2010年6月29日星期二

“天坑”四現真相 “地陷海升”威脅來臨

“天坑”四現真相 “地陷海升”威脅來臨
陳永杰 胡?琦
2010年06月29日08:24

近期頻現的所謂‘天坑’和真正的天坑相比簡直是‘小巫見大巫’。即使是危地馬拉的巨洞也不夠格,英文報道中的用詞也不是‘tiankeng’而是‘giant sinkhole’(巨型塌陷洞)。

  “正當市民慶祝聖誕節時,一名地下管道工在工作中遇到地陷掉到裂縫裡,同一天有一名婦女開車陷入地裂的洞中。科學家認為是地下水減少形成空洞而引起地陷,但是大面積的地陷還在發生,許多人掉進去有去無回……”

  這是美國好萊塢著名災難大片《地陷危機》裡的故事。如今,類似片段卻在我國不少城市屢屢上演。

  4月27日,廣西六河村村口驚現“天坑”。

  5月30日,四川成都大邑縣新場鎮桐林村田間出現“天坑”,深度達5米。

  6月4日,浙江衢州,高速公路出現圓形巨坑。

  6月4日,江西省南昌市,一輛本田轎車在南昌街頭卡在塌陷路面上動彈不得。

  6月8日,晚上8時左右,湖南寧鄉縣大成橋鎮村民楊大姐家廁所突然塌陷,出現不明“天坑”,直徑達5米多,呈壇狀,口小裡邊大,還不時傳來垮塌聲,流水聲。

  6月16日19時,伴隨著“轟”的一聲巨響,南京長樂路箍桶巷東口的斑馬線處突然塌陷,露出一個長2米、寬2米、深3米的大坑。

  自今年4月底四川宜賓突現20多個“天坑”以來,四川、浙江、廣西、江西、廣東等地在不到兩個月的時間裡連續出現“天坑”現象。

  而地球的另一端似乎也不平靜,5月30日,南美洲的危地馬拉城區在一場龍卷風過后,突然出現了一個深100米、直徑約為20米的巨坑,當地人稱,一座3層高的建筑物和一幢民房被地洞吞噬。這個大洞乍看起來相當駭人,以至於有人驚呼“地獄之門”。英國《每日電訊報》就此還對世界各地的奇異“天坑”進行了盤點。

  國內外頻現“天坑”,引發人們的爭論和部分民眾的恐慌,甚至令不少網友聯想起了電影《2012》裡的“登船”一幕。

  難道人類真將迎來2012災難?

  “近來,各種由地面塌陷形成的大小不等的坑並不能被稱作天坑。”中國地質學會洞穴專業委員會榮譽主任、中國地質科學院岩溶地質研究所研究員朱學穩告訴《北京科技報》,“這是媒體對地質塌陷的夸大和誤讀。”

  其實,“天坑”是一個相當中國化的名詞,國際稱謂是“tiankeng”,也就是“天坑”的拼音。並非所有的地洞都能叫“天坑”,朱學穩在《喀斯特天坑略論》一文中給天坑下了一個定義:天坑是存在於碳酸鹽岩層中,從地面往下形成的深度和口部直徑都在百米以上的陷坑狀負地形,它是喀斯特地貌中規模最大的一種。如果進到坑內,你會發現它的四周岩壁峭立,而底部一般都連接著大型的地下河。

  因此,不難發現,近期頻現的所謂“天坑”和真正的天坑相比簡直是“小巫見大巫”。即使是危地馬拉的巨洞也不夠格,英文報道中的用詞也不是“tiankeng”而是“giant sinkhole”(巨型塌陷洞)。

  “真正的天坑隻能被人類發現,而不能被人類創造。”中國地質科學院岩溶地質研究所研究員、岩溶地質災害研究中心主任雷明堂告訴記者,盡管人們肉眼看到的結果是地表在一瞬間形成一個天坑,但其內部一系列地質作用的發生則起碼需要經過幾十萬年,這是一個極其漫長的積累過程,人類歷史的發展時間根本不能與之相提並論。“這些天坑早在人類文明出現以前就已經存在了,因此,當人類發現它們的時候往往會產生一種神秘感。”

