地面沉降对上海城市防汛安全的影响

第39卷第6期2008年3月

????文章编号:1001-4179(2008)06-0001-03

人??民??长??江Yangtze??RiverVol.39,No.6Mar.,2008

地面沉降对上海城市防汛安全的影响

龚士良

1,2

??杨世伦

(1.华东师范大学河口海岸国家重点实验室,上海200062;??2.上海市地质调查研究院,上海200072)摘要:地面沉降是影响上海城市防汛安全的重要因素。根据上海地面沉降、黄浦江高潮位的历年发展变化,以及外滩防汛墙历次加高与沉降现状等的监测数据,分析了地面沉降对上海城市防汛安全的影响。自1921年发现地面沉降以来,至2006年地面平均沉降1.966m,最大沉降量达3.018m。1957~1961年期间,沉降急剧发展,沉降速率超过110mm??a。地面沉降的长期危害使其成为城市灾害系统中的重要环节,对地面沉降实施监测与防治是城市安全设防的重要内容。

关??键??词:地面沉降;城市安全设防;防汛工程;灾害防御;上海中图分类号:TV871.3??????文献标识码:A

????上海地处长江河口,滨江临海,具有优越的自然地理条件,为建设国际经济、金融、贸易、航运中心提供了重要基础。上海第四纪地层深厚,地质环境相对脆弱,随着城市化进程的逐步推进及岸带经济圈的崛起,环境地质问题日益显露[1],严重制约上海社会经济的可持续发展。

地面沉降是重要的环境地质问题,是土地资源与地下水资源开发利用的产物,在河流三角洲、沿海平原等河口海岸地区具有普遍性[2],在城市化进程中表现尤为明显。本文通过上海地面沉降及对城市防汛工程影响的分析,探讨对河口海岸带地区安全设防与灾害的综合防御。

一,严重威胁城市的防汛安全[3]。

长江河口水面辽阔,流域来水丰富,进出潮量巨大。长江口几乎每年都有台风过境,中国东海的台风每年平均达6.5次,其中对长江口有影响的台风每年平均2.3次。

全市多年平均降水量为1147.3mm,降水主要集中在春夏之交梅雨期、盛夏期热带气旋频发期、秋季汛期等暴雨季节,5~10月3个时期的暴雨占年暴雨总量的85%以上,对城市的防汛排涝带来直接影响。

上海的河网水系受海洋、气象及上游径流影响较大。黄浦江潮位在台风、暴雨、洪汛、天文大潮叠加作用下,洪水下泄、潮位顶托,增水显著,水位明显超高。黄浦江口吴淞站多年平均潮差2.23m,最大潮差为4.48m。位于黄浦江上游的米市渡站历史最高潮位4.27m,警戒水位3.50m;中心城区外滩黄浦公园站历史最高潮位5.72m,警戒水位4.55m;下游入海口的吴淞站历史最高潮位5.99m,警戒水位4.80m。

受太平洋热带气旋带来的强降水、海洋风暴潮和长江流域洪汛的影响,上海城市防汛形势严峻。

1??自然地理与地质背景

1.1??地形地貌

上海属长江三角洲冲积平原,辖区总面积为8239.01km2,其中陆域面积6787.0km2,中心城区面积688km2,海岸线长448.66km。地貌形态可分为西部的湖沼平原、东部的滨海平原、北部的河口沙岛3大单元。

上海地区除西南部有零星出露的、总面积仅2.5km2的侏罗纪火山岩低矮残丘外,陆域均为第四纪地层覆盖。上海地势低平,目前的地面高程为:西部的湖沼平原区吴淞高程为2.2~3.5m,东部的滨海平原区3.0~4.0m,北部的河口沙岛区3.3~4.2m。中心城区属滨海平原地貌单元,目前的地面高程在3.5m左右,部分地区低于3m。

全市河网密布,河网水面积约占全市陆域面积的10.9%,河网与太湖流域河网相连,形成以黄浦江为主干的水系,是典型的感潮河网地区。

1.3??第四纪地层特性

上海自晚第三纪以来,呈持续缓慢沉降,堆积了300~500m厚的第四纪地层,厚度由西南向东北逐渐加大。

受第四纪海平面升降变化影响,长江河口地区海陆变迁频繁,第四纪地层在垂向上具有砂性土与粘性土交互的沉积韵律[4]。其中埋深100m以下陆相沉积的砂性土地层是地下水资源的主要赋存场所。

上海地区75m以浅普遍分布海相沉积环境为主的饱和、软弱、孔隙比大的粘性土地层,使上海成为典型的软土地基地区[5]。而在此区间段内,工程基础施工及城市地下空间开发利用非常频繁和集中,极易诱发或加剧土体的固结压缩[6]。

上海的第四纪地层具有明显的地面沉降效应,在开采地下

1.2??气象水文

汛期暴雨和热带气旋强降水,是上海重要的灾害性天气之

收稿日期:2007-12-26

基金项目:国土资源部首批百名优秀青年科技人才计划资助项目(200218)