地下水开采对地面塌陷有何影响

■李亮

（广东省地质局第四地质大队 广东 湛江524000）

地下水开采对地面塌陷有何影响

■李亮

（广东省地质局第四地质大队 广东 湛江524000）

经济的快速发展，对地下水开采逐渐加大，水资源是人们的生活支柱,随着现代的过度开采,导致地面塌陷事故发生越来越多,地面塌陷是一种严重危害人们生命健康的灾害,它同时也会导致路上很多建筑物出现危险事故,这些事故发生严重影响了整个工业和人们正常生活,在本文中,通过地下水开采对地面坍塌有何影响进行分析,分析出地下水如何导致地面坍塌,并根据地下水和地面坍塌两者之间的相互矛盾进行解决,保证人与自然的相互和谐,促进人与社会环境共同发展,树立可持续发展观。

地下水开采地面坍塌生态环境资源破坏影响

1 引言

地面塌陷事故最主要原因是地下水过度开采导致，因为水是人们生活的必须品，淡水资源含量在我国占有率较低，所以开采地下水是现代生活的重要工程。合理开采地下水可以保护人们日常生活和社会环境，然而人口急剧增加导致水资源不足，导致大量开采地下水。然而过度开发水资源导致严重破会生态环境，直接影响到人们正常生活，所以说开采地下水是一把双刃剑，人们开采地下水要把握好开采尺度，既要保证人们的健康生活，也要保证全球的生活环境，保证人与自然相互和谐发展，本文通过地下水开采对地面坍塌的影响进行分析，根据产生情况进行解决，保证人与自然相互和谐发展。

2 塌陷的含义及其现状

目前现在的地面坍塌事故大致分为两种情况，一种为自然力作用导致地面坍塌，另一种为人为损坏导致地面坍塌。通过地面的土层被外力进行压缩，导致地面与地面之间形成高低面，虽然这个过程相对缓慢，人口数量加大，导致对地下水开采逐渐增多，这样直接导致地下水的水位下降，现在由地下水导致塌陷也越来越多，这个问题在沿海城市较多，甚至直接影响到城市发展和建设，使其造成城市道路不平、建筑物损坏、海水倒灌、内部管道的损坏、人们生活造成不便等。如图1为我国主要城市坍塌图表。

图1 我国主要城市坍塌图表

3 开采地下水造成地面塌陷

3.1 地下水的相关分析

水资源是人们的生活支柱，生活用水中地下水占有很大比例，所以说地下水水资源的开采越来越重要。

地下水开采导致地面坍塌影响很大，如何地下水开采是十分重要，在对地下水进行开采过程中需要分析出地下水分布状况、具体位置、地下水含量等各个因素进行考量，地下水地层分布状况有两种，分别为浅层地下水、深层地下水。按照载体特性进行区分也划分两种，分别为新生代地层载体、基岩地层载体。按照地下水中地层的厚度进行划分也分为两种，分别为含水层和薄含水层。

我国水资源分布状况在地域上有很大区别，地下水资源分布情况是不均匀，在北方和干旱地区水资源相对匮乏，秦岭以南地区水资源较多。

3.2 地面塌陷的原因分析

根据地面塌陷原因分为两种，一种是内在因素、另一种为外在因素。而地下水开采是人为外在因素，地壳运动导致地面压缩是内因。所以说地下水是导致地面坍塌的基本原因。

3.2.1 地层失水固结化是主要原因

目前开采地下水导致地面坍塌主要原因是地下水开采量较大，两者开采形成一种漏斗形式，整体地面下降形式和各个含水组的开采量是一致的，在进行地下水开采过程中井周边的地下水开始下降，在漏斗形状中降低压力水层，水层中水难以承载这么大的力量，导致力量传输到沙粒中，通过这样一来，含水层压力过大，孔隙减少，水被排出来了。

根据上述描述后，含水层与隔水层被压缩后直接在地表进行反应出来，反应出结果为地表坍塌，大量抽水直接导致内部含水量下降，通过地表内的颗粒进行力量传输，破坏了土壤结构，形成坍塌效果。所以说地面坍塌主要在于地下水失水后，导致内部土层失水并固化引起。

