新形势下上海地面沉降防治策略的思考与建议

严学新，杨天亮

（1. 上海自然资源研究中心，上海 200072；2. 自然资源部地面沉降监测与防治重点实验室，上海 200072）

1 上海地面沉降防治面临的新形势

（1）地面沉降对城市安全影响将长期存在

上海地处长江三角洲前缘堆积平原，陆地主要由约三千年以来多次反复的海陆环境变迁而成，新近沉积了厚达二、三百米的第四系松散沉积物，最近成陆的历史不足百年。因此在历史长河中，上海非常“年轻”，地质土体沉积时间短，地面高程非常低，仅为2.5～4.0米，巨厚的软弱土层极易压缩变形，为地面沉降灾害的发育和长期发展提供了内因。地面沉降具有分布范围广、不均匀、不可逆、缓变性、敏感性、持久性等鲜明特征，短短百年已经造成了上海最大达约3米的地面下沉，在潜移默化中改变着城市原始地貌形态和天然径流状态，直接且长期威胁着轨道交通、防汛墙、高铁等城市重大基础设施运营安全，并随着地面沉降发展累积而不断加剧。因此，地面沉降灾害导致的地面高程损失，就像一个无形的“杀手”，长期威胁着低海拔城市安全和永续发展，唯有通过长期监控指导地面沉降防治。

（2）地下水位持续抬升态势亟需科学管控

由于上海历史上超量开采地下水，已造成五个承压含水层地下水位大幅下降，诱发了严重的地面沉降问题。上海自1964年开始控制地下水开采并实施地下水人工回灌措施，特别是上世纪90年代末期以来，本市大幅压缩地下水开采量，由上世纪60年代的每年约2亿吨持续压缩到2019年的118万吨；同时，地下水回灌量持续增加，自2013年以来地下水回灌量持续保持在2000万吨/年以上。地下水开采与回灌管理措施的有效实施，促使各承压含水层水位持续保持抬升态势，第二至第五承压含水层地下水位最大抬升幅度分别达到了约16米、24米、45米、55米，且目前仍保持约0.1～1.5米/年的抬升态势，为有效控制地面沉降做出了重要贡献，但同时该态势持续发展将可能在未来一段时期内带来一定不良效应，需要对地下水采灌量和地下水位进行科学管控。

（3）工程建设活动已经成为地面沉降致灾主因

当前上海地面沉降总体上处于基本平稳的态势，但随着城市的高速建设发展，地面沉降致灾因素也发生了较大变化。根据全市土体分层沉降分析，新世纪以前地面沉降的主控因素为深层承压水开采，深部各承压含水层土体压缩变形对地面沉降的影响权重占比达七成以上。但2000年以来，由于工程建设活动，尤其是地下空间开发中深基坑工程降水导致的浅部软弱土层变形的影响权重持续增大，这一趋势将会随着城市建设运行持续发展，因此，工程建设活动已经成为新时期地面沉降的致灾主因。

（4）不均匀沉降对重大基础设施安全运营影响突出

自2007年以来，全市总体上平均地面沉降量已持续控制在7毫米/年以内，但在区域上却呈现出显著的不均匀沉降特征，在城市中形成了多个大小不一的沉降漏斗区，当轨道交通、高铁等长距离、高敏感性重大基础设施穿越各地面沉降漏斗区时，将遭受不同程度的差异沉降影响，从而威胁其运行安全。

（5）信息革命促使地面沉降监测智慧化转变

随着大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术的飞速发展，传统的地面沉降人工监测和自动化监测技术面临着巨大变革，地面沉降监测技术方法及数据处理亟需提升和升级更新。现代化信息技术为地面沉降智慧化系统化监测提供了全新解决方案，充分利用好现代化信息技术，服务于地面沉降智慧化监测，也是新时期地面沉降防治工作面临的新形势。

2 新形势下上海地面沉降防治策略建议

（1）优化地面沉降监测网络及技术方法

一是转变导向，地面沉降监测作为公益性、基础性、战略性工作，应从常规监测导向转变为满足日常监控、精细治理、应用服务等多元化需求和效果导向。

二是优化布局，进一步完善地面沉降监测薄弱区和重点区的网点设施，构建地面沉降智能监测网络，持续推进地面沉降星空地一体化监测网络的分级、分区、分层建设。

三是优化方法，构建融合传统技术、遥感技术、感知技术、人工智能等多方法的监测技术体系，提高地面沉降星空地一体化监测技术能力，提升地面沉降感知监测、智能分析、智慧预警水平。

（2）实施地下水资源采灌动态调节

一是明确指标，结合地面沉降分区管控和水资源管理要求，优化地下水采灌结构，研究提出分区、分层的地下水采灌量和地下水位管控指标，优化地下水采灌方案。

二是完善机制，结合地面沉降发展态势和防治目标，建立健全地下水采灌动态调节和跟踪评估机制，实施地下水开采与回灌动态管理。

三是落实措施，强化地下水开采与回灌动态调节措施的有效实施，严控各承压含水层安全水头，加强指标控制、动态评估、过程监督和绩效管理。

（3）加强建设工程基坑降水活动全过程监管

一是健全机制，基于地面沉降防控要求，完善建设工程深基坑降水地面沉降管控制度，优化基坑工程全过程监管机制，保障地面沉降防控措施有效实施。

二是有偿使用，强化地下水的自然资源属性，应有序开发和有偿使用，推进建设工程抽排地下水水资源论证及水资源费征收制度，加强地下水资源保护。

三是在线监管，按照“一网统管”要求，将基坑工程降水活动纳入建设工程在线监管平台，落实基坑工程降水和地面沉降防治成果汇交。

（4）健全地面沉降协调管控制度机制

一是协调管控，构建集“综合防控、采灌管理、工程监管、应急管控”四位一体的“三局两委”地面沉降综合协调管控新机制，推进地面沉降防治管理由“部门协作”向“联勤联动、群防群治、协调管控”转变。

二是智慧预警，充分运用智能感知、大数据分析、云计算等互联网新技术，按照“一网统管”要求建设完善地面沉降智能分析与监测预警平台及安全预警决策机制。

三是区域联动，扩展“三省一市”长三角地区地面沉降区域联动机制的内涵和功能，再造长三角地面沉降一体化防治机制，助力长三角区域一体化建设。

四是执法保护，完善地面沉降防治法规配套机制，强化地面沉降监测与防治设施的依法保护，确保设施有效运行。