北京平原地区地面沉降现象严重

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1、北京沉降导语：北京平原地区1/3的面积，都在发生着显著的地面沉降，这为区域内地上、地下建 设活动敲响了警钟，当然也包括房地产开发在内。经济观察报 记者胡芳洁地面下沉，并不只是电影里的画面。实际上，北京平原地 区1/3的面积，都在发生着显著的地面沉降，地面沉降已经成为北京平原的主要地质灾害 之一。在这些沉降区的沉降中心，地面下沉的速度和幅度则更为剧烈。这为区域内地上、地 下建设活动敲响了警钟，当然也包括房地产开发在内。北京地面沉降，南城的大兴礼贤、北 部昌平小汤山沉降值居首，10年内下沉将达1米。下沉的地面北京地面沉降历史测量资料可追溯到1935年，新中国成立后，随着城市建设和工农 业发展，北京

2、地面沉降的范围逐步扩大。根据北京市多参数立体地质调查报告，截止到2006年11月，北京市地面沉降量大于 50mm的面积达到4129.67平方公里，大于100mm的面积达到2976.59平方公里。而北京市地勘局副局长吕晓俭此前接受媒体采访时曾表示，截止到2010年，北京市 累计地面沉降量超过200mm的面积为2474.70平方公里 已经占到了北京平原面积的1/3。华北平原地面沉降的主要原因，是由于地下水超量开采导致的，这一点是比较明确 没有什么争议的。中国水利水电科学研究院一位资深研究人员对本报表示，从上世纪80 年代初期开始到现在，过去的30年，北京地下水一直是超采，这一点是没有疑问的。地下水

3、是北京最主要的供水来源，占据总供水量2/3以上。有数据显示，1980-2005 年北京平原地区地下水超采面积达5980平方公里，占平原区面积的86.7%，其中严重超采 区面积达2288平方公里。随着地下水的超采，北京平原区地面沉降范围和幅度不断增加。目前北京市地面沉降 从总体上分为南北两个大区，匕区有朝阳东八里庄-大郊亭、朝阳来广营、昌平沙河-八仙庄、 顺义平各庄四个较大的沉降中心，南部有大兴榆垡-礼贤沉降中心。根据北京市多参数立体地质调查报告，北区的最大累积沉降量早已经超过了 1000mm。 接下来，这些沉降中心的地面下沉，又会如何发展？本报记者获得的中国地质大学（北京）关于地面沉降模型研究

4、的一份初步的研究成果， 其对北京平原区几个主要的沉降中心点至2020年的沉降量进行了计算。这一研究，考虑到 了将于2015年正式实施的南水北调，可能为北京提供的供水补给而导致的对地下水开采的 减少。这份研究结果显示，如果没有南水北调，到2020年，地面沉降量最大的几个沉降中 心分别是大兴礼贤1000mm、昌平小汤山700mm、朝阳大郊亭620mm、朝阳来广营 420mm ；如果有南水北调，到2020年，地面沉降量则是大兴礼贤920mm、昌平小汤山 660mm、朝阳大郊亭620mm、朝阳来广营420mm。上述数据显示，南水北调对北京市平原区的地面沉降贡献并不大。大兴礼贤、昌平小 汤山、朝阳大郊亭

5、、朝阳来广营等将是沉降量最大的区域，从2011年到2020年，最大累 积沉降量达到约1米。由于地面沉降受到诸多因素的影响，这一计算结果只是一个参考值，与实际沉降量 肯定会有误差。该研究项目负责人表示，该计算结果应该是一个保守的数值，因为其考虑 到了南水北调、政府限制开采可能带来的改善，如果上述行为没有有效地展开，那么实际的 地面沉降值将会更大。而吕晓俭此前接受媒体采访时曾表示，整体上北京地面沉降形势比较严峻，如果不加 以严格控制，10年后一些地区的最大累积沉降量将超过2米。危害在上述沉降值最大的几个沉降中心，如昌平小汤山，朝阳大郊亭、来广营，都有不少 房地产项目。未来的地面沉降，是这些项目所应