  “而目前人們親眼所見的坑只是普通的地面塌陷,其形成原理有的與天坑比較相似,只是形成條件不是很‘苛刻’,它們都屬於正常的地質現象。即使有的塌陷造成一定損失成為地質災害,人們也不必恐慌。”雷明堂進一步解釋,“我國國土遼闊,自然地理和地質構造非常復雜,地質災害分布廣泛、活動頻繁,地面塌陷作為地質災害的一種類型,在我國是很普遍的。”

  浙江大學防災工程研究所所長尚岳全教授也表示,我國有近1/3的岩溶發育區,北方的山西、山東,尤其是西南地區,包括湖南西部、湖北西部、四川、廣西、貴州、雲南以及廣東北部都廣泛地存在石灰岩。石灰岩是一種可溶性岩石,極易被流水侵蝕,因此,這些地區每年都會有幾十起塌陷發生,根本不足為奇,而現階段接連出現這種事件只是一種偶然。

  中國地質大學安全工程研究中心主任趙雲勝教授告訴《北京科技報》,根據其成因,地質塌陷可以分成自然塌陷和人為塌陷兩大類。前者是碳酸鹽岩層或者岩層上覆蓋的土體由於自然因素作用,如地震、降雨、自重等,向下陷落而成,是“天災”﹔后者是由於地下水超採、不合理開礦及公路、鐵路等工程建設的作用導致的地面塌落,即“人禍”。

  面對當前國內頻發的塌陷,趙雲勝認為,與天坑完全由自然形成不同,盡管塌陷一般也都具備充分的地質條件,但人類活動是其主要的促發因素。

  四川成都大邑新場鎮、崇州懷遠鎮連續出現兩個塌陷,引起附近村民恐慌,猜測與地震有關。6月4日,成都市地質環境監測站工作人員實地調查后向媒體透露,大邑塌陷初步判定是由於常年抽採地下水使砂卵石層中的細粒砂逐漸被地下水帶走,致使砂卵石層在一定深度范圍內形成架空結構,后在地下水位變化及自重等因素作用下,致使地面下陷。

  崇州塌陷,初步判定是由於其附近曾進行過地震物探勘探,在沖擊鑽探及爆破震動影響下,卵礫石層變疏鬆,形成架空結構。隨著灌溉水不斷滲入,在地下水位變化及自重作用下發生的。

  此前,南京、武漢、北京等地也發生過鬧市區地面塌陷。針對城市出現的地面塌陷,趙雲勝認為,其主要原因應該是城市地下的各種管線或者地鐵等施工開挖后,沒有做好回填工序,造成地下土壤鬆動,在地下水的長期沖刷侵蝕下,形成地下空洞。

  而據美國媒體報道,此次危地馬拉城區出現的塌陷並非在石灰岩地區,因此排除是自然地質作用形成的。危地馬拉地下存在著過去火山爆發產生的厚厚的浮石層,它們很容易被侵蝕。近來由於危地馬拉的幾座火山爆發,堆積物一旦進入城市管道,就可能導致管道堵塞引起排水管爆裂,再加上熱帶風暴“阿加莎”帶來的暴雨作用,最終導致地面塌陷。

  在趙雲勝看來,無論“天災”還是“人禍”,水作為地面塌陷的動力條件其作用都是不容小覷的。暴雨侵襲,或者是過度開採地下水,都會破壞地下水的壓力平衡。從去年秋季至今年春季,近半年的干旱和緊接而來的暴雨在某種程度上對西南地區地質塌陷的形成有很大促進作用。

  在短短不到兩個月時間裡各地“天坑”頻繁發生,是不是地面塌陷有集中爆發的趨勢呢?趙雲勝認為,這主要和媒體的集中報道也有一定關系。“以前各地也會時常發生地面塌陷,只是相關部門進行調查,媒體大都沒有關注。現在媒體報道有很多進步,地面塌陷之類嚴重影響人們生活的事件一旦發生,媒體往往不會放過。”趙雲勝說。

