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上海地面下沉新報道 為高層建筑平反 [推薦]
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11月20日,《上海市地面沉降防治管理條例(草案)》提交上海市人大常委會一審,相關數據得以公布。29厘米是什么概念?與過去相比,這一數值已有較大幅度的縮減。比如,1921-1965年的45年間,上海地面下沉約1.69米。根據同濟大學經管學院技術經濟及管理專業(yè)博導張維然及團隊的研究,1921-2000年,上海地區(qū)平均沉降了一個劉翔的高度—1.89米,最為嚴重的楊浦區(qū)則達到了姚明的高度。結合上述三項數值可以推算,最近十年,即2001-2011年,上?偣蚕鲁9厘米,每年均值控制在1厘米以內。實際上,地面沉降不僅僅是上海的主要地質災害,此前,國土資源部公布的一份官方地質調查報告顯示,包括北京、天津在內的全國50多個城市都面臨同樣的問題。
損失總計2943億元
上海的地面下沉可以追溯至1930年。據歷史資料記載,當時的水準測量就已經發(fā)現水準標點沉降的現象,但由于測量精度不高,未能引起重視。1949年后,上海市在發(fā)展工業(yè)建設的同時,水準測量也系統、精密地展開,因而,地面沉降的問題得以暴露。
上海市地質調查研究院的資料顯示,在沉降形勢較為嚴峻的1956年-1959年,普陀區(qū)形成蝶形的沉降中心,下沉速率達到200毫米/年;其西面的長寧區(qū)則每年平均沉降150毫米!吧鲜兰o五六十年代的上海是全國重要的紡織業(yè)基地,為了節(jié)省成本,很多企業(yè)挖掘了大量工業(yè)用井,毫無節(jié)制地抽取地下水。不久,上海市政府意識到問題后,馬上采取措施干預!睆埦S然說。
理論上,導致地面下沉的原因很多,自然因素包括地殼變化以及海平面上升,而人為因素牽涉到地下水開采、天然氣開采、工程建筑物使地基土地發(fā)生變形等方面。
多位學者表示,在工業(yè)化時代,不合理的地下水開采是上海下沉的主因。從機理上分析,上海的軟土地基就如一塊大海綿,大量滲水被抽取后,它會失去彈性,并最終變形、下陷。
事實上,大片華北、華東地區(qū)至今面臨相同的問題。由中國地質科學院水文地質環(huán)境地質研究所完成的《華北平原底下水可持續(xù)利用能力》項目研究顯示,華北平原淺層地下水每年超采26.4億立方米,深層地下水每年超采12.4億立方米,華北平原已形成由冀棗衡漏斗、滄州漏斗和德州漏斗組成的環(huán)渤海復合大漏斗,約7.2萬平方公里。而地面沉降將招致數額巨大的經濟損失。
2002年,張維然團隊和上海地質調查研究院曾對之做過細致的分析。據介紹,1921-2010年間,上海地面沉降造成了十幾個類別的損失,總計2943億元,如果考慮通貨膨脹因素,數值更大。為了防治沉降,1965年以后,上海市開始采取壓縮地下水開采以及開展人工回灌地下水等措施。張維然發(fā)現,在上述措施出臺之前,1921-1964年,上海每年的平均沉降量為27.93毫米,而在這之后,1965年—2001年,這一數值明顯下降,回落至6.19毫米。與此同時,按照過去的沉降速率,張維然推算得出,若不加防治,1965-2001年,上海地面可能會下沉1370毫米之多,而目前,實際的沉降量為220.96毫米,不足前者的1/5。
“所謂人工回灌,其實就是向地下注水,這是目前世界上防治地面沉降較為常用的一種方法。”上海市地質調查研究院環(huán)境研究所副所長劉金寶告訴表示,一次回灌試驗結束后,最遠的監(jiān)測點的地面回彈了1.5毫米。“對于上海來說,回灌是非常有效的措施。但由于地質構造不同,其他地區(qū)不一定也能取得相同的效果。”2005年回國以前,上海交通大學船舶海洋與建工學院土木工程系主任沈水龍在日本從事地面沉降研究,而當時,日本不少地方遇到的難題就是地下水無法回灌。故而,這個藥方是否適用于其他下沉的城市還有待進一步的實踐。
高層建筑可能并非主因
盡管沉降速率已大大減小,但上海仍在下沉,而且情況正變得復雜。
事實上,得益于防治得當,上世紀80年代,上海地面已基本停止下沉,甚至有了一些反彈。但到90年代,隨著上海越來越“高”,地面沉降重新加速,不過,與五六十年代相比,沉降量小得多。“1966-2011年下降的29厘米中,有一大部分沉降發(fā)生于最近20年!鄙蛩埍硎。
