研究:中国近半城市正在下沉

研究:中国近半城市正在下沉 发表于《科学》杂志的一篇研究文章显示,中国近一半的主要城市正面临“中度至重度”程度的沉降。在海平面上升的情况下,这将使数百万人面临洪水风险。 据路透社,华南师范大学敖祖瑞(音译:Ao Zurui)领导的研究小组基于全国卫星数据的研究在星期五(4月19日)发表于《科学》杂志上。 该研究显示,中国 45% 的城市土地每年下沉速度超过 3 毫米,其中 16% 的城市土地每年下沉速度超过 10 毫米。主要原因是地下水位下降和建筑环境的巨大重量造成导致的沉降。 研究估算,沉降已经给中国带来每年超过75亿元人民币(14.12亿新元)的损失。在下个世纪内,近四分之一的沿海土地可能会低于海平面,带来更大的洪水风险。 拥有超过1500万人口的北方城市天津被确定为受灾最严重的城市之一。去年6月,天津一小区地面开裂,出现大面积沉降,3000名居民被疏散。调查人员将这场灾害归咎于水资源枯竭和地热井的建设。 中国许多老煤区也因过度开采而出现类似情况,当地政府经常被迫向摇摇欲坠的矿井中注入混凝土以加固土地。 英国东安格利亚大学(University of East Anglia)气候变化研究中心主任尼科尔斯(Robert Nicholls)对路透社说,对中国而言,这个问题是全国性的。同时,这也是一个全球问题的缩影。 今年2月发表的另一项研究称,全球约630万平方公里的土地面临沉降风险。印度尼西亚是受灾最严重的国家之一,首都雅加达的大部分地区现已低于海平面。 2024年4月19日 8:31 AM

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研究发现中国45%的城市土地因人为开发而迅速下沉

研究发现中国45%的城市土地因人为开发而迅速下沉 对于一个迅速城市化的国家来说,这是一个严重的警告。1980 年,居住在城市及周边地区的人口约占总人口的 20%;到 2023 年,这一比例将超过 65%。现在,预计未来十年将达到 80%。这一增长速度超过了之前的预测,当时预测要到 2030 年之后才能达到目前的数字。在种群生态学中,环境中的每个物种种群都有一个承载能力在"临界点"导致种群数量下降到临界点以下之前所能维持的最大数量。资源例如食物、住所是最终控制种群数量的限制因素。虽然人类违背了许多自然法则,但在这种情况下,我们有能力通过财富和工业或两者,为特定环境的持续增长创造更多的资源,我们已经能够将我们的承载能力扩展到远远超出本来不可持续的水平。尽管我们这些长寿的人类可能不会经历啮齿动物和蝗虫等许多物种所经历的"繁荣-萧条"的人口周期,但一个国际科学家小组的最新研究使我们的承载能力成为焦点与自然界一样,支撑快速增长的人口数量所需的资源需求是其核心所在。根据这项新的研究,中国城市目前正面临着双重威胁快速的工业化和发展为人口提供了支持,同时也带来了负面的环境影响,如人为气候变化导致海平面上升。事实上,研究表明,如果不采取干预措施,到 2120 年,中国低于海平面的城市地区将增加两倍,影响人口多达 1.28 亿。在这项研究中,科学家们研究了中国 82 个城市的沉降数据,这些城市约有 7 亿人口。他们发现,在这些城市地区中,有 45% 的地下土地有明显的沉降迹象。其中,包括北京在内的 16% 的城市每年下沉 10 毫米或更多。对于天津等沿海城市来说,即使是听起来很小的下沉,也会使这些地区更容易受到日益严重的海平面上升的威胁。研究人员还特别提到了中国最大的城市上海,它已经下沉了 3 米(10 英尺),而且还在继续下沉。东英吉利大学廷德尔气候变化研究中心(Tyndall Centre for Climate Change Research)的罗伯特-尼克尔斯(Robert Nicholls)教授说:"沉降会危及建筑物和重要基础设施的结构完整性,加剧气候变化对洪水的影响,尤其是在沿海城市,因为沉降会加剧海平面上升。"虽然没有参与中国的研究,但尼克尔斯的研究专长是海平面上升、侵蚀和洪水以及我们如何应对这些挑战。从生态学人口角度看,中国的城市化可能已接近承载能力 图表/Statista 24在中国或世界其他许多地方,主要由城市地区人类活动造成的地表下沉并不是一个新现象。但这项研究表明,加速发展对城市的影响有多大,并呼吁科学家努力采取应对措施,减轻这一威胁。研究人员指出:"地表沉降会导致地面裂缝,破坏建筑物和民用基础设施,并增加洪水风险。在过去的几十年里,中国与地表沉降有关的灾害每年造成的直接经济损失已超过 75 亿元人民币(合 10.4 亿美元),每年还造成数百人伤亡"。加速沉降主要是由其上方的人口造成的。建筑物的重量(不过,研究人员指出,通常较重的建筑物并不是罪魁祸首,因为它们的锚固深度在地表之下)、交通网络和地下水的排除都是导致地貌变化的重要因素。科学家们指出:"例如,城市交通系统会通过反复的动态加载和交通振动造成底土和轨道路基压实,从而可能导致沉降。北京等特大城市就是这种情况,地铁和高速公路周边地区正在以每年-45毫米的最低速度下沉。"长期以来,地下水的开采一直困扰着北京这座罕见的"特大城市",因为北京人口的用水都依赖于地下水。2016 年的研究引发了确保地下水可持续性的大规模措施,此后政府的干预减缓了地下水的枯竭。研究人员在分析中发现,"降低孔隙压力并导致地下压实"的地下水流失主要是由人类造成的。只有 12% 与自然降雨波动有关。研究人员还发现,采矿和土地开垦也是造成中国城市"完美风暴"的原因之一。研究人员说:"碳氢化合物开采区也会出现土地沉降,因为流体压力会降低,从而导致压实。在中国的大庆市,油田周围而不是直接在油田内发生了高达-31毫米/年的沉降,这可能是因为从油田附近地区抽水,然后将水注入油田的缘故。"不过,研究人员指出,现在阻止这一可怕时间表的进展还为时不晚研究呼吁工业界、科学界和工程界制定沉降前进计划和政策,以减缓城市下沉的速度。研究小组在论文中指出:"我们提供了全面的中国城市下沉地图,有助于精确识别下沉区域和制定缓解措施。有效地应对城市下沉的挑战,最终需要包括政策制定者、研究界和土木工程师在内的各层次利益相关者的协作和协调努力。"而且,如果采取干预措施,帮助吸收不断增长的城市资源所承受的诸多压力,这些城市地区的人口或许能够长期生活在最重要的承载能力临界点的右侧。这项研究发表在《科学》杂志上。 ... PC版: 手机版:

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中国近一半的主要城市正在下沉 2.7 亿人面临风险 先说结论,地面沉降这事儿并不新鲜,它确实有一定危害,但在我国城市沉降问题并不严重,而且我们可以做一些事情来改善沉降。什么是城市地面沉降?城市地面沉降,俗称“地陷”,就是城市区域地面因种种原因高度下降的现象。与地震和海啸相比,地面沉降发生得悄无声息,因此往往难以引起人们的关注。由于地面沉降,略带倾斜的西安大雁塔 图片来源:国际古迹遗址理事会西安国际保护中心然而,即使是较小范围的地面沉降,也会对人们的生命和财产安全造成很大威胁。地面沉降可能会导致道路、桥梁以及建筑物产生裂缝或变形,会破坏城市排水系统,引发雨水积水或污水反流。地铁、地下停车场等地下设施都可能因为地面沉降而受到破坏。因此,城市地面沉降在《地质灾害防治条例》中,被定义为“缓变性地质灾害”。干涉合成孔径雷达(InSAR)测量地面情况的示意图在《科学》杂志的这项研究中,科学家们运用了一种称为“干涉合成孔径雷达”(InSAR)的先进卫星遥感技术,来监测中国 82 个大中型城市的地面沉降情况。这种技术通过发射雷达波并接收其从地表反射回来的信号。利用卫星在不同时间的两次过境所收集的雷达数据,分析地表反射雷达波的相位变化,从而精确地测量地表在两次观测间的微小移动,如沉降或抬升,从而能够精确测量这段时间内地面的沉降程度。结果显示,44.7% 的城市区域每年的地面沉降速度超过 3 毫米,而 15.8% 的区域地面沉降速度甚至超过每年 10 毫米,包括北京、天津、合肥和西安等城市。地面沉降速率的中位数则为每年约 2 毫米。在 82 个城市中,约三分之一的人口居住在沉降速度超过 3 毫米/年的地区,7.3% 的人口居住在沉降速度超过 10 毫米/年的地区。换句话说,可能有 2.7 亿中国人生活在正在下沉的土地上。值得注意的是,这个数据仅代表城市的某些部分地区可能出现下沉,并不代表整个城市都在下沉,更不意味着所有居民都面临同等的风险。城市沉降只发生在今天的中国吗?虽然中国当前面临的城市地面沉降问题略显严峻,实际上,早在1920年,上海和天津就已经出现了地面沉降的迹象。到了20世纪70年代,长江三角洲的主要城市以及华北平原地区开始经历地面沉降。从20世纪80年代起,地面沉降现象由点及面,形成连片发展的趋势,影响范围进一步扩大。这项研究估算,中国沿海四分之一的土地可能在2120年沉降到海平面以下。城市地面沉降不仅是一个地区性问题,而且是全球性的环境挑战。研究表明,全球约 19% 的人口正处于由沉降引起的高风险之中。在美国、日本、伊朗等多个国家,也有大量关于城市地面沉降的研究和报道。《科学》杂志在 2022 年报道称,伊朗超过 90% 的地区正在经历地面沉降,全国平均沉降速率高达每年约 6 厘米;在 2007 年至 2020 年间,美国沿海地区 32个 城市的年沉降速率中位数在 2~6 毫米之间,其中多数地区的沉降速率超过 3 毫米。美国沿海各地面的沉降由于地面沉降与海平面上升的双重影响,到 2050 年美国沿海 32 个城市大约 1000~1300?平方公里的土地可能被淹没。而在日本东京,20 世纪50 年代的地面沉降速度甚至一度达到了每年 27 厘米的程度。相较来说,中国的城市沉降问题不算严重。城市为什么会发生沉降?虽然由于各种地质过程,地球表面会经历缓慢而稳定的自然隆起和下沉,但是这不能排除人类活动对沉降所带来的影响。