应对海平面上升与地面沉降迭加引发的地质灾害与生态环境问题.pdf

第21卷?第 4期地质灾害与环境保护Vol.21,?No.42 0 1 0 年 1 2 月Journal of Geological Hazards and Environment PreservationDecember 2010文章编号:?1006-4362(2010)04-0069-04收稿日期:?2010?09?26?改回日期:?2010?10?09应对海平面上升与地面沉降迭加引发的地质灾害与生态环境问题孙乐玲1,李炜1,李长江2(1.浙江省国土资源厅地质环境处,杭州?310007;2.浙江省国土资源厅信息中心,杭州?310007)摘要:?海平面上升已引起各国政府和科技界的高度关注。预计未来 30 年,浙江沿海海平面将比2009 年升高 88 140 mm。海平面上升与浙江沿海平原地面沉降迭加将进一步恶化地质与生态系统,引发许多灾害问题,制约沿海区域经济社会的可持续发展。本文主要就如何应对海平面上升与地面沉降迭加引发的地质灾害链与生态环境问题进行了探讨,认为要从地球系统科学角度,重视对陆?海相互作用机制与生态环境效应的研究,着手考虑建立陆海(包括入海河流)统筹的海岸带地质与生态环境监测评价系统。关键词:?海平面上升;地面沉降;地质灾害;浙江中图分类号:?X145;P642.26?文献标识码:?A?海平面上升已引起各国政府和科技界的高度关注。全球气候变暖加速冰川融化和海水膨胀,进而引起海平面上升,中国人口稠密的沿海地区正在面临海平面不断上升的威胁 1。浙江沿海区域是我国人口最聚集、经济最发达的地区之一,许多重大工程的建设都依托海岸带地区的特殊地理优势展开,区内分布有大量的经济建设规划园区及国家和省的重大工程建设项目。然而,海岸带作为陆海交互作用地带,生态环境脆弱,随着经济的发展和人类活动增强,尤其是非合理性的海岸带资源开发与海岸工程建设,带来诸多环境问题,主要表现在:淡水资源紧缺、近岸海域和陆地水体污染严重、风暴潮灾害频发、沿海平原地面沉降。特别是,海平面上升与地面沉降迭加将进一步恶化地质与生态系统,引发许多灾害问题 2,制约沿海区域经济社会的可持续发展。本文主要以浙江为例,就如何应对海平面上升与地面沉降迭加引发的地质灾害链与生态环境问题进行探讨。1?未来 30 年浙江沿海海平面上升海平面上升已引起各国政府和科技界的高度关注。中国人口稠密的沿海地区正在面临海平面不断上升的威胁。?2009 年中国海平面公报 3显示,近 30 年来,中国沿海海平面总体呈波动上升趋势,平均上升速率为2.6 mm/a,高于全球平均值 1.8 mm/a。浙江沿海海平面比常年高 56 mm,比 2008 年高 17 mm。预计未来 30 年,浙江沿海海平面将比 2009 年升高88 140 mm。2009 年,浙江沿海各月海平面均高于常年同期,其中,9 月份海平面为全年最高,比常年同期高 109 mm(图 1)。海平面上升最高月份基本对应于台风高发月份(图 3)。图 1?浙江沿海海平面变化3Fig.1?Mean monthly sea level changes along the coast ofZhejiang2?影响浙江的台风分布浙江地理位置独特,常受台风袭击。从 1949 至DocuCom PDF T2006 年的 58 年中,有 41 年遭遇台风灾害,平均1?41 年就有一年有台风灾害。图 2 为 1949 2006年期间严重影响浙江台风个数的年代分布,由该图可见,2000年以来,严重影响浙江的台风个数平均每年 3.1,为以往年份的 2 3 倍,表明近年来严重影响浙江的台风个数有明显增加趋势。台风多发生在每年的 5 10 月,其中以 8 月份最多,其次是 9 月和 7 月(图 3)。据?超强台风对浙江海塘工程影响及对策专题研究报告(2006)!,1956 年 7 月 26 日在冲绳东南洋面上生成的 5612#号台风,8 月 1 日在浙江象山石浦附近登陆,造成 4 629 人死亡,0?73 104hm2农田被淹没。以 5612#号台风为基础定义的临界超强台风遭遇天文大潮时,浙江沿海可能出现漫顶的海塘(海堤)达 406 km,占全省海塘的 25.9%。据?浙江省海塘工程技术规定%,在不考虑波浪爬高的情况下,相邻一个防潮标准的潮水位一般相差 25 40 cm。如果超强台风最大增水正遭遇天文大潮的高潮位,将会在台风登陆点两侧一定范围内出现超过海塘塘顶高程 1 2 m 的高潮位&。图 2?1949 2006 年严重影响浙江台风个数的年份分布(引自:徐有成等,2006,超强台风对浙江海塘工程影响及对策专题研究报告,内部出版)Fig.2?The annual number of typhoon having serious im?pact on Zhejiang图 3?影响浙江的台风按月份分布(1951 2007 年,据浙江省气象局资料统计)Fig.3?T he monthly mean frequency distribution of ty?phoon impacted seriously on Zhejiang during theperiod 1951 20073?