杭嘉湖地区地面沉降主要由地下水开采引起。长期大量开采地下水,水位大幅度下降,导致含水层上覆软土层孔隙水压力降低,使软土层固结失水,土层压缩,同时含水层颗粒排列更趋紧密,从而形成地面沉降。
地面沉降随地下水的开采而持续发展。随着地下水不断开采,地下水位持续下降,地面沉降也不断发展(见图1)。嘉兴城区1963年以前开采量基本上在600万m3以下,1964年猛增至1000万m3以上,水位降至-20m,开始出现地面沉降。上世纪80年代中期开始,各县市地下水开采量增加,区域地下水位迅速下降,在开采集中的城镇先后发生地面沉降。上世纪90年代以来,地面沉降遍及全区,地面沉降漏斗体积达6.74亿m3,占全区地下水累积开采量体积的24.7%。
图1 嘉兴市地面沉降与地下水开采关系曲线图
地面沉降与地下水位关系密切。主要表现为:
(1)地面沉降分布范围与地下水位降落漏斗展布形态基本吻合。嘉兴城区为沉降中心,崇福、乌镇、梧桐、屠甸、王江泾、平湖成关、海盐武原镇等地下水开采集中的城镇为次一级漏斗中心的巨型地面沉降漏斗,这与杭嘉湖地区开采量最大的第Ⅱ承压含水组水位降落漏斗基本一致。杭嘉湖地区地下水开采量主要集中在东部的嘉兴市范围,地下水位东部明显低于西部,地面沉降也表现为东部比西部严重,地面沉降范围及幅度明显受地下水位下降幅度控制。
(2)年内沉降量随地下水位的升降而变化。嘉兴市区水位常年开采,每年的5~10月为开采高峰期,地下水位显示出季节性变化(见表1)。地面沉降在水位回升期与下降期有明显差异。(www.xing528.com)
(3)地面沉降速率受地下水位控制。嘉兴市区自1964年出现地面沉降后,随着地下水开采水位进一步下降,地面沉降速率也随之增加(见表2)。1982年后由于开采量递减,水位下降速率明显减缓,到1987年中心平均水位达最低值(-45.92m),1988年后中心水位基本保持在-43~-45m,并略有回升,但由于沉降的滞后效应,沉降速率到1990年后开采减缓,此后,水位对沉降速率的影响明显减弱。
表1 嘉兴市区地面沉降量年内变化特征值表 单位:mm
表2 嘉兴市漏斗中心平均水位与地面沉降中心速率统计表
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