6、该考虑到的方面。在朝阳大郊亭区域有项目的一家知名开发企业负责人表示，关于地面沉降的问题，一 块地在开发之前，有一套固定的流程，开发之前肯定要先做地勘。这是一套非常专业的系 统。这项工作肯定是做了的。这位地产企业负责人表示,地勘报告会就此提出详细的内容， 包括地基基础怎么做等等，然后开发商再把地勘报告交给设计院，设计院再依据地勘报告来 做设计。地面沉降是一个很复杂的问题，至于以后地面会如何变形，准确预知并不是容易 的事。开发企业能做的，就是严格按照流程来做。即使不考虑地面沉降，高层建筑自身就会导致地面沉降。一位从事多年地质灾害 防治的专业人士对本报表示。地面沉降对楼房的危害，主要在于其引起的地面

7、变形而导致上部结构的破坏。根据建 筑地基基础设计规范(GB50007-2011)所规定的建筑物的地基变形允许值，体型简单的高层 建筑基础的平均沉降量是200mm。上述漏斗中心大兴礼贤、昌平小汤山、朝阳大郊亭、朝 阳来广营，到2020年的累积沉降值，将远远超过这一标准。地面沉降导致的危害有三种方式，一是整体沉降，二是不均匀沉降，三是地裂缝。“不均匀沉降，危害性更大。上述地质灾害防治专业人士表示，例如同样是200mm 的下沉，整体下沉200mm，与有的地方下沉200mm有的地方不下沉的不均匀沉降相比， 不均匀沉降的危害性要大得多。尤其发生在沉降中心区的地面沉降，对地上建筑物的影响最大，这类区域不仅

8、会发 生地面沉降，还会导致地面开裂，这类情况在顺义、平谷、通州都有发现。上述人士表示， 而在漏斗中心，沉降值大，也容易产生不均匀沉降；而漏斗边缘，也易产生不均匀沉降。地面沉降导致的地面变形，会导致建筑物墙体开裂、梁板开裂等。而地上建筑物的结 构、地基基础的类型，对地面变形的抵抗力各有不同。如砖木、砖混结构，抵抗力弱，框架、 框剪结构，抵抗力强；浅基础，抵抗力弱，桩基础、筏板基础、箱型基础，抵抗力强。框架、框剪结构抵抗力虽然要强一些，旦是一旦遭到破坏，导致的后果会更严重。” 上述人士表示。该人士表示，对于地面沉降，应该尽量避免在地面变形大的地方建房子，如果建了， 则应该在地基基础、结构等方面，把

9、房屋建得更结实。从另外一个方面来说，楼房盖在地面上，本身就会导致一定的地面沉降，如果在地 面沉降比较厉害的区域，不加规划地大量建房子，则会加剧地面沉降。地面沉降加剧了，进 而又会破坏房屋。这位人士表示。北京平原地区地面沉降现象严重一、北京平原已形成五个地面沉降区由于每年超采地下水1亿立方米，到去年底，北京平原已形成五个地面沉降区。北京平原区位于华北平原的北端，由永定河、潮白河等五大河流作用形成的冲洪积平原 之上，含有较丰富的地下水资源。但是，随着城市规模的不断扩大，人口的急剧增加，用水 需求也与日俱增，北京市这座上千万人口的特大型城市的供水有三分之二来源于地下水。近 年来，每年开采地下水量为2

10、6亿立方米到27亿立方米，平均每年超采1亿立方米，造成了 可压缩层测压水头大幅下降，导致地面沉降发生。据北京市地质工程勘察院1999年的调查 统计资料显示，北京平原地区累计沉降量大于50mm的地区达到2815平方公里，大于100 毫米的面积达到了 1826平方公里，最大沉降量有722毫米，而且有加快发展之势。目前在 北京市的东郊八里庄大郊亭、东北郊来广营、昌平沙河八仙庄、大兴榆垡礼贤、 顺义平各庄等地，已经形成了五个较大的地面沉降区，沉降中心累计沉降量分别达到722 毫米、565毫米、688毫米、661毫米和250毫米。北京平原区地面沉降强烈危险区主要分布在顺义区南部地区，沿前门-顺义断裂方向

11、展 布，地质环境脆弱，由于地面沉降和活动断裂的共同作用，发生地裂缝，导致建筑物破坏， 经济损失严重；中等危害区主要分布在东郊八里庄-大郊亭沉降区、东北郊来广营沉降区、 昌平沙河-海鹊落沉降区，大兴庞各庄-榆垡沉降区的沉降中心，累计沉降量较大，地质环境 质量明显降低，地质环境较脆弱，有排洪困难，井管上升，水准点失准等潜在灾害；轻微沉 降区分布于北京市区东部、东郊、东北郊、昌平南部、顺义南部、大兴南部的广大地区，面 积约960km2，累计地面沉降量200mm-500mm,地质环境质量有所降低，灾害现象尚不明显。二、北京市地面沉降成因及危害地面沉降是大多数平原城市已经面临或具有潜在隐患威胁的一种城市

