地面沉降是一种累进性地质灾害,会给滨海平原防洪排涝、土地利用、城市规划建设、航运交通等造成严重危害,其破坏和影响是多方面的。其中主要危害表现为:地面标高损失,继而造成雨季地表积水,防泄洪能力下降;沿海城市低地面积扩大、海堤高度下降而引起海水倒灌;海港建筑物破坏,装卸能力降低;地面运输线和地下管线扭曲断裂;城市建筑物基础下沉脱空开裂;桥梁净空减小影响通航;深井井管上升,井台破坏,城市供水及排水系统失效;农村低洼地区洪涝积水使农作物减产等,具体表现如下:
(1)损失地面高程,使洪涝灾害加剧,防洪、排涝工程效能下降
世界上有许多沿海城市,如日本的东京市、大阪市和新玛市,美国的长滩市,中国的上海市、天津市、台北市等,由于地面沉降致使部分地区地面标高降低,甚至低于海平面。这些城市经常遭受海水的侵袭,严重危害当地的生产和生活。为了防止海潮的威胁,不得不投入巨资加高地面或修筑防洪墙或护岸堤。
中国上海市的黄浦江和苏州河沿岸,由于地面下沉,海水经常倒灌,影响沿江交通,威胁码头仓库。1956年修筑防洪墙,1959~1970年间加高5次,投资超过4亿元,每年维修费也达20万元。为了排除积水,大得不改建下水道和建立排水泵站。
1985年8月2日和19日,天津市沿海海水潮位达5.5m,海堤多处决口,新港、大沽一带被海水淹没,直接经济损失达12亿元。1992年9月1日,特大风暴再次袭击天津、潮位达5.93m,有近100km海堤浸水,40余处溃决,直接经济损失达3亿元。虽然风暴潮是气象方面的因素而引起的,但地面沉降损失近3m的地面标高也是海水倒灌的重要原因。
地面沉降也使内陆平原城市或地区遭受洪水灾害的频次增多、危害程度加重。可以说,低洼地区洪涝灾害是地而沉降的主要致灾特征。无可否认,江汉盆地沉降、洞庭湖盆地沉降(现代构造沉降速率为10mm/a)和辽河盆地沉降加重了1998年中国的大洪灾。
(2)建筑物、构筑物、公路、桥梁等遭受破坏
地面沉降特别是不均匀沉降破坏建筑物地基,严重影响建筑物的正常使用和寿命,影响地铁、越江隧道、桥梁、高速公路、高架道路、城市供水、供气等地下管网和西气东输管线、高层建筑等的正常运营
美国内华达州的拉斯维加斯市、因地面沉降加剧,建筑物损坏数里冲亮兄剧增。我国江阴市河塘镇地面塌陷,出现150m以上的沉降带,造成房尾墙壁开裂、楼板松动、横梁倾斜、地面凹凸不平,约5800m2时建筑物成为危房,一座幼儿园和部分居民已被迫搬迁。地面沉降强烈的地区,伴生的水平位移有时也很大,如美国民滩市地面垂直沉降伴生的水平位移最大达到3m,不均匀水平位移所造成的巨大剪切力,使路面变形、铁轨键兆扭曲、桥墩移动、墙壁错断倒塌、高楼支柱和框架弯扭断裂、油井及其他管道破坏。
由于地面下降一些园林古迹遭到严重的损坏。如我国苏州市朴园内的亭台楼群阁、区廊假山,经常被水淹没,园内常年备有几台水泵排水。
(3)桥下净空减小,内河通航能力下降
桥墩随地面沉降而下沉,使桥下净空减小,导致水上交通受阻。上海市的苏州河,原先每天可通过大小船只2000条,航运量达(100~120)×104t。由于地面沉降,桥下净空减小,大船无法通航,中小船只通航航也受到影响。
(4)港口设施失效
地面下沉使码头大去效用,港口货物装卸能力下降。美国的长滩市,因地面下沉而使港口码头报废,我国上海市海轮停靠的码头,原标高5.2m,至1964年已降至3.0m,高潮时江水涌上地面,货物装卸被迫停顿。
据散袭有关部门估计,上海地面每沉降1mm,就会造成1000万元的经济损失。40年来,上海因地面沉降造成的经济损失达2900亿元。苏锡常地区也造成了数百亿元的损失。由于地面沉降天津塘沽沉降中心的高程已不足1m,现有防潮堤不足以抵挡海水,1992年9月1日潮位达5.93m,部分码头、库房、工厂、农田被淹,仅这一次被淹的直接损失就达3.99亿元。总之,经济越发达的地区,地面沉降造成的损失也越大,严重影响着城市建设和经济发展。
地质灾害科普讲堂