正在下沉的上海

2012-12-06 17:19:20

来源: 时代周报

1966-2011年的45年间，上海累计地面沉降约0.29米。1921-1965年的45年间，上海地面下沉约1.69米。1921-2000年，上海地区平均沉降了一个刘翔的高度—1.89米，最为严重的杨浦区则达到了姚明的高度。

本报记者韩玮发自上海

1966-2011年的45年间，上海累计地面沉降约0.29米。11月20日，《上海市地面沉降防治管理条例（草案）》提交上海市人大常委会一审，相关数据得以公布。

29厘米是什么概念？与过去相比，这一数值已有较大幅度的缩减。比如，1921-1965年的45年间，上海地面下沉约1.69米。

根据同济大学经管学院技术经济及管理专业博导张维然及团队的研究，1921-2000年，上海地区平均沉降了一个刘翔的高度—1.89米，最为严重的杨浦区则达到了姚明的高度。

结合上述三项数值可以推算，最近十年，即2001-2011年，上海总共下沉9厘米，每年均值控制在1厘米以内。

实际上，地面沉降不仅仅是上海的主要地质灾害，此前，国土资源部公布的一份官方地质调查报告显示，包括北京、天津在内的全国50多个城市都面临同样的问题。

损失总计2943亿元

上海的地面下沉可以追溯至1930年。据历史资料记载，当时的水准测量就已经发现水准标点沉降的现象，但由于测量精度不高，未能引起重视。

1949年后，上海市在发展工业建设的同时，水准测量也系统、精密地展开，因而，地面沉降的问题得以暴露。

上海市地质调查研究院的资料显示，在沉降形势较为严峻的1956年-1959年，普陀区形成蝶形的沉降中心，下沉速率达到200毫米/年；其西面的长宁区则每年平均沉降150毫米。

“上世纪五六十年代的上海是全国重要的纺织业基地，为了节省成本，很多企业挖掘了大量工业用井，毫无节制地抽取地下水。不久，上海市政府意识到问题后，马上采取措施干预。”张维然说。

理论上，导致地面下沉的原因很多，自然因素包括地壳变化以及海平面上升，而人为因素牵涉到地下水开采、天然气开采、工程建筑物使地基土地发生变形等方面。

多位接受采访的学者告诉时代周报，在工业化时代，不合理的地下水开采是上海下沉的主因。从机理上分析，上海的软土地基就如一块大海绵，大量渗水被抽取后，它会失去弹性，并最终变形、下陷。

事实上，大片华北、华东地区至今面临相同的问题。由中国地质科学院水文地质环境地质研究所完成的《华北平原底下水可持续利用能力》项目研究显示，华北平原浅层地下水每年超采26.4亿立方米，深层地下水每年超采12.4亿立方米，华北平原已形成由冀枣衡漏斗、沧州漏斗和德州漏斗组成的环渤海复合大漏斗，约7.2万平方公里。

而地面沉降将招致数额巨大的经济损失。2002年，张维然团队和上海地质调查研究院曾对之做过细致的分析。据介绍，1921-2010年间，上海地面沉降造成了十几个类别的损失，总计2943亿元，如果考虑通货膨胀因素，数值更大。

为了防治沉降，1965年以后，上海市开始采取压缩地下水开采以及开展人工回灌地下水等措施。张维然发现，在上述措施出台之前，1921-1964年，上海每年的平均沉降量为27.93毫米，而在这之后，1965年—2001年，这一数值明显下降，回落至6.19毫米。

与此同时，按照过去的沉降速率，张维然推算得出，若不加防治，1965-2001年，上海地面可能会下沉1370毫米之多，而目前，实际的沉降量为220.96毫米，不足前者的1/5。

“所谓人工回灌，其实就是向地下注水，这是目前世界上防治地面沉降较为常用的一种方法。”上海市地质调查研究院环境研究所副所长刘金宝告诉记者，一次回灌试验结束后，最远的监测点的地面回弹了1.5毫米。

“对于上海来说，回灌是非常有效的措施。但由于地质构造不同，其他地区不一定也能取得相同的效果。”2005年回国以前，上海交通大学船舶海洋与建工学院土木工程系主任沈水龙在日本从事地面沉降研究，而当时，日本不少地方遇到的难题就是地下水无法回灌。故而，这个药方是否适用于其他下沉的城市还有待进一步的实践。

高层建筑可能并非主因

尽管沉降速率已大大减小，但上海仍在下沉，而且情况正变得复杂。

事实上，得益于防治得当，上世纪80年代，上海地面已基本停止下沉，甚至有了一些反弹。但到90年代，随着上海越来越“高”，地面沉降重新加速，不过，与五六十年代相比，沉降量小得多。

