經常坐京津城際高鐵的人會發現,高鐵在經過天津的楊村或北京的亦莊附近時,往往會降速,從將近時速300公裡變成時速150公裡左右。
讓我們將目光從亦莊往北延伸50公裡,在北京高麗營地區的田野裡,你有可能會看到地面上裂開了一個大口子。
為什麼高鐵會降速?地面會裂口子?其實這都是地面沉降「惹的禍」。假如你能「透視」大地,你就會發現京津冀地區是世界上最大的地下水降落漏鬥,發生地面沉降的面積達到7萬平方公裡。
「京津冀地區地面沉降主要是由於過量開採地下水引起的。但其他因素如構造運動、地表荷載、土體自然固結和有機質氧化也會導致地面沉降。」首都師範大學資源環境與旅遊學院副教授張有全告訴記者,當高鐵經過地面沉降區域,尤其是不均勻地面沉降地區,會導致部分地段路基和橋梁變形,威脅著高鐵的運行安全。
首都師範大學區域地面沉降研究團隊,在課題負責人首都師範大學宮輝力教授帶領下,長期開展遙感與水文地質學等多學科交叉研究。近年來,他們綜合InSAR(雷達幹涉測量)、GRACE重力衛星與傳統監測、模型,創造性地提出「多元場耦合」的區域地面沉降理論與方法,系統揭示了京津冀區域地面沉降機理與調控機制,在京津冀地面沉降防控與重大工程防災減災中取得良好應用,顯著提升了京津冀地面沉降防控能力。在2016年度北京市科學技術獎評選中,「京津冀地面沉降多元場耦合模型與調控機制研究」項目榮獲一等獎。
悄無聲息的地面沉降
地面沉降嚴重威脅地表建築、地下管線、高鐵運行和防洪等城市安全,緩慢的地面沉降常常不被大家發現,只有當局部不均勻沉降問題比較突出,並誘發地裂縫等次生災害、對房屋、道路等造成明顯的破壞時,我們才會直接感受到它的存在。
「但這種悄無聲息的地質環境問題會對我們的生活造成巨大影響,地下水壓採、高鐵減速、建築抗浮等與地面沉降相關的措施可能經常發生在身邊。」首都師範大學區域地面沉降研究團隊成員潘雲教授告訴記者。
比如說,地面沉降會對地表建築和地下管線等基礎設施造成破壞影響,並且會導致河床和河口嚴重淤積,使河流作用大為降低,降低城市的防洪能力,增加沿海地區海水入侵和風暴潮災害等風險。