12、地质灾害。其产生 原因主要是由于城市化进程加快，经济建设和人们生活需要开采大量的地下水和高大建筑群 的成片开发建设，直接导致支撑地面力量平衡的地层承载力下降而引起的。地面沉降已影响到城市建设的布局与规划，并威胁到百姓的居住安全。地面沉降对城市 建设和基础设施已造成一定程度的危害，工厂、居民区楼房墙壁开裂、地基下沉、地下管道 工程损坏50余处，同时导致一些建筑物的抗震能力降低和大量测量水准点失准，对首都城 市建设和人民财产安全产生较大影响。地面沉降是一种缓变型的城市地质灾害，具有累进性特点，是“一种沉默的土地危机”。 地面沉降已经威胁到经济和社会的发展。其引起的灾害与环境影响主要有以下几个方面：

13、一是对建筑物的破坏和影响，使建筑物地基下沉、房屋开裂破坏。二是形成地裂缝，直接或间接地恶化环境。地裂缝是在内外力作用下岩石和土层发生变 形，当力的作用与积累超过岩土层强度时，岩土层发生破裂,其连续性遭到破坏，形成地裂 缝。地裂缝可以直接或间接地恶化环境，造成建筑物破坏。三是对地下水井设施的影响。许多机井因地面沉降，井管较地面相对上升，泵房地面及 墙体开裂，造成泵房破坏，严重地影响抽水。四是造成地面水准点失准。地面水准点是城市建设重要的依据。地面沉降区水准点失准， 是普遍现象。由于地面沉降、水准点失准，城市工程建设所需水准资料，需从地面未沉降区 水准点引测，增大了水准测量的工作量。五是影响建筑物

14、抗震能力，致使地震灾害加重。由于地面沉降影响，建筑物地基下沉， 建筑物的稳固性、整体性受损，若遇地震会加重地震危害程度。六是洪涝灾害加剧，防洪排涝工程效能降低。对于地面沉降这样的缓发性地质灾害，灾前孕育阶段和灾害活动阶段往往是渐变的，与 灾后恢复工作也很难界定。这类灾害是渐进性和累积性的，属于地质环境恶化型地质灾害， 灾害的发生往往有一个量变的累计过程，环境恶化到一定程度而形成灾害，环境恶化和灾害 是灾害形成的不同阶段，不进行有效的治理，灾情会越来越重。三、地面沉降作为北京平原地区重要的地质灾害越来越引起社会和政府的重视和关注北京市地面沉降问题已经引起北京市领导和有关部门的高度重视。在全国政协

15、九届四次 会议上，陈洲其等11位全国政协委员提交的“建议北京市加强地面沉降监测确保首都安全 的提案，引起了北京市政府的高度重视。国土资源部部长孙文盛也曾两次到北京视察环境地 质工作，并于2002年9月28日亲临天竺中心站施工现场视察指导工作，明确指示要学习借 鉴先进经验，高起点、高要求，把监测站建设成为具有国内领先水平的、集监测、研究、科 普等为一体的多功能监测中心。2002年3月18日北京市批准实施北京市地面沉降监测网站 预警预报系统（一期）工程建设项目，项目总投资为2620万元，由北京市地勘局水文地质 大队（北京市地质环境监测总站）负责实施。经过2年建设，2004年7月2 2日，由北京市国

16、土局和北京市地勘局共同建设完成的 北京市地面沉降监测网站预警预报系统（一期）正式启动，分别在顺义区天竺、望京工业开 发区、王四营乡建成三个地面沉降监测站，时时监控沉降中心的变化，及时发布预警。三个 站共占地24亩，总建筑面积2925平方米，建设工程地质孔、基岩标、分层标、地下水动态 观测井、孔隙水压力观测孔共计53个，以及简易气象站等监测设施，3个监测站分别安装 了自动化监测仪器设备，实现地面沉降自动化监测；开展平原区3000km2地面沉降调查。 同时，新建外围地下水动态观测井39眼，完善外围地下水动态监测网，并在天竺地面沉降 监测站建立集地面沉降监测、研究、国内外学术交流、科普教育等多功能为

