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超采地下水致华北地面沉降清晰可见 北京天津等最严重(图)
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montreal
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2011-10-31 01:29
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超采地下水致华北地面沉降清晰可见 北京天津等最严重(图)
超采地下水致华北地面沉降清晰可见 北京天津等最严重(图)
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在沧州市中心，沉降特征清晰可见，出现沉降的地面和原来的地面高度相差约30厘米
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华北在下沉
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超采地下水导致华北平原过半面积出现地面沉降，北京天津塘沽沧州最严重，沧州40年沉降2.4米
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日前，央视一则河北省沧州市人民医院病房变喷泉的消息引起广泛关注。报道称，医院原先的三层小楼由于地面沉降，逐渐变成了两层，2009年不得不拆除建成喷泉。虽然听起来新鲜，传达的信息却十分沉重：地面沉降。
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华北平原的地面沉降并不是新问题。自上世纪50年代以来，华北平原京津唐—沧州、衡水一带持续发生大片地面沉降，局部累计最大沉降量 3.18m，最大年沉降量高达100mm以上，受影响面积7万余平方公里，占华北平原一半以上，其中以北京、天津、塘沽和沧州等地最为严重。据中国地质环境监测院地质调查与科技处处长吴爱民介绍，从上世纪70年代至今，沧州大约沉降了2.4米。
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世界最大漏斗区
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地下水超采所致
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从科学角度来说，造成地面沉降的原因有很多，如地壳运动、土壤自然压实等自然原因，也有开采石油天然气的人为因素。而对华北平原而言，公认的罪魁祸首是过度汲取地下水。
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根据中国地质科学院水文地质环境地质研究所承担的《华北平原地下水安全与可持续利用》项目成果，上世纪80年代以来，京津唐地区每年平均超采地下水近6亿立方米。该所领衔的另一项《全国地下水资源及其环境问题综合评价及专题研究》显示，华北平原深层地下水超采状况居全国之首，开采程度(以实际开采量与允许开采量之比来表示)达到177.2%。其中情况最糟糕的当属海河流域，根据官方数据，累计超采水量已有1000多亿立方米，而这相当于我国最大的淡水湖鄱阳湖近70%的蓄水量。
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“排空雪浪奔腾远，得水鱼龙变化多”，古人曾这样称赞海河的浩荡恣肆，而如今，海河流域可利用的全部地表水源中，有1/3靠黄河输入。按照海河水利委员会的统计，由于过度开采浅层地下水，虽然海河流域平原面积只有黄河流域的80%左右，但漏斗规模却是后者的15倍。
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在这个世界最大的漏斗区上，是占全国国民生产总值近30%的环渤海经济圈，有首都北京、直辖市天津等重要城市。水资源短缺带来的地面沉降，已成为该地区发展不可忽视的掣肘。2008年，中国地质调查局历时5年完成的《华北平原地面沉降调查与监测综合研究》表明，地面沉降给该地区造成的直接经济损失达404.42亿元，间接经济损失2923.86亿元，累计损失3328.28亿元。而且随着地面沉降情况的恶化，经济损失也不断扩大。
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北京市区持续下沉
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城市发展渐受影响
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北京市政府和中国地质调查局分别主持过关于北京市地面沉降的科研项目，北京理工大学教授杨艳在《北京平原区地面沉降现状及发展趋势分析》一文中透露，截至2009年底，北京市最大年沉降量达到137.51mm，最大累计沉降量1163mm。沉降现象严重的地区，包括海淀、朝阳等经济、文化繁荣的城区。
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目前，建筑、道路和基础设施相当密集的北京市区受沉降影响已逐渐显现，其中地下管道面临着最大挑战，易弯曲、变形甚至破裂。拿自来水管来说，2000年以来，超过1/3的北京市自来水供水管线破损开裂是由地基下沉引起的，而且水管破损现象多集中在地面沉降发育较严重的朝阳区和东城区。其他如燃气管破损、路面塌陷等市政设施的破坏事件，也有地面沉降的潜在影响。
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北京市现在有八条地铁、一条机场快轨。目前地铁13号线、10号线和轻轨大兴线、亦庄线等均经过或靠近沉降区，地面沉降对轨道安全构成潜在威胁。早在2004年，北京市建委重大项目处就宣布，地铁蒲黄榆站在施工时引起地面较大沉降，不得不采取多项处理措施加以控制；2005年，《新京报》就北京地铁黄庄站发生沉降进行了报道，在距离地铁站二三十米处形成了一个直径约3米、深约2米的深坑；2009年，北京西单地铁换乘站发生路面沉降约1.85 厘米，影响到长安街近40平米。
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作为全国重要交通枢纽，北京市的高铁建设走在全国前列。而京津、京沈、京唐等城际枢纽工程，无一例外经过地面沉降发育严重区。台湾高铁当下面临的危机就是最直接的教训。
