張卜塬區地面沉陷成因淺析

楊艷麗

（陜西省涇惠渠管理局 陜西 三原 713800）

1 概況

地處涇惠渠九支渠灌區的張卜塬區位于關中平原中部，涉及高陵縣的崇皇、榆楚、張卜及臨潼區的北田、任留、雨金六個鄉鎮，面積約25000余畝，人口1.3萬人。

1.1 工程地質

張卜塬區地形、地貌依涇惠渠九支渠走向劃分為兩部分：即渠道樁號0+000—13+321處于渭河二級階地，其構造為涇渭河第四系上更新統風積層，由新黃土、夾1～2層古土壤組成，土層厚10m～15m。13+321—24+100處于渭河一級階地，其構造為涇渭河第四系全新統沖積層，巖性為黃土狀亞黏土，土層厚約20m～55m。

1.2 水文地質

張卜塬區地下水主要以潛水及承壓水形式存在，其中潛水分布最為廣泛。地下水儲藏總量為6900萬m3，年可開采量大約在2400萬m3。地下水補給主要是大氣降水、灌溉、渠系及田間滲水補給（包括井灌回歸水），潛水流向為西北——東南流向。

1.3 氣象

張卜塬區屬大陸性季風氣候，位于溫暖帶半濕潤氣候區，春暖少雨，夏季炎熱多雨，秋涼濕潤。多年平均降水量544.6mm，多年平均蒸發量1501mm。該區屬于季節性凍土區，氣候屬于溫和地區。

2 沉陷發生

2001年2月1 日，張卜塬區開始發現地面沉陷，沉陷位置在涇惠渠九支渠樁號9+360處，沉陷直徑約60m，形狀呈錐形，切割渠道長度65m，沉陷最深處達60cm，裂縫開展寬度2cm～6cm不等，最寬處達15cm。2002年～2003年又在該區域多處發生大范圍的地面沉陷，遍布張卜塬區，裂縫寬度大多為20cm～30cm，長度大多為800m～100m，間隔距離250m～400m，漏斗半徑大約為400m～700m不等。

張卜塬區的地面沉陷，已威脅當地群眾人身及財產安全，引起各方高度關注。元月中旬，《人民日報》、《陜西日報》、《陜西工人報》、《三秦都市報》、《華商報》等多家報紙對張卜塬區出現大面積裂縫、沉陷的事件進行了報道，引起社會各界的關注。由于裂縫的出現和沉陷的發生，從2001年冬灌至今，九支渠多處發生決口，渠道一直無法正常引水，目前，這一趨勢還在繼續發展惡化。

3 張卜塬區地面沉陷裂縫的成因

張卜塬區地面沉陷裂縫產生的原因主要是因為地下水位的下降，日久天長造成地表沉陷。據觀測，從20世紀60年代至今，張卜塬區潛水主要呈下降趨勢。1964年調查潛水埋深一般為1.6m～30.3m；1980年潛水埋深一般為5.2m～33.5m；1990年潛水埋深一般為13.5 m～39m，其中最深39m（馬北村），最淺 13.5m（巖王村）。其地下水下降的原因主要有以下幾種：

3.1 自然因素

在全球變暖等大的氣候變化背景下，區內降水量減小，蒸發量加大，而地面徑流有限，且無蓄水工程設施。從2001年冬開始，張卜塬區連續三個多月沒有出現有效降水。雖然后邊出現零星降雨雪，但都因為量小，沒有形成較大的徑流對地下水資源進行補充，使得地下水存儲量變得更為有限。

3.2 人為因素

人口的增加、工業生產的發展，使得區內生活生產用水量大增，加之粗放式的水資源管理和過度的開采，造成地下水位不斷下降。

3.2.1 混亂的水資源管理

張卜塬區是涇惠渠的主要灌溉地，擁有充足的涇河水源。但灌區內群眾為了節省成本，卻私自打井進行灌溉，而水利部門對這些機井又因為其量小無法進行審批管理，使得區內水資源管理過于粗放。據統計，目前張卜塬區有配套設施齊全的機井290眼，其中塬上185眼，塬下105眼。機井深度塬上80m～120m，最深150m；塬下機井深度多為60m～80m。年開采地下水680萬m3。除灌溉水井外還有人畜飲水井。在張卜鄉蔡家村附近，分布著給閻良區城鎮生活供水的“172水廠”，其在方圓2km2內布置了19眼輻射井，井深200m左右，年抽水量約 0.14億m3～0.17億m3。

3.2.2 無節制的開采地下水

張卜塬區目前地下水儲藏總量為5600萬m3，根據地下水資源儲量分析計算知，該地區年可開采量大約在1600萬m3，而實際中每年開采量為2350萬m3，遠遠大于年可開采量。地下水補采嚴重失衡，平均年超采750萬m3。