17、一体的北京市地 面沉降监测研究中心。地面沉降监测网站预警预报系统主要用于监测、研究和控制地面沉降的发生、发展，该 系统的建成和使用，将全面提高北京地区沉降监测能力、预报能力和防御能力，为北京地质 灾害防治工作构筑起高水准的平台。据北京市地勘局负责人介绍，北京市地面沉降监测网站预警预报系统（一期）建设项目 的建成和投入使用为北京市地面沉降监测工作填补了空白,实现了 3个重点沉降区自动化分 层监测，为完善北京市地面沉降监测系统打下良好的基础,可为研究北京地面沉降控沉措施、 减灾防灾及城市规划建设提供依据。但是，根据预测分析北京地面沉降有加速扩展的趋势。 为控制地面沉降进一步发展，依据北京市地质灾害

18、防治规划要求,结合北京市地面沉降 发展现状，在一期工程建设的基础上，应尽快实施二期工程，在昌平八仙庄、顺义平各庄、 通县土桥和大兴榆垡再建四个地面沉降监测站，通过网络与天竺地面沉降研究中心相连，建 成覆盖北京市沉降区的地面沉降监测站网；还要建设地面沉降监测网和GPS监测网，与7 个地面沉降监测站构成覆盖全市的地面沉降监测系统;继续加强北京市地面沉降基础研究工 作,建立地面沉降地质结构模型，开展北京地区地面沉降灾害易损性评价和控沉措施的研究， 建成北京市地面沉降预警预报系统；此外，针对沉降区地裂缝造成的危害，尽早开展地裂 缝专项调查研究。四、地面沉降可以防治社会上很多民众对北京的下沉状况也是忧心

19、忡忡，经常担心自己的居住区发生沉降，更 有些居民在购房之前也要四处打听，自己的新居有没有沉降的危险。北京到底有没有大面积 沉降的风险，到底是什么因素导致了北京的沉降？新近启动的地面沉降预警预报系统对消除 地面沉降的潜在威胁效用如何？北京市地质矿产勘查开发局总工程师吕晓俭博士在接受记 者米访时说：地面沉降如同一种慢性病，只要预防措施得力，不会出现大的灾害。“地面沉降是一个 缓慢的过程，一旦发作会很危险。”吕总工程师坦率地说。“如果是自然因素导致地面沉降是 无法预防的，比如建筑物坐落在隐伏活动断裂带上，可能发生沉降的危险比较大。”吕总工程师告诉记者，所谓隐伏活动断裂是指地面土层之下的岩层有断裂，表

20、面是看不 出来的。北京的隐伏断裂的构造基本上是连续的北东南西向走向。主要有八宝山断裂、黄庄 -高丽营、良乡一前门、通州等断裂带。此外还有的断裂带是有北西东南向的。两条断裂交 会的地方是最容易活跃的地方。如果高大重要建筑物正好建在断裂带上则容易出问题。但是目前“直接的大面积的损害还没有。地面沉降是一种慢性病，慢性病不发作的时候 没事，如果不控制预防就会出大事。部分报道给市民造成恐慌了，有些不必要，地面沉降是 可以预防的”。北京出现地面沉降主要是人为原因导致，其中核心问题就是地下水的过量开采。北京是个依 赖地下水的大城市，地下水开采占整个供水量的三分之二左右,北京每年用水40亿立方米， 其中来自地

21、表的水只占不到15亿立方米，地下水却占25亿立方米，北京地下水是北京的生 命源。即使将来南水北调工程完成后调入10亿立方米左右的地表水，还是无法满足北京的 需要。目前地表水不足的缺口主要依靠地下水补充，从前的方法是哪里有就抽哪里”。地下水抽取过多，破坏地层上下平衡，只要科学控制，下沉就会减缓。地下水是含在地 下沙层沙粒当中的。一旦水被从含水层抽走，地表土层由于自身的重量会向下压，上面若再 有建筑物会增加压力，形成自重力和建筑物载力的合力。而原来地下对地上的支撑中，包括 颗粒之间的支持作用和颗粒之间的水的支撑作用。所以地下水一旦被人抽调，地面的建筑物 就失去了支撑力的平衡，沉降就开始了。具体沉降