“1966-2011年下降的29厘米中，有一大部分沉降发生于最近20年。”沈水龙对时代周报表示。

数据显示，“十一五”期间，上海市累计地面沉降量大于50毫米的范围达到162平方公里，其中，中心城区与近郊区形成若干个地面沉降次中心，出现平均累计沉降量普遍大于0.6米、最大累计沉降量接近3米的洼地。而虹桥、三林、张江等地区的局部甚至形成了年均沉降量超过30毫米的沉降中心。

在11月20日召开的上海市人大常委议上，有关方面解释，上海年地下水开采与回灌在总量上已基本实现动态平衡。但随着城市高层、超高层建筑不断兴建，大规模深基坑降排水已成影响上海地面沉降的主要因素之一。

对此，张维然解释，高层建筑以及城市地铁都需要建设地下工程，需要挖井排水，这与过量抽取地下水导致地基丧失弹性是相同的机理。

不过，沈水龙教授最新的研究发现，在1966年以前，上海地下水的抽取量与地面沉降量非常相关，但最近几年，这个规律已经不再适用。

“有学者认为，上海地面沉降的主要原因是高层建筑。的确，这个荷载会对地面沉降产生影响，但我认为，只能在一定建筑范围内，对局部地区产生作用，不会导致上海地面的整体下沉。”沈水龙说。

事实上，2003年，上海市地质调查研究院曾对陆家嘴地区与多层建筑密集区进行过沉降监测。其中，前者摩天大楼林立，后者则以多层建筑居多。然而，监测数据出乎意料，相比陆家嘴12.56毫米/年的沉降速率，多层建筑密集区的数值竟然更高，达到15.14毫米/年。

“上海目前的地面沉降可能是地下水渗流路径被改变引起的。”沈水龙的这一观点最近已发表在一本国际知名的专业期刊上。他告诉时代周报，“近年来，上海建造了大量地下建筑物，它们会阻隔地下水的渗流路径，从而使得整块‘海绵’的弹性下降。”

按照这种思路，沈水龙认为，有关部门在进行地下建筑规划时，应尽量避免破坏土质分布的自然状态，如果不可避免，必须留下通道，使得地下水的渗流接近于天然、原始的状态。

“尽管目前，上海每年的沉降量很少，但积少成多，所以，上海的地面是否会持续下沉，什么条件下可以稳定甚至反弹，这些问题市政府应当作为专项课题进行着重研究。”张维然说。

此外，时代周报记者在采访中了解到，有关上海地面沉降还有诸多需要深入研究的地方。比如，通常来说，高层建筑沉降5-10年后便会趋于稳定，但上海的一些高楼已经下沉超过15年，而且还在沉降。又如，在软土地基的条件下，如何在高楼施工时减少沉降？

可引进透水马路

实际上，地面沉降属于国际性难题，而且，几乎所有国家在工业化、城市化的过程中都会遇到，区别只在于程度。

严重者如墨西哥城，统计数字显示，这座城市经历过去100年的发展后，大约下陷9.14米，部分地区的沉降速度达到了0.38米/年。

而在中国，华北平原已经成为地面沉降连片分布范围最广的地区。中国地质环境监测院2008年的调查显示，在这片14万平方公里的范围内，沉降大于200毫米的面积超过6.4万平方公里，占全国总沉降面积的近80%。

而问题的症结与曾经的上海如出一辙：过度开采地下水。而上海的经验也已说明，控制地下水开采，以及人工回灌对治理地面沉降较为有效。

“在华北以及其他水资源紧张的地区，绝对不可以修建高尔夫球场。”张维然认为，改变要从这里着手。

“高尔夫球场的草坪非常‘吃水’，比如北京，它的水资源十分匮乏，如果抽取地下水，甚至依靠南水北调得来的水供应高尔夫球场，这是一种极大的资源践踏。”

张维然认为，从保护地下水的角度出发，各地政府应当出台一个一揽子规划，严格限制某些区域上马耗水量大的项目，并以此为依据制定法规。

而对于上海市地面沉降防治管理条例（草案），有学者认为，针对违反采灌地下水和违法施工行为的处罚依然不够严厉，应当进一步加强。

“节水依然是缓解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。对于华北地区而言，发展节水农业、清退耗水工业是当务之急。”张维然认为，目前，各地在市政建设过程中还可以引进透水马路。这一技术已在日本、欧洲得到广泛的运用，而它的首要优点就在于能够让自然降水迅速透过地表，适时补充地下水资源。

与此同时，多位受访的学者还表示，近几年，全球气候变暖，海平面上升，其结果之一就是海水倒灌，陆地平面相对下降。目前，日本以及欧洲的很多国家都致力于研究这个问题，但国内对之的关注很少。“所以，上海在防治地面沉降的同时也要预防海平面上升引起的地下建筑物上浮的问题。”