據預測，張卜塬區內2.5萬畝農作物每年需要灌溉用水1180萬m3。張卜塬區人畜年需水量56萬m3，“172”水廠年抽水1700萬m3，其他用水9.6萬m3。計算可知，張卜塬區年總需水量為2945.6萬m3。若不采取切實措施，該地區地下水超采情況將越來越嚴峻。

4 沉陷發生后造成的危害

張卜塬區地面沉陷水文地質災害發生后，對張卜地區的居民住宅及水利工程基礎設施和農田灌溉造成了嚴重的危害。在居民住宅方面，沉降導致當地居民院墻倒塌，墻壁裂縫，地埋水管斷裂等，危及居民人身和財產安全。其中，在張卜管理站內出現的沉陷導致站內職工住房和地面大范圍出現裂縫，裂縫最大寬度達40cm，危及到了職工的日常生活和工作安全。

在水利工程基礎設施方面，使得九支渠多處和新三斗、六斗、八斗、九斗、十一斗等許多斗渠渠道襯砌渠底斷裂，渠道建筑物嚴重破壞，渠道比降發生變化，輸水能力減小，致使渠道嚴重淤積，量水堰報廢。沉陷導致九支渠決口1次，險工8處，斗分渠決口15次，嚴重制約著九支渠系的正常灌溉和行水安全。

在農田灌溉方面，由于地面沉降的影響，2001年冬灌至今，九支渠系無法正常灌溉，嚴重影響當地農業生產，造成受益區糧食生產損失420余萬元，制約著當地國民經濟的增長和農民生活水平的提高，同時也制約著九支渠下游3.8萬畝農田的正常灌溉。

5 對張卜塬區地面沉陷應采取的措施

根據調查，近十年來，張卜塬區地下水位平均下降了10m，塬上地下水埋深由原來的33.17m下降至目前的40.93m，塬下地下水埋深由原來的11.9m下降至目前的28.5m。而且，這種下降趨勢目前還在加劇，進一步威脅到該地區的生態環境，故急需進行扭轉。因此，建議采取以下措施，進行應對：

（1）建立沉陷、裂縫監測系統，對裂縫實施有效監控，科學治理，杜絕地面沉陷的繼續發展。由于張卜塬區地下水位不斷下降，導致20世紀60年代布設在該地區的21眼觀測井（包括8眼長觀井，13眼普查井）于2001年秋季全部報廢。為了動態掌握該地區地下水變化情況，急需從新布設監測井。建議投資恢復張卜地區地下水位觀測網絡，以便掌握該區地下水位動態變化的第一手資料，科學指導灌區群眾合理取用地下水。

（2）加強水資源管理，嚴格審批程序，限制新打機井，確保地下水資源科學合理利用。制定切實可行的地下水資源采補平衡方案，對張卜塬區現有機井的使用進行統一管理，防止集中、大量開采，杜絕該地區地下水資源進一步惡化。同時，制定有效措施，嚴格審批程序，限制新打機井，并加強巡回檢查，確保塬區機井總量穩定，促進地下水資源合理利用。

（3）堅持優先利用地表水的原則，關閉超采機井，限制大量開采地下水，防止地面沉陷進一步發展。對于九支渠已經通水到位的張卜塬區及其周邊地區的機井，堅決給予關閉，禁止灌區農民抽取地下水進行農田灌溉；堅決限制“172”抽水工程的超標使用，保持并逐步恢復該地區的地下水位。塬區地方政府應號召和動員群眾為了改變生存環境，統一使用涇惠渠水灌溉，防止地面沉陷進一步發展。

（4）推行渠井統一管理，合理開采地下水資源。為了更好地補充和恢復張卜塬區地下水資源，應實行渠井統一管理，按照“渠井結合，以渠養井，以井補渠，豐儲枯用”的三水平衡方式進行水資源統一調配，促進該地區地下水資源的合理開采。

（5）制定優惠政策，加大涇惠渠對地下水的補充力度。省水利廳和當地政府給涇惠渠予以資金補償，促使涇惠渠九支渠在農田非灌溉時期持續行水，加大涇惠渠對地下水的補充力度，恢復當地原有的地下水位。

（6）對九支渠進行加固處理，確保九支渠的輸水能力，增加涇惠渠水對灌區農作物的灌溉面積，減少地下水的開采量。

（7）對于地面沉陷嚴重的地區，可以實行地下水回灌的方式，確保地下水供需平衡。

6 結語

超采地下水造成的地面沉降現象，現在越來越嚴重。文章通過論述分析張卜塬區地面沉陷的原因及其危害，對保護地質環境、合理開發地下水資源提出了相關建議。要求統一管理水資源，實行合理調配，高效利用，以促進區域水資源平衡，達到防止地面沉降的目的。陜西水利