22、中，黏性土层下降最厉害，黏性土水饱和 的程度最高，水在黏性土中起作用要比水在粗颗粒上要大，所以沉降的表现更明显。清华大学水利水电系教授麦家煊也告诉记者，地下水水位比较高的时候，底下往上的水 压力大于上面向下的压力，这时含水层的沙子黏土和水在一起有一个浮力，当水被抽出后， 无形当中增加了向下的压力，土层中的颗粒在压力的作用下下沉，而水位在下降过程中又把 土层中的细颗粒带走，致使大颗粒之间的缝隙变小，这种变化在几十米甚至上百米的地层中 出现，累计起来就出现了比较大的沉降量。“目前北京地区发生地面沉降的区域主要在东南北三个方向，西郊不存在下沉情况。这 主要因为西郊的地层中大的软砾石比较多。这种颗粒没

23、有压缩性，有压缩性的地层是下沉的 关键，所以这种层位的水最好不要抽取，只要人为控制这些层面的地下水开采，就会使下沉的速度减慢。”吕总工程师很有信心地说。地下水抽取科学适度最重要，一味不抽反而可能影响地面建筑稳定。“不是抽地下水就 会导致地面沉降，而是超量过量才会出现沉降。”吕总工程师强调说。“如果全都不抽地下水 也会出现问题。北京地下水位会上升，浸泡建筑物地基，过高的水位会对上面的建筑有个顶 突作用，导致建筑物不稳定。所以，我们提议在整顿郊区地下水开采时，严格限制开采，但 不要封井。如果遇到特大雨季，再加上企业停抽水，地下水位顺速上升，整个城市建筑物的 安全将面临威胁，那时我们会选择抽水调节。

24、此外，如果不抽地下水，北京缺水问题也无法 解决，选择一些水文地质条件比较好的地区抽取，问题不大。”问及如何具体控制特定区域的抽水，会不会出现其他地区抽水此区域地下水流到其他地 区？吕总工程师表示：虽然水就在地下沙层之间可以流动，但由于东、北、南部地区地层中 渗透系数、导水系数非常小，所以在这些地方地层中的水流得非常慢。在西部粗颗粒地区水 流得非常快，但到东部地区不会有这种现象。吕总工程师对科学控制地下水位信心很足，“我们对地下水的水位有一个科学的算法， 根据以往五十年收集的历史数据,并结合野外检测的动态资料，用模型的方法把它反映出来， 仿真出地下水的状况，用科学的方法把抽水点布好，得出一个最优

25、的地下水数据，据此开采 地下水的地面下沉是完全可以控制的。”据吕工程师介绍，建设高层建筑的数量和地面沉降的直接关系并不很大，沉降出现与否 很多时候是由高层建筑的地基处理水平决定的，如果把地基打到深一些的地方，避开容易发 生沉降的区域，不会产生沉降。关键是选择的科学性。预警预报系统实时监测北京，沉降区不断向周边转移急需密切关注。谈及新近启动的监 测预警预报系统，吕总工程师说：“我们计划对北京所有的地面沉降点都进行监测，目前项 目一期主要监测沉降相对严重的地区，比如东郊八王坟地区等老沉降区和顺义、八仙庄、大 兴等新沉降区，在这些存在可压缩地层的地区内，我们主要监测它每年下降多少，超过一定 危险度要

26、发出警告。靠监测站网从平面到立体的整体监测，我们可以搞清楚沉降层的具体位 置，以便采取一些措施来预防。现在各个监测站实时监测，使用先进设备自动化采集很方便。 联网计算机一小时采到一个数据，可以形成一个变化曲线，如果出现突然变化，表明出现危 险。自然情况下的沉降，可以忽略不计。吕总工程师指出：虽然目前以八王坟为中心的东郊老沉降区依然在缓慢下沉，但属于整 体性均匀沉降，对地表的建筑物不会有大的破坏，但昌平、顺义、通州等新的沉降区的出现 最急需关注，这表明沉降区向东、东北、北、南移动。这些地区要快速发展势必要大量用水， 但是市区管网又够不着，自身地下水的开采科学性又不是很强，所以出现沉降中心转移的问 题。城镇建设中需要科学化，如果盲目取水造成地质灾害，就得不偿失。如果城市因沉降而 迁址，其成本远高于在离城市比较远的地方建立水厂，水送过来的成本。（记者段金平）