浙江沿海平原的地面沉降对地下水无序、无度、过量开采,致使浙江沿海平原地面发生严重沉降(图 4 9)。杭嘉湖平原是浙江地面沉降范围最大的地区,至 2008 年地面累计沉降量大于 50 mm 的沉降面积约 4 200 km2;在海盐武原、平湖当湖镇、桐乡屠甸等地形成沉降漏斗,沉降漏斗中心累计最大点沉降量1 189 mm。海盐武原、海盐百步、平湖广陈、嘉善天凝一带,年沉降量超过 40 mm。宁波市累计沉降量大于 50 mm 的沉降面积约127 km2,中心最大累计沉降量 514.9 mm。2008 年沉降量大于 10 mm 的面积约 156 km2,大于 20 mm的面积约 30 km2,并呈扩大趋势。图 4?杭嘉湖平原地面累计沉降量等值线图(1964 2009 年)4Fig.4?Contour map of accumulative land subsidence from1964 to 2009 in Hang?Jia?Hu Plain,Zhejiang图 5?杭嘉湖平原 2009年地面沉降量等值线图 4Fig.5?Contour map of land subsidence in 2009 in Hang?Jia?Hu Plain,Zhejiang,China?温黄平原累计沉降量超过 50 mm 的区域面积约 656 km2,温岭市城市的横峰街道、松门镇淋川、台州市金清镇附近地区沉降中心,最大累计沉降量750 1 000 mm。2008 年沉降量大于 10 mm 面积约 523 km2,大于 30 mm 的面积 237 km2。70地质灾害与环境保护2010 年!%&浙江省防御超强台风战略研究专题之一,内部出版。浙江省水利厅?海塘工程安全评价技术要求 编写组,2009,浙江省海塘工程安全评价技术要求(征求意见稿)。徐有成等,2006,超强台风对浙江海塘工程影响及对策专题研究报告(内部出版)。DocuCom PDF T图 6?温黄平原地面累计沉降量等值线图(1985 2009 年)4Fig.6?Contour map of accumulative land subsidencefrom 1985 to 2009 in Wenling?Huangyan Plain,Zhejiang,China图 7?温黄平原 2009 年地面沉降量等值线图 4Fig.7?Contour map of land subsidence in 2009 in Wenling?Huangyan Plain,Zhejiang,China温瑞平原温州永强一带,沉降中心沉降速率 10 30 mm/a,累计沉降量大于 50 mm 面积约 30km2,中心累计沉降量大于 300 mm。4?讨论与结论浙江沿海区域人口最聚集、经济最发达,许多重大工程的建设都依托海岸带地区的特殊地理优势展开,区内分布有大量的经济建设规划园区及国家和省的重大工程建设项目。杭嘉湖平原、宁奉平原和温黄平原地面沉降区的平均地面高程、多年地表平均水位和防洪设施的设计水位如表 1 所示。如前所述,当前杭嘉湖平原、宁奉平原和温黄平原的最大年沉降速率分别超过40 mm、20 mm 和 30 mm。如果这样的地面沉降速图 8?永强平原累计地面沉降量等值线图(2004 2009 年)4Fig.8?Contour map of accumulative land subsidence from2004 to 2009 in Yonqiang Plain,Wenzhou City,Zhejiang,China图 9?永强平原 2009年地面沉降量等值线图 4Fig.9?Contour map of land subsidence in 2009 in YonqiangPlain,Wenzhou City,Zhejiang,China率不能得到有效遏制,未来海平面上升与地面沉降迭加将引发严重的地质灾害链与生态环境问题:洪涝灾害更加频发和加重,防洪排涝和城市排水工程的排水排污能力降低,咸水入侵、土地毁损、农田渍害和水体污染加剧。71第 21 卷?第 4 期孙乐玲、李炜、李长江:应对海平面上升与地面沉降迭加引发的地质灾害与生态环境问题?DocuCom PDF T表 1?杭嘉湖平原、宁奉平原、温黄平原地面沉降区平均高程和地表水位数据(单位:m)T able 1?The average surface elevations and perennial average surface water levels(in m)in land subsidence areas ofHang?Jia?Hu,Ninbo?Fenghua and Wenling?Huangyan Plains,Zhejiang,China地区地面沉降区平均高程2001 年水位%平均水位洪水水位地表多年水位%多年平均水位平均值最小值多年最高水位最小值最大值水位设计值%5 年一遇10 年一遇20 年一遇50 年一遇杭嘉湖平原2.801.0292.1790.9090.6591.0392.4892.0992.2792.4292.609宁奉平原2.441.8192.8091.2900.0311.9013.1403.3093.4293.5293.649温黄平原4.061.7493.1291.609-1.7612.2593.8593.3193.5193.6793.889注:!