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_“天坑”四现真相 “地陷海升”威胁来临

2017-10-17 19:40

近期频现的所谓"天坑"和真正的天坑相比简直是"小巫见大巫"。即使是危地马拉的巨洞也不够格,英文报道中的用词也不是"tiankeng"而是"giant sinkhole"(巨型塌陷洞)。

“正当市民庆祝圣诞节时,一名地下管道工在工作中遇到地陷掉到裂缝里,同一天有一名妇女开车陷入地裂的洞中。科学家认为是地下水减少形成空洞而引起地陷,但是大面积的地陷还在发生,许多人掉进去有去无回……”

这是美国好莱坞著名灾难大片《地陷危机》里的故事。如今,类似片段却在我国不少城市屡屡上演。

4月27日,广西六河村村口惊现“天坑”。

5月30日,四川成都大邑县新场镇桐林村田间出现“天坑”,深度达5米。

6月4日,浙江衢州,高速公路出现圆形巨坑。

6月4日,江西省南昌市,一辆本田轿车在南昌街头卡在塌陷路面上动弹不得。

6月8日,晚上8时左右,湖南宁乡县大成桥镇村民杨大姐家厕所突然塌陷,出现不明“天坑”,直径达5米多,呈坛状,口小里边大,还不时传来垮塌声,流水声。

6月16日19时,伴随着“轰”的一声巨响,南京长乐路箍桶巷东口的斑马线处突然塌陷,露出一个长2米、宽2米、深3米的大坑。

自今年4月底四川宜宾突现20多个“天坑”以来,四川、浙江、广西、江西、广东等地在不到两个月的时间里连续出现“天坑”现象。

而地球的另一端似乎也不平静,5月30日,南美洲的危地马拉城区在一场龙卷风过后,突然出现了一个深100米、直径约为20米的巨坑,当地人称,一座3层高的建筑物和一幢民房被地洞吞噬。这个大洞乍看起来相当骇人,以至于有人惊呼“地狱之门”。英国《每日电讯报》就此还对世界各地的奇异“天坑”进行了盘点。

国内外频现“天坑”,引发人们的争论和部分民众的恐慌,甚至令不少网友联想起了电影《2012》里的“登船”一幕。

难道人类真将迎来2012灾难?

“近来,各种由地面塌陷形成的大小不等的坑并不能被称作天坑。”中国地质学会洞穴专业委员会荣誉主任、中国地质科学院岩溶地质研究所研究员朱学稳告诉《北京科技报》,“这是媒体对地质塌陷的夸大和误读。”

其实,“天坑”是一个相当中国化的名词,国际称谓是“tiankeng”,也就是“天坑”的拼音。并非所有的地洞都能叫“天坑”,朱学稳在《喀斯特天坑略论》一文中给天坑下了一个定义:天坑是存在于碳酸盐岩层中,从地面往下形成的深度和口部直径都在百米以上的陷坑状负地形,它是喀斯特地貌中规模最大的一种。如果进到坑内,你会发现它的四周岩壁峭立,而底部一般都连接着大型的地下河。

因此,不难发现,近期频现的所谓“天坑”和真正的天坑相比简直是“小巫见大巫”。即使是危地马拉的巨洞也不够格,英文报道中的用词也不是“tiankeng”而是“giant sinkhole”(巨型塌陷洞)。

“真正的天坑只能被人类发现,而不能被人类创造。”中国地质科学院岩溶地质研究所研究员、岩溶地质灾害研究中心主任雷明堂告诉记者,尽管人们肉眼看到的结果是地表在一瞬间形成一个天坑,但其内部一系列地质作用的发生则起码需要经过几十万年,这是一个极其漫长的积累过程,人类历史的发展时间根本不能与之相提并论。“这些天坑早在人类文明出现以前就已经存在了,因此,当人类发现它们的时候往往会产生一种神秘感。”

“而目前人们亲眼所见的坑只是普通的地面塌陷,其形成原理有的与天坑比较相似,只是形成条件不是很"苛刻",它们都属于正常的地质现象。即使有的塌陷造成一定损失成为地质灾害,人们也不必恐慌。”雷明堂进一步解释,“我国国土辽阔,自然地理和地质构造非常复杂,地质灾害分布广泛、活动频繁,地面塌陷作为地质灾害的一种类型,在我国是很普遍的。”

浙江大学防灾工程研究所所长尚岳全教授也表示,我国有近1/3的岩溶发育区,北方的山西、山东,尤其是西南地区,包括湖南西部、湖北西部、四川、广西、贵州、云南以及广东北部都广泛地存在石灰岩。石灰岩是一种可溶性岩石,极易被流水侵蚀,因此,这些地区每年都会有几十起塌陷发生,根本不足为奇,而现阶段接连出现这种事件只是一种偶然。

中国地质大学安全工程研究中心主任赵云胜教授告诉《北京科技报》,根据其成因,地质塌陷可以分成自然塌陷和人为塌陷两大类。前者是碳酸盐岩层或者岩层上覆盖的土体由于自然因素作用,如地震、降雨、自重等,向下陷落而成,是“天灾”;后者是由于地下水超采、不合理开矿及公路、铁路等工程建设的作用导致的地面塌落,即“人祸”。

面对当前国内频发的塌陷,赵云胜认为,与天坑完全由自然形成不同,尽管塌陷一般也都具备充分的地质条件,但人类活动是其主要的促发因素。

四川成都大邑新场镇、崇州怀远镇连续出现两个塌陷,引起附近村民恐慌,猜测与地震有关。6月4日,成都市地质环境监测站工作人员实地调查后向媒体透露,大邑塌陷初步判定是由于常年抽采地下水使砂卵石层中的细粒砂逐渐被地下水带走,致使砂卵石层在一定深度范围内形成架空结构,后在地下水位变化及自重等因素作用下,致使地面下陷。

