼被人打斷,耷拉著。
著名的河北省滄州市人民醫院病房變噴泉的故事,大家可能還記憶猶新。這家醫院里有一座美麗的噴泉花園,原來卻是婦產科病房的一棟三層樓。由于地面沉降,三層樓逐漸變成了兩層樓,本來的一樓成了地下室。2009年,因樓體沉降,這棟樓不得不拆除重建,并在原址上建起了噴泉。
更直接的影響就是經濟損失。根據中國地質調查局等部門評估,幾十年來,長三角地區因地面沉降造成的經濟損失共計3150億元。其中上海地區最嚴重,直接經濟損失為145億元,間接經濟損失為2754億元。
盧耀如院士則認為危害遠遠不止這些。他把塌陷和沉降做了個對比,“地面塌陷由于影響范圍小,相對還是可以進行治理的。但大面積的地面沉降是難以治理和恢復的,而且危害性很大。如意大利威尼斯,就是由于地面沉降導致城市街道被海水淹沒而成為水城。目前,這座城市年沉降量仍達十幾毫米以上,十萬根樁基仍然不能制止沉降,以至于2011年初,威尼斯還舉行了‘城市葬禮。”
雖然某些天然因素可以造成地面沉降,但地面沉降的主要原因還是人為的:地下水、石油、天然氣、地熱等資源的過度開采;城市建筑;重大工程造成地基土體發生緩慢變形……目前,我國以及世界上主要沉降區的資料都證實,過量開采地下水是造成地面沉降的主要原因。
地下水與地面沉降有何關系,有專家作了如下解釋:當水處于地下狀態時,水與地層之間產生一種承壓作用。也就是說,一汪水可以撐起一片土地。當含水層的水被大量抽走后,必然引起土層內部應力的重新調整,從而導致地面沉降。
這是地質上一種十分奇特的現象。
幾乎每一塊土地的下面都賦存地下水。地下水、地表水與大地形成一個均衡的整體。地下水的過量抽取打破了這種均衡,大地被縮水后,地面沉降就發生了。
近30年來,隨著中國城市化、工業化進程的高速發展,地表水的污染日益嚴重,人們的生產、生活越來越多地依賴地下水。水利部2011年的數據顯示,全國地下水超采區域300多個,面積達19萬平方公里,嚴重超采面積達7.2萬平方公里。
不合理開采地下水,使得國內沉降中心個別點的最大累計沉降量不斷升高。沿海地區的大連、秦皇島等城市地下水水位的下降,引起海水入侵,導致地下水水質惡化,其中山東、遼東半島海水入侵更加嚴重。
謹防塌陷與沉降的復合災害
嚴格控制地下水開采總量,顯而易見是預防地面沉降問題的關鍵。那具有隨機、隱伏、突發特點的地面塌陷就防不勝防嗎?
“從目前的技術手段來看,地面塌陷根本不是不治之癥。問題是,是不是該治理的治理了,該避讓的避讓了,該監控的監控了。” 地質出版社地質環境研究所所長雷海英認為。
不少專家建議政府應該責成地質和市政等有關部門,在每年雨季到來之前,探測公路下面的巖土體是否依舊處于夯實狀態,減少公路沿線地面塌陷的發生,防患于未然。
這些措施,尚屬治標之策。為了釜底抽薪,徹底解決問題,很多專家認為,頻繁出現的城市路面塌陷事件說明,城市的規劃建設要考慮地質條件,進行地質勘查按照地質條件的不同,采用不同的規劃和地基處理方案。如此,才能實現科學發展。 例如,在進行城市地面塌陷調查時,人們不希望采用“開挖”方式,而物探和遙感方法正是符合這一要求的無損勘查方法,應廣泛用于城市地面塌陷調查中,提高工作的精度和預測預報水平。
盧耀如院士看得更全面一些,他在接受媒體采訪時呼吁,要預防和警惕地面沉降與塌陷的復合災害。他指出,采礦沉陷區是典型的地面塌陷與沉降復合災害多發區,如產煤大省山西,據《瞭望新聞周刊》報道,昔日頗具晉北風情的農家小院,成片從山梁上“墜”入了因“地陷”形成的“山谷”中,很多歪斜的房屋,大門已被磚頭和石塊砌死。更令人揪心的是,一些尚有人居住的農家院,地面、墻面到處開裂,屋主人在里面成天提心吊膽。又如遼寧撫順,原有五個地下礦井系統,開挖深度近千米,誘發地面沉降深度累計達16~18米。
“礦山地區的地面沉降,多是在地下縱橫交錯與多層次的人工地下采礦通道,特別是冒落式開采,極少支撐與充填情況下,在地下不斷發生形變、塌陷的,逐漸引起地表緩慢的沉降。有的礦山早期發生的礦井坑道的塌陷,可達到地表,有的是只隱伏在地下。在有石膏和碳酸鹽巖分布的地區,還有一種柱狀的塌陷發生,稱為陷落柱。”
盧耀如說,“從礦山這兩種災害復合的情況看,也提醒人們注意在城市中,也應當重視這兩類災害的復合效應。即使沒有可溶的地下天然洞穴系統的分布,但人工各種地下空間網絡的開拓、人工的淺層洞道系統的建設,對地表沉降的復合效應,也是不能忽視的。