对于地面高程,在统计时,对杭嘉湖平原、宁波市、温黄平原均已剔除大于 10 m 以上部分;%杭嘉湖平原水位值取自嘉兴站的观测数据,宁奉平原水位值取自鄞州黄古林站的观测数据,温黄平原水位值取自温岭站的观测数据,这里采用黄海基面,该值加上 1.881 m 即为吴淞基面。水位观测数据和水位设计值数据由浙江省水文勘测局提供。?因此,要加强对海平面和地面沉降变化趋势的科学监测,进行地面沉降易发区评价与地面沉降控制管理区划,研究制定地面沉降分区控制目标;要将海平面上升的影响作为重要指标,纳入沿海地区社会、经济发展规划、地质灾害防治规划和土地利用规划,未雨绸缪,防患于未然;要通过收集已有的海平面上升研究成果及观测数据、沿海平原地面沉降观测数据以及社会经济和人口分布等资料,从地球系统科学角度分析海平面上升与浙江沿海平原地面沉降迭加可能引发的地质灾害链与生态环境问题,建立陆海(包括入海河流)统筹的海岸带地质与生态环境监测评价系统,预测、预警、评估灾害的影响,提高沿海地区抵御灾害的能力。参考文献 1?中华人民共和国国务院新闻办公室,中国应对气候变化的政策与行动白皮书 EB/OL.http:/ R B,David B Z,David A H.Sea?Level Rise and Sub?sidence:Implications for Flooding in New Orleans,Louisiana A.Subsidence Interest Group Conference C.Proceedings ofthe T echnical Meeting,2001,64:27?29,3?国家海洋局,2009年中国海平面公报 EB/OL.http:/ 年浙江省地质环境公报 Z.2010.IMPACTS OF SUPERPOSITION OF SEA LEVEL RISE ANDLAND SUBSIDENCE ON COASTAL REGION IN ZHEJIANG PROVINCESun Le?ling1,Li Wei1,Li Chang?jiang2(1.Zhejiang Provincial Department of Land&M ineral Resources,Hangzhou?310007,China;2.Zhejiang Information Center of Land and Resources,Hangzhou?310007,China)Abstract:?T he coastal plains in Zhejiang province is one of the most concentrated regions in terms of population and one of themost economically?developed areas in China.The plain areas have occurred increasingly severe land subsidence due to extensivegroundwater exploitation.T he sea level rise in Zhejiang province will be 88 140 mm by the year 2 030.T he superposition ofsea level rise and land subsidence will result in damaging the ecosystems of coastal region,undermining the capacity of publicdrainage facilities in coastal cities,increasing in the frequency and impact of storm surge and floods,seawater intrusion and soilsalinization,and impairing the functions of harbors.To address the disaster chain resulting from the superposition of sea levelrise and land subsidence,the monitoring of sea level rise and land subsidence should be strengthened,and a system used to mo?nitor,forecast,analyze and evaluate the disasters should be established.Key words:?sea level rise;land subsidence;disaster chain;Zhejiang作者简介:?孙乐玲(1963-?),女,杭州人,高级工程师,从事地质环境研究。72地质灾害与环境保护2010 年DocuCom PDF T