  至於有很多人認為塌陷頻發是地震的前兆,地震部門不得不出面澄清。中國地質大學地球科學學院構造教研室李德威教授告訴《北京科技報》:“目前,地面塌陷能夠誘發地震沒有科學依據,但地震可以引起地面塌陷。”

  李德威說,各地出現的地面塌陷都是發生在局部地區,距離地面比較近的淺層,而構造地震的范圍就相對要大很多,發生在距離地面十幾公裡甚至更深的地層。

  如果地面塌陷與地震等構造運動有關,其分布應當有較強的方向性,而且應當與地震同時發生或在地震之后發生,一種是地震破壞造成地下受力結構改變,於是地震后伴隨著地陷發生﹔另一種是陷落地震,就是煤礦採空區或溶洞的塌陷造成震級較小的地震發生。

  而從媒體報道看,目前國內地陷地點的分布比較零散,當地也沒有出現過地震,因此與地震有關的說法沒有根據。

  面對我國頻繁發生的地面塌陷,我們究竟該如何應對呢?

  趙雲勝認為,雖然目前還不能准確預報地陷,但地陷發生前往往也有前兆出現,如井、泉突然干枯或渾濁翻沙,水位驟然降落,地面積水或人工蓄水(滲漏)引起的地面冒氣泡或水泡、地面出現環狀裂縫並不斷擴展,產生局部的地鼓或下沉現象,建筑物作響、傾斜、開裂等。

  據悉,我國已開展對地面塌陷多發區的定期監測,特別是在岩溶分布區、煤礦開採區、大型城市,長期、連續地監測地面、建筑物的變形和地下水水量、水態的變化,地下洞穴分布及其發展狀況等,防患於未然。在監測中使用了先進的地球物理勘探手段,包括地震勘探技術、電法勘探技術、重力和磁法勘探、放射性勘探技術,在查明地下洞穴分布、採空區的位置和范圍等方面發揮了越來越重要的作用。

  與預防相對的就是應對措施。趙雲勝認為,要用科學的理論具體問題具體分析,做到“對症下藥”,針對不同原因造成的地質塌陷採用不同的應對方法。

  針對山西等採煤地區由於採礦造成地下空洞而發生的地面塌陷,目前國內普遍採用充填碎石和選礦尾沙進行回填的方式,還有直接人為讓其塌陷,形成湖泊,防止在上面進行建設。對岩溶地區出現的數量眾多的塌陷坑,則主要通過灌漿解決,也就是將混凝土注入即可。

  而針對人類活動的影響,趙雲勝認為,如果對相關地質條件做出科學、嚴格的工程前期勘測和工程過程中做到實時監測,就可以基本杜絕地面塌陷的發生。

  但近年來,國內很多城市出現“地鐵熱”,紛紛上馬地鐵項目。而有些項目往往沒有做完前期地質勘測就開工,在施工中也沒有實時監測。杭州地鐵施工發生地面塌陷造成人員和財產的重大損失就是一個很好的警示。

  此外,地下水超採的問題已經相當嚴重。美國科羅拉多大學一份最新研究報告表明,全球33個人口密集的大型三角洲地區中,有2/3正面臨“地陷海升”的雙重威脅,而中國的長江三角洲、珠江三角洲及黃河三角洲,已“躋身”這一危機榜中最嚴重的一級。

  “嚴格控制地下水的超採和及時回灌地下水是目前最好的辦法。”趙雲勝說。

  針對已經發生的地面塌陷,趙雲勝認為,回填是主要的辦法。塌陷發生后對臨近建筑物的塌陷坑應及時填堵,以免影響建筑物的穩定。其方法是投入片石,上鋪砂卵石,再鋪上砂,表面用黏土夯實,經一段時間的下沉壓密后再用黏土夯實補平。
http://scitech.people.com.cn/BIG5/11997904.html

圖片:世界各地的沉洞、坑和塌路

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