數據顯示,“十一五”期間,上海市累計地面沉降量大于50毫米的范圍達到162平方公里,其中,中心城區(qū)與近郊區(qū)形成若干個地面沉降次中心,出現平均累計沉降量普遍大于0.6米、最大累計沉降量接近3米的洼地。而虹橋、三林、張江等地區(qū)的局部甚至形成了年均沉降量超過30毫米的沉降中心。
在11月20日召開的上海市人大常委議上,有關方面解釋,上海年地下水開采與回灌在總量上已基本實現動態(tài)平衡。但隨著城市高層、超高層建筑不斷興建,大規(guī)模深基坑降排水已成影響上海地面沉降的主要因素之一。對此,張維然解釋,高層建筑以及城市地鐵都需要建設地下工程,需要挖井排水,這與過量抽取地下水導致地基喪失彈性是相同的機理。不過,沈水龍教授最新的研究發(fā)現,在1966年以前,上海地下水的抽取量與地面沉降量非常相關,但最近幾年,這個規(guī)律已經不再適用。
“有學者認為,上海地面沉降的主要原因是高層建筑。的確,這個荷載會對地面沉降產生影響,但我認為,只能在一定建筑范圍內,對局部地區(qū)產生作用,不會導致上海地面的整體下沉!鄙蛩堈f。事實上,2003年,上海市地質調查研究院曾對陸家嘴地區(qū)與多層建筑密集區(qū)進行過沉降監(jiān)測。其中,前者摩天大樓林立,后者則以多層建筑居多。然而,監(jiān)測數據出乎意料,相比陸家嘴12.56毫米/年的沉降速率,多層建筑密集區(qū)的數值竟然更高,達到15.14毫米/年!吧虾D壳暗牡孛娉两悼赡苁堑叵滤疂B流路徑被改變引起的!鄙蛩埖倪@一觀點最近已發(fā)表在一本國際知名的專業(yè)期刊上。他表示,“近年來,上海建造了大量地下建筑物,它們會阻隔地下水的滲流路徑,從而使得整塊‘海綿’的彈性下降!
按照這種思路,沈水龍認為,有關部門在進行地下建筑規(guī)劃時,應盡量避免破壞土質分布的自然狀態(tài),如果不可避免,必須留下通道,使得地下水的滲流接近于天然、原始的狀態(tài)!氨M管目前,上海每年的沉降量很少,但積少成多,所以,上海的地面是否會持續(xù)下沉,什么條件下可以穩(wěn)定甚至反彈,這些問題市政府應當作為專項課題進行著重研究!睆埦S然說。
可引進透水馬路
實際上,地面沉降屬于國際性難題,而且,幾乎所有國家在工業(yè)化、城市化的過程中都會遇到,區(qū)別只在于程度。嚴重者如墨西哥城,統計數字顯示,這座城市經歷過去100年的發(fā)展后,大約下陷9.14米,部分地區(qū)的沉降速度達到了0.38米/年。而在中國,華北平原已經成為地面沉降連片分布范圍最廣的地區(qū)。中國地質環(huán)境監(jiān)測院2008年的調查顯示,在這片14萬平方公里的范圍內,沉降大于200毫米的面積超過6.4萬平方公里,占全國總沉降面積的近80%。
而問題的癥結與曾經的上海如出一轍:過度開采地下水。而上海的經驗也已說明,控制地下水開采,以及人工回灌對治理地面沉降較為有效!霸谌A北以及其他水資源緊張的地區(qū),絕對不可以修建高爾夫球場!睆埦S然認為,改變要從這里著手!案郀柗蚯驁龅牟萜悍浅!运,比如北京,它的水資源十分匱乏,如果抽取地下水,甚至依靠南水北調得來的水供應高爾夫球場,這是一種極大的資源踐踏!睆埦S然認為,從保護地下水的角度出發(fā),各地政府應當出臺一個一攬子規(guī)劃,嚴格限制某些區(qū)域上馬耗水量大的項目,并以此為依據制定法規(guī)。而對于上海市地面沉降防治管理條例(草案),有學者認為,針對違反采灌地下水和違法施工行為的處罰依然不夠嚴厲,應當進一步加強。
“節(jié)水依然是緩解由水資源短缺引發(fā)的一連串地質環(huán)境、社會經濟、城市建設等問題的關鍵。對于華北地區(qū)而言,發(fā)展節(jié)水農業(yè)、清退耗水工業(yè)是當務之急。”張維然認為,目前,各地在市政建設過程中還可以引進透水馬路。這一技術已在日本、歐洲得到廣泛的運用,而它的首要優(yōu)點就在于能夠讓自然降水迅速透過地表,適時補充地下水資源。
與此同時,多位受訪的學者還表示,近幾年,全球氣候變暖,海平面上升,其結果之一就是海水倒灌,陸地平面相對下降。目前,日本以及歐洲的很多國家都致力于研究這個問題,但國內對之的關注很少。“所以,上海在防治地面沉降的同時也要預防海平面上升引起的地下建筑物上浮的問題!薄
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