研究显示,面临严重地面沉降的城市具有明显的区域特征:东北地区的代表城市包括大庆、哈尔滨和长春;华北地区以北京和天津为典型;中部地区的典型城市有平顶山、晋城和淮南;华南地区则包括昆明、南宁和贵阳;东南沿海地区则以温州和汕头为代表。这些区域要么是工业城市集群,要么是人口密集的城市群,说明地面沉降与区域经济活动和人口密度有着密切的关系。城市沉降与多种自然和人为因素相关,包括城市地区基岩的深浅、地下水的枯竭、建筑物的重量、交通系统的运用以及地下采矿活动。这些因素共同作用,影响城市地面的稳定性和高度。过度开采地下水是导致全球多个城市严重地面沉降的主要原因。当大量地下水被提取时,地下水位逐渐降低,破坏了地下水压力平衡,导致原来由地下水支撑的土壤和岩石部分失去承托力。随着地下水位的持续下降,原先含水饱和的土层开始干燥并收缩,这导致土层体积缩减,从而引起地面沉降。这种土壤压缩通常是不可逆的,即便地下水位后来得以恢复,土壤体积也难以完全复原。在中国,地下水过度开采引起的地面沉降尤其严重。根据水利部的数据, 20 世纪 70 年代,中国地下水的开采量平均为每年 570 亿立方米,到了 80 年代增加至每年 750 亿立方米,而到 2009 年已飙升至每年 1098 亿立方米。超过 300 个地区出现了地下水超采现象,涉及面积达 19 万平方公里,其中严重超采区域高达 7.2 万平方公里。华北平原之所以成为地面沉降的重灾区,就是由于华北平原地区人均水资源量不到全国平均水平的六分之一,地下水占到总供水量的 70% 以上。可以说,解决中国城市沉降问题的关键就在于长期、持续地控制地下水开采。结语实际上,我国政府对城市地面沉降问题早已给予高度关注,并采取了一系列有效措施以应对这一挑战。早在 2012 年,我国就出台了由十个部委联合制定的首部《地面沉降防治规划》。为了更好地管理和保护水资源,中国还制定了《水法》和《地下水管理条例》等一系列法律法规,规范地下水的合理开发与利用。又有南水北调工程这样的重大水资源管理项目通过调配水资源,有效减轻了华北地区的水压力,从而间接降低了对地下水的过度依赖和抽取,这不仅成功地提升了地下水位,也稳定了城市的地面沉降。对于我们普通人来说,通过在日常生活中减少用水量,使用节水器具,以及循环用水,都可以有效减轻对地下水资源的压力,从而有助于缓解城市地面沉降的问题。在保护自己的家园的同时,我们也在保护我们自己。 ... PC版: 手机版:

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中国主要城市中超过4成土地正经历中重度沉降。 在一篇发表在《科学》杂志上的文章中,研究人员利用星载合成孔径雷达干涉测量技术,对2015年至2022年中国82个主要城市的地面沉降进行了系统评估。 结果表明,45%的土地每年沉降速度超过3毫米,16%的土地每年沉降超过10毫米。在中国煤炭产地之一的河南省平顶山市北部地区,沉降速度高达每年109毫米。 研究人员称,到2120年,由于地面沉降和海平面上升的共同影响,中国22%至26%的沿海土地的相对海拔将低于海平面。 沉降似乎与地下水开采、建筑物重量、矿产开采等一系列因素有关。研究人员呼吁加强保护措施,减轻沉降带来的潜在损害。 (科学,BBC)

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