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今年6月，台湾有关部门负责人亲口证实，耗资5000亿新台币兴建的台湾高铁在云林和彰化地区面临地层下陷问题，以每年7到8厘米的速度沉降，若问题得不到解决，台湾高铁的使用寿命只剩下10年。据悉，台湾地面沉降的主要原因也是过度抽取地下水。最初当局在建设高铁时，曾有意避开长期超抽地下水的有关乡镇，但孰料近年来地面沉降发育越发严重，下陷地区逐渐逼近高铁沿线，直接威胁高铁使用寿命。
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此外，按照京沪高铁时速380公里的设计要求，工后沉降的数值在100年内不能超过5毫米。京沪高铁途经现时世界上最大的漏斗区，要做到“百年不超5毫米”，无论对前期工程设计、还是对后期沉降监测，都提出了很高的要求。
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南水北调难以治本
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节水才是必由之路
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对地面沉降的治理近些年已得到国土资源部等相关政府部门的高度重视。
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国土资源部副部长汪民曾表示，在“十二五”甚至更长一段时期内，地面沉降将成为影响我国经济社会发展比较突出的一种灾害，地面沉降防治应当放在非常重要的位置上。自2007年起，由国土资源部牵头的全国地面沉降防治部际联席会议制度建立，2009年国家开始大力推进包括华北平原在内的重点地区地面沉降调查监测工作，逐步建成由空中遥感、地面GPS和地下分层标组成的立体监测网络体系。2011年9月，国土资源部组织编制的《全国地面沉降防治规划 (2011-2020)》成稿，成为接下来10年间治理地面沉降的重要指导文件。
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但是，当下已有成果是关于沉降调查监测的专项，针对预防和治理的专门性措施尚需时日。
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控制地下水开采、优化地下水开采布局是眼下可以采取的防止情况进一步恶化的重要措施。自2011年3月1日起，北京市开始实施《北京市水污染防治条例》，对地下水开采使用进行了严格限制。
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控制地下水开采对治理地面沉降有效，但落实起来有不小的难度，城市开发中一些耗水量极大的项目依然会上马。
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就在今年，北京市地面沉降最严重的地区被曝修建高尔夫球场。据《新京报》报道，北京市朝阳区金盏附近一年的地面沉降量就达到137毫米，居全国之首；而就在这里的温榆河河道中，今年8月还有一处大型高尔夫球场正在建设中。高尔夫球场耗水量很大，北京将近60家高尔夫球场一年消耗4000万吨水，绝大多数抽取自地下。在城市化建设过程中，节水的目标时时让位于开发的需要，尤其当高消耗产业有广阔的市场需求和高额的经济利润时。这类短视的逐利行为是以城市的持续性发展做赌注，甚至押上了整个海河流域乃至华北地区的水安全和地质安全。
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南水北调，目前被视为解决北京过度抽取地下水、导致地面沉降的重要工程。但是，情况并不乐观。专家曾介绍，2010年前北京市地下水用水量占全市总用水量的50%。随着南水北调工程的加速运行，北京市放松对地下水的储备，开始大规模利用地下水资源。目前，北京市地下水利用量已占到了总用水量的 70%-80%，而南水北调工程开始发挥作用之后，北京市的地下水资源能不能得到补充还是个未知数。
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更重要的是，地面沉降很有可能影响南水北调工程的安全。南水北调东线在经过河北省境内时，北运河受地面沉降影响后，河床下降，坡降更为平缓，水流流速放慢，这样一来，输水流量可能达不到工程设计标准，如地面沉降再继续发展，堤防的安全也要受到严重的危害。由此看来，南水北调并不能解决华北平原水危机的全部，更不是地面沉降的治本之策。
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如今，北京、天津的河流利用率已达90%以上，而按照国际标准，利用极限是40%，已经会对生态环境造成破坏。每年，北京、天津都要从水资源同样紧张的河北省调水，高达19亿立方米。虽然，河北省同样是用水困难户，人均水资源不足200立方米，属于300立方米以下危及人类生存生活底线的灾难性标准。而北京的情况更为严峻，人均水资源不足100立方米。
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节水，仍然是缓解该地区由水资源短缺引发的一连串地质环境、社会经济、城市建设等问题的关键。对华北地区而言，发展节水农业、清退耗水工业已是当务之急，一定要在“节流”上下狠功夫。2007年，北京市已宣布要在五年内清退所有的高耗水企业，迈出了可喜的一步。同年，天津市工业用水量下降水平居全国之首，降幅达20%。
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他山之石
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华北平原：世界最大漏斗区
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事实上，地面沉降不是华北平原才有的现象，台湾、美国、日本等国家或地区也是地沉高危区。上海市地质调查研究院的工程师龚士良曾撰文《台湾地面沉降现状与防治对策》，介绍台湾的治理方案。其中值得我们参考的包括整体规划地面沉降区土地利用方式、引导产业转型；以及在地下水管理上，进行水井清查，开征地下水水权费。美国的圣克拉拉山谷地区有成功制止沉降的经验，在上世纪50年代已就治理沉降取得了良好的成绩，该地区采纳了含水层存储和恢复技术 (ASR)，并修筑蓄水坝收集雨水。日本治理地面下沉的历史有30多年，主要通过立法的手段限制对地下水过度开采。早于1956年和1962年，日本分别实施了《工业用水法》和《建筑用地下水关联法》，之后地面下沉速度趋于缓和。
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