阜阳市地面沉降控制区级别划分研究

张金良

一、引言

阜阳市是皖西北平原中等城市，2020年城区面积达140 km2，城区人口接近140 万，人均水资源量410m3，为水资源紧缺地区。从上世纪八十年代，城区居民生活用水和工业用水全部依靠中深层、深层地下水，地下水开采量均超出同期地下水可开采量。地下水超采引起当地地面沉降。地面沉降使阜阳市区中心地带地下水环境受到破坏，多处深层地下水开采井的井管上升、错位剪断、井台破裂，排水管、排污管断裂；地面不均匀沉降使颍河大堤部分下沉，防洪标准降低，颍河、泉河等跨度较大的公路大桥曾多处发生开裂、错位、变形等。

为控制地面沉降，修复地下水生态环境，阜阳市出台有针对性的控制治理措施，明确治理的重点和难点区域，根据实测资料分析阜阳市地面沉降的发育情况和危害程度，对阜阳市地面沉降控制区进行级别划分，通过多年的运行管理，地面沉降防控区面积不再增加，地面沉降区控制效果明显。

二、地面沉降概况

阜阳市城区因地下水超采引起地面沉降，其发生与发展过程经历了四个时期：1970—1980年为地面沉降形成期，地面沉降开始出现，但发展缓慢，沉降范围约为80～100km2，累计沉降量尚不足100mm；1980—1990年为地面沉降加速期，随深层地下水的开采量急剧增加，1990年沉降区面积360km2，中心累计沉降量为872.8mm； 1990—1998年为地面沉降发展期，1999年沉降范围大于410km2，中心最大累计沉降量1347.4mm。进入2000年，由于限采一系列措施的实施，地面沉降放缓，2014年城区地面沉降面积987km2，中心最大累计沉降量1605.7mm，近年来趋于平缓。

三、地面沉降控制区级别划分

（一）沉降控制区级别划分标准

将近5年平均沉降速率大于等于10mm/a 或自开展监测以来累计沉降量（以下简称历史累计沉降量）大于等于50mm 作为地面沉降区划分标准。

（二）沉降控制区级别划分方法

地面沉降区沉降控制级别划分方法：首先依据地面沉降发育程度、防护对象重要性等，进行地面沉降控制分区；然后将地面沉降发育程度分区和危害程度分区叠加，提出沉降控制级别，将地面沉降区划分为一级、二级和三级控制区。

1.地面沉降发育程度分区。按照将近5年平均沉降速率或历史累计沉降量划分地面沉降发育程度。近5年平均沉降速率大于等于50mm/a 或历史累计沉降量大于等于800mm 为强；近5年平均沉降速率在30～50mm/a 之间或历史累计沉降量在300～800mm 之间为中等；近5年平均沉降速率在10～30mm/a 之间或历史累计沉降量在50～300mm 之间为弱。

2.地面沉降危害程度分区。根据土地或规划功能类型，调查统计地面沉降区内土地功能分区、已规划的重要城市带和地标性建筑等，分析用地类型历史和现状，确定地面沉降敏感对象，进行地面沉降危害程度分级，划分大、中、小级别见表1。

表1 地面沉降危害程度分级表

3.地面沉降控制区级别分区。将地面沉降发育程度分区和危害程度分区叠加，分析形成地面沉降控制分区分级表见表2，将地面沉降区划分为一级控制区、二级控制区和三级控制区。为便于地面沉降控制管理，应将地面沉降控制分区明确到各地级行政区或县级行政区。

表2 地面沉降控制分区分级表

（三）沉降控制区级别划分

根据阜阳市测绘院的测量成果分析：最近5年，年均沉降量在10～12mm，累计沉降量在1200mm 以上的沉降漏斗区位于阜阳市城市中心地带，北到河滨路、南到临泉路，南北长约2.2km，东到涡阳路、西到解放路，东西长约3.1km,形状近似于椭圆形,面积约6.6km2。该沉降区域位于城市中心地带，累计沉降量大，是阜阳城区的沉降漏斗中心区，地面沉降区划分为一级控制区。

阜阳市城区累计沉降量在800mm 以上的区域为北到颍泉区颍泉小学附近、南到南三环路，南北长约7.6km，东到东三环路、西到西三环路，东西长约8.5km,形状近似于圆形,面积约66.5km2（包含沉降中心漏斗区面积）。按照划分标准核定为严重沉降区，沉降级别为一级沉降区，地面沉降区划分为一级控制区。

累计沉降量在300～800mm 以上的区域为北到颍泉区周棚镇附近、南到颍州区十二里庙、十八里铺一带，南北长约15km，东到颍东区后王营、西到颍州区李油坊，东西长约14km，形状近似于环形，面积约220km2。按照划分标准核定为中等沉降区，沉降级别为二级沉降区，地面沉降区划分为二级控制区。

累计沉降量在50～300mm 之间的为中等沉降区外围10km 左右的环形区域，北到伍明镇、南到三塔镇，东到正午镇、西到程集镇，面积约700km2。按照划分标准核定为弱沉降区，沉降级别为三级沉降区，地面沉降区划分为三级控制区。

四、地面沉降防控措施

在制定地下水开采目标和措施时，按照一级、二级和三级控制区的优先次序，在时间和措施安排上部署地下水超采治理的优先区域。政策上阜阳市出台《阜阳市地下水保护条例》地方法规，逐步建立健全地下水管理法规体系，严格地下水开发利用总量控制与水位控制等。工程上主要防控措施如下：

（1）水源置换措施。跨流域和跨区域调水。通过国家引江济淮和引淮济阜工程的实施，保障流域、区域水资源可持续利用和经济社会发展的用水需求，同时利用这部分外调水量支持地下水超采区治理，压缩相应的开采量。

（2）封存填埋地下水开采井。在一级防控区内，对中深层地下水开采井，按照分类指导、区别对待、妥善处理的原则，制定处置方案。对年久失修、成井条件差或因混合开采可能导致越流污染的井应永久填埋；对成井条件好、出水量大、配套设施完好的井应封存储备用，在特殊干旱或应急情况下，按规定程序启用并发挥应急供水作用。

（3）地下水人工回灌工程。在一级防控区内，安排部分人工回灌补源工程先期进行试验，经试验验证人工回灌经济合理、技术可行、无不良地质环境效应之后，再逐步推广。

（4）再生水利用。再生水合理利用既可减少水环境污染，也可减少水资源的浪费。目前，阜阳城区污水处理及回用工程大部分建成并运行良好，净化后的再生水已用于城市绿化等。再生水利用潜力巨大，通过鼓励再生水利用，可有效提高当地水资源综合利用率，减少对地下水的使用量。

五、结语

通过地面沉降控制区级别划分和有针对性的防控措施的出台和实施，2010年至今，阜阳市地面沉降一级防控区地下水开采量逐步压缩至现状开采量的80%～90%，地面沉降防控区面积不再增加，没有新增超采区，基本遏制超采区地下水水位持续下降态势，部分超采区地下水水位有所回升，地面沉降趋于平稳■