[发明专利]减缓地面沉降及地震灾害的方法

说明书

本发明公开了一种减缓地面沉降及地震灾害的方法，包括：在河流植树造林，从而使河流携带雨水和地下水，减少携带泥沙物质。以及在河流建多级大坝逐级蓄水，用以降低河流的水流速度，从而使水流所携带泥沙物质沉淀，并减缓泥沙物质向下游长距离的输送泥沙物质。借此，本发明的减缓地面沉降及地震灾害的方法，可以阻止泥沙长距离迁移，使山区的物质能尽可能地留在原地，并减少了低洼处物质的增加量，从而避免了地面沉降，减缓了地震灾害。

技术领域

本发明是关于地质技术领域，特别是关于一种减缓地面沉降及地震灾害的方法。

背景技术

我国地形在不远的历史上经历了很多次变迁。如渤海湾曾因“海水变浅”，而变成湖；后因“海水变深”，海水曾淹过北京市西山脚下(徐杰，2004)。徐福东渡日本的出发地，并不是现在的海边。其根本原因是什么，一直是一个迷。

目前最引起关注的是地面沉降，而将地震等地质灾害归到其它学科。多年来，国内外专家对引发地面沉降的原因展开了广泛的探讨，研究表明沉降原因归纳起来大致可分为2大因素：①以地质构造运动为主的自然因素；②以地表载荷和地下工程为主的人为因素。自然因素可包括地震、火山、板块运动、地壳应力、土体固结等人类不能改变的自然活动；人为因素包含开采地下固体、流体等矿产和资源，以及地下大型施工建设等外在人为活动(周玉营,2017)。一些学者提出，城市超采地下水，导致地面沉降是主要原因。

事实上，人为因素的确可以导致沉降，很多海边城市即使排除掉人为因素，地面仍然沉降；在一些人口稀少的地区，如黄河入海口周边为盐咸地，不适于种植，人口极少，却仍出现持续地面沉降，这显然就不是人为因素了。

物质迁移的主体是全球河流携带泥沙入海、入湖，每年总输沙量约为200亿吨(景昭伟,2017)，其它还有冰川的移动，潮汐、滑坡、台风等次要因素。认为大陆高地形物质因风化作用，使坚硬的岩石变疏松，经雨水，河流搬运到湖泊、海洋而沉积下来；高地形的土壤也一起带入海洋，即传统的水土流失；当湖泊、海洋接受了持续的泥沙物质供给，增加了地壳的负荷，会使其沉降。如天津地区，黄河出海口，长三角地区，珠三角地区等，均有不同程度的沉降；从四川西部泯江上游携带的泥沙进入成都平原，也会产生一些堆积，使成都平原有轻微沉降。而高地形的地区则由于物质持续减少，会产生地壳均衡抬升，所以，很多山脉均出现了抬升。这种抬升显然和人类活动没有关系。如图4所示为我国华北平原地壳垂直运动速度平面图，可以看到，凡山区，是向上的箭头，即抬升；凡是平原或负地形地区，则有向下的箭头，代表沉降；图5是青藏高原及周边现今垂向运动的示意图，图5中青藏高原内部几个大湖地区会接收周围高地形的泥沙，表现为沉降，而东部与四川盆地交界的边缘、南部与印度交界的边缘坡度较大，出现较大抬升。

比较典型的例子是，青藏高原雅鲁藏布江经过印度，再流过孟拉加国达卡入海，巨大的高差使其输沙量大，使达卡成全球每年沉降最大的地区，而青藏高原流失大量物质而抬升最快，这种一升一降称为差异升降。我国西安及周边的地面沉降也是相似的原因，西安所处的渭河盆地为相对负地形低洼地区，其北部为鄂尔多斯高原，南部为秦岭高山地区，高地形地区的物质会随雨水，河流带入低洼的渭河盆地，使其沉降，余下的泥沙进入黄河。西安市内高楼，属人为因素，当建成后，虽然会产生小幅度沉降，但一般是建好后，负荷就固定不变了，人为因素的沉降停止；水库刚修好后也会有地面沉降甚至产生有感地震，但在沉降一个阶段后地壳就稳定了。这些人为过程产生的负荷量小，且数量固定。自然过程则不同了，它是一个持续不断物质迁移过程，和是否有人类活动没关系。所以即使不建高楼，不采地下水，渭河盆地也会沉降。