3.2.2 粘性土层具有可缩性是内在原因

地表内部进行抽水导致粘土和含水层进行压缩，但是两者之间有很大区别，含水层压缩是有一定限度的，而粘土压缩量的大小是根据粘土中土质状况决定，在进行同样水量抽水试验上，地面坍塌效果也是会有很大差异性，通过比较得知，粘土土层含水量越大，在施加压力后失水量也会越来越大，整体土层收缩量也会增加。

3.3 地面塌陷规律

3.3.1 地下水开采与地面塌陷密切的关系

在对地下水进行开采时，地下水必须下降，下降幅度与开采量成一定幅度，如果采取过量水位就会形成降落性水位，每个季度水量开采也会导致地面坍塌，如图二，某市地下水开采量与水位下降状况。

图2 某市地下水开采量与水位下降状况

3.3.2 地下水位在反复上下变化条件下土层的变形特点

现在某市按照水位下降进行加卸外荷模拟实验,一旦水位继续下降,地层出现压缩状态,即使水位有短暂的回升,地层还是没有明显变化.通过地层反复变化,压缩次数逐渐增多,压缩系数也会降低,此时粘性土壤状态接近弹性形态,由此得出结论,水位经过反复变化,粘性土壤状态跟弹性形态相似,一旦过度开采地下水,导致土壤会坍塌,坍塌后很难在进行修复。

4 解决地下水开采与地面塌陷

这对目前过度开采水资源导致地面坍塌需进行治理，治理需坚持可持续发展原则，制定长期有效整治措施，如下三种方法可有效治理地面坍塌。

4.1 对地下水开采进行合理限制

地下水资源是不可再生资源，在进行开采过程中要提前进行规划，并对水资源进行管理，并做好海边平原地下水的调查，并结合当地的地面塌陷状况，分析出是否开采地下水的可行性，并划分地下水开采区和禁采区，在对地下水开采过程中严格管控，对于一些工厂可利用地表水代替地下水，并借助一些高精密仪器作为辅助冷源，减少地下水开采，并将水资源一水多用。

4.2 人工回灌地下水

对于正在开采或者已经开采完的工程需加强管理，并对地表坍塌严重应该立即停水，并需人工把水灌回地下，恢复地表内部水位，减少并控制地表坍塌，灌水分为两种，分别为夏灌和冬灌。首先先确认灌水的水质是否符合国家标准，不可将有污染的水灌回地下，其次建立完善的回灌制度。确保回灌水质可以满足人们生活需要，人工将水资源进行回灌是一种简单方法，可以有效防止地面坍塌事故的发生，所以需要开展有目的、科学、快速的回灌。

4.3 加强地面塌陷预测预警系统的研究

现在水资源的大量使用，导致生态环境破坏，所以需要以人为本，坚持可持续发展道路进行管理，建立完善水资源网络机制，实时监控水资源动态，提高时效性，并根据地面坍塌状况进行制定方案和处理办法。对于地面坍塌和地下水大量开采进行深入研究，并结合当地的人文环境、国家法律法规和发展要求进行开采，建立合理完善的地面坍塌预测报警装置，为城市化建设可持续发展战略，保证生态环境的稳定发展。

5 结论

需要建立一个可持续发展型社会，该社会秉持着民主、和平、互助、诚信、有爱、人与自然和谐相处。根据我国现在国情发展，必须以人为本，同时保证生态环境稳定发展。

根据上文所述，本文根据水资源过量开采和地面坍塌进行讲述，并分析地下水如何造成地面坍塌，近几年虽然坍塌现象发生逐渐增多,给人们的生活和财产带来严重的危害,所以针对开采地下水资源需合理慎重,水资源开采是一把双刃剑,既要保证人们日常需求,也要保护生态环境。在解决地面坍塌问题需按照当代科技进行，采取科学有效措施，实现我国快速发展，提高本国经济实力。

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P[文献码]B

1000-405X（2016）-12-337-2