崇州塌陷,初步判定是由于其附近曾进行过地震物探勘探,在冲击钻探及爆破震动影响下,卵砾石层变疏松,形成架空结构。随着灌溉水不断渗入,在地下水位变化及自重作用下发生的。

此前,南京、武汉、北京等地也发生过闹市区地面塌陷。针对城市出现的地面塌陷,赵云胜认为,其主要原因应该是城市地下的各种管线或者地铁等施工开挖后,没有做好回填工序,造成地下土壤松动,在地下水的长期冲刷侵蚀下,形成地下空洞。

而据美国媒体报道,此次危地马拉城区出现的塌陷并非在石灰岩地区,因此排除是自然地质作用形成的。危地马拉地下存在着过去火山爆发产生的厚厚的浮石层,它们很容易被侵蚀。近来由于危地马拉的几座火山爆发,堆积物一旦进入城市管道,就可能导致管道堵塞引起排水管爆裂,再加上热带风暴“阿加莎”带来的暴雨作用,最终导致地面塌陷。

在赵云胜看来,无论“天灾”还是“人祸”,水作为地面塌陷的动力条件其作用都是不容小觑的。暴雨侵袭,或者是过度开采地下水,都会破坏地下水的压力平衡。从去年秋季至今年春季,近半年的干旱和紧接而来的暴雨在某种程度上对西南地区地质塌陷的形成有很大促进作用。

在短短不到两个月时间里各地“天坑”频繁发生,是不是地面塌陷有集中爆发的趋势呢?赵云胜认为,这主要和媒体的集中报道也有一定关系。“以前各地也会时常发生地面塌陷,只是相关部门进行调查,媒体大都没有关注。现在媒体报道有很多进步,地面塌陷之类严重影响人们生活的事件一旦发生,媒体往往不会放过。”赵云胜说。

至于有很多人认为塌陷频发是地震的前兆,地震部门不得不出面澄清。中国地质大学地球科学学院构造教研室李德威教授告诉《北京科技报》:“目前,地面塌陷能够诱发地震没有科学依据,但地震可以引起地面塌陷。”

李德威说,各地出现的地面塌陷都是发生在局部地区,距离地面比较近的浅层,而构造地震的范围就相对要大很多,发生在距离地面十几公里甚至更深的地层。

如果地面塌陷与地震等构造运动有关,其分布应当有较强的方向性,而且应当与地震同时发生或在地震之后发生,一种是地震破坏造成地下受力结构改变,于是地震后伴随着地陷发生;另一种是陷落地震,就是煤矿采空区或溶洞的塌陷造成震级较小的地震发生。

而从媒体报道看,目前国内地陷地点的分布比较零散,当地也没有出现过地震,因此与地震有关的说法没有根据。

面对我国频繁发生的地面塌陷,我们究竟该如何应对呢?

赵云胜认为,虽然目前还不能准确预报地陷,但地陷发生前往往也有前兆出现,如井、泉突然干枯或浑浊翻沙,水位骤然降落,地面积水或人工蓄水(渗漏)引起的地面冒气泡或水泡、地面出现环状裂缝并不断扩展,产生局部的地鼓或下沉现象,建筑物作响、倾斜、开裂等。

据悉,我国已开展对地面塌陷多发区的定期监测,特别是在岩溶分布区、煤矿开采区、大型城市,长期、连续地监测地面、建筑物的变形和地下水水量、水态的变化,地下洞穴分布及其发展状况等,防患于未然。在监测中使用了先进的地球物理勘探手段,包括地震勘探技术、电法勘探技术、重力和磁法勘探、放射性勘探技术,在查明地下洞穴分布、采空区的位置和范围等方面发挥了越来越重要的作用。

与预防相对的就是应对措施。赵云胜认为,要用科学的理论具体问题具体分析,做到“对症下药”,针对不同原因造成的地质塌陷采用不同的应对方法。

针对山西等采煤地区由于采矿造成地下空洞而发生的地面塌陷,目前国内普遍采用充填碎石和选矿尾沙进行回填的方式,还有直接人为让其塌陷,形成湖泊,防止在上面进行建设。对岩溶地区出现的数量众多的塌陷坑,则主要通过灌浆解决,也就是将混凝土注入即可。

而针对人类活动的影响,赵云胜认为,如果对相关地质条件做出科学、严格的工程前期勘测和工程过程中做到实时监测,就可以基本杜绝地面塌陷的发生。

但近年来,国内很多城市出现“地铁热”,纷纷上马地铁项目。而有些项目往往没有做完前期地质勘测就开工,在施工中也没有实时监测。杭州地铁施工发生地面塌陷造成人员和财产的重大损失就是一个很好的警示。

此外,地下水超采的问题已经相当严重。美国科罗拉多大学一份最新研究报告表明,全球33个人口密集的大型三角洲地区中,有2/3正面临“地陷海升”的双重威胁,而中国的长江三角洲、珠江三角洲及黄河三角洲,已“跻身”这一危机榜中最严重的一级。

“严格控制地下水的超采和及时回灌地下水是目前最好的办法。”赵云胜说。

针对已经发生的地面塌陷,赵云胜认为,回填是主要的办法。塌陷发生后对临近建筑物的塌陷坑应及时填堵,以免影响建筑物的稳定。其方法是投入片石,上铺砂卵石,再铺上砂,表面用黏土夯实,经一段时间的下沉压密后再用黏土夯实补平。

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