上海市地面沉降研究
上海地面沉降影响因素综合分析与地面沉降系统调控对策研究
上海地面沉降影响因素综合分析与地面沉降系统调控对策研究【摘要】：地面沉降在世界各地非常普遍,在城市地区尤为显著。
随着工业化、城市化进程的加速,人类的经济与工程活动在地面沉降中的作用成为决定性的关键因素。
地面沉降已成为影响经济社会可持续发展的典型的环境地质问题和重要的城市地质灾害之一,受到国际学术界和政府部门的高度关注。
本文全面阐述了上海地面沉降的形成与发展过程,较为系统地分析了制约影响因素及其在地面沉降中的作用,在此基础上,提出了地面沉降系统调控的对策措施与建议。
本文以上海近年来地面沉降新的发展态势为研究的切入点,从内外因两大方面对地面沉降的影响因素作了较为详尽的分析和阐述。
在内因方面:分析了区域构造与长江河口沉积环境等地质背景条件,及对第四纪地层分布与发育特征的控制作用;对于产生地面沉降的第四纪地层的固结变形,从含水层应力一应变关系、软粘土微观结构及其水土两相体系在地面沉降中的作用与表现、滩涂促淤与吹填等新近沉积土的变形特征等方面加以分析评价。
在外因方面:从地下水开采格局及邻近省区的开采影响,城市工程建设活动的影响等方面展开分析。
通过地面沉降对相对海平面上升的叠加作用、地面沉降对城市防汛安全的影响、地面沉降在城市灾害系统中的作用与影响,分析了地面沉降的生态环境效应。
并以科学发展观和可持续发展理念为指导,探讨经济社会发展、自然资源利用、地质生态环境保护的协调统一,提出地面沉降系统调控的措施与对策,以促进地面沉降地质灾害研究与防治工作的深化和发展。
本文较以往的研究工作有所突破和具创新之处是:从微观层面系统分析了呈持续压缩的软粘土的结构特性,从固液相水土两相体系剖析了其变形的内在机制;将“工程性地面沉降”作为新的沉降类型,从密集建筑与高层建筑群、地铁隧道施工运营、深基坑开挖等地下空间开发利用等方面,结合工程实例与监测成果,对工程性地面沉降的特点与规律进行了阐述;对地面沉降主要影响因素进行了初步的量化权重分析;对地面沉降在长江河口地区相对海平面上升中的比例进行了定量估算;对地面沉降防治工作进行了理性思维,辩证地分析了地面沉降发展过程中主次矛盾及其相互转化,客观地分析了以往沉降控制措施实施以来的新变化,提出了柔性调节与刚性控制相结合的地面沉降防治新思路,即在地质环境容量及城市防御能力可以承受的前提下,通过设定年度沉降速率及沉降总量的预警值或阀值,实施动态的、灵活的调控措施,在地面沉降科学预测与有效掌控的情况下,通过年间、年际、地区、层次等的调节,既实现地面沉降的总体控制目标,又满足经济发展对地下水资源、土地资源等的客观需求。
上海地面沉降管控分区沉降特征及地下水采灌对比研究
第五弱透水层（B5），岩性一般为黄色黏土、粉质黏土， 厚度在 2~30m 间；
第五承压含水层（A5），岩性以黏土、含砾砂土为主， 厚度介于 10~80m 之间；
第六弱透水层（B6），岩性以青灰色粉质黏土、黏土 为主，厚度一般为 1~3m，局部厚 10m。
其中 I1 区浅部土体年压缩量总体呈减小趋势，年压缩 量由 2001 年的 6.31mm 减小 49.8% 至 2017 年的 3.17mm。 受附近基坑降水影响，2005 年浅部土体年压缩量突增，达 到 17.29mm；2009 年浅部土体年压缩量相比 2001 年减小 15.2%，2017 年压缩量相比 2009 年减小 40.7%；浅部土体 年均压缩量在 2001~2008 年间为 8.32mm，在 2009~2017 年 间为 3.61mm。
图1 上海市地面沉降防治区划图 Fig.1 Map of three zones of land subsidence prevention and control
in Shanghai
1 上海水文地质概况
1.1 第四系含水层系统 上海市位于长江三角洲的东南部 [16]，黄浦江和长江入
海汇合处，东临东海，南部为杭州湾，西面、北面分别与 浙江、江苏两省接壤，其地理位置为 30˚40΄N~31˚53΄N、 120˚51΄E~122˚12΄E。市域总面积达 6340km2，现有 16 个县 级行政区划单位。
பைடு நூலகம்
弹量在 0.36~2.03mm 间，2009 年后深层回弹量变化较小。 2.2 重点防治区 I2 区沉降特征
选取重点防治区 I2 区范围内监测数据较齐全的 F24 分层标进行分析。该分层标 2001 年开始启用，图 4 为该 标监测的 2001~2017 年沉降。重点防治区 I2 区总地面沉 降量在 2001~2017 年间逐年减小，从 2001 年 18.55mm 到 2017 年 4.11mm， 减 小 77.8%。2001~2008 年 均 地 面 沉 降 量为 12.20mm，2009 年沉降量相比 2001 年减小 79.7%； 2009~2017 年 间 地 面 沉 降 量 变 化 较 小， 年 均 压 缩 量 为 4.75mm，2017 年沉降量相比 2009 年增大 9.3%。
上海中心城区浅部土层地面沉降模拟研究的开题报告
上海中心城区浅部土层地面沉降模拟研究的开题报告一、课题背景和研究意义随着城市化进程不断加快，城市建设规模不断扩大，城市地面沉降问题越来越严重。
特别是在上海这样一个人口众多、建设密集的大城市，地面沉降问题更是不容忽视。
浅部土层地面沉降是城市地面沉降的主要形式之一，对城市的建设、运营和环境都有着不可忽视的影响。
针对上海中心城区浅部土层地面沉降问题，本研究旨在开展一项针对性的模拟研究，对上海中心城区浅部土层地面沉降进行系统分析和论证，并提出相应的预防和治理措施，为保障城市的持续发展和人民的生存环境做出贡献。
二、研究内容和方法本研究将选择上海市中心城区的部分代表性区域，通过现场调查、数据采集和实验测试，获取有关浅部土层地基和岩土工程性质的基础数据。
在此基础上，采用有限元数值模拟方法，对上海中心城区浅部土层地面沉降进行模拟研究，并运用统计分析方法，对模拟结果进行分析和论证。
具体研究内容包括：1.浅部土层地基岩土工程性质的实验测试和数据采集。
2.有限元数值模拟方法的建模和模拟参数的选择。
3.上海中心城区浅部土层地面沉降模拟研究的模拟计算和统计分析。
4.对模拟结果进行分析和论证，提出预防和治理措施。
三、研究进度安排本研究的进度安排如下：第一阶段：2021年7月-2021年9月完成对研究领域的文献研究和现场调查，初步获取样本数据。
第二阶段：2021年10月-2022年2月完成有限元数值模拟方法的建模和模拟参数的选择，并开展模拟计算，初步获取模拟结果。
第三阶段：2022年3月-2022年5月对模拟结果进行统计分析和数据挖掘，并论证结果的可靠性和有效性。
第四阶段：2022年6月-2022年9月对研究结果进行总结和归纳，撰写论文和开题报告。
四、预期成果本研究的主要预期成果包括：1.对上海中心城区浅部土层地面沉降问题进行系统分析和论证，提出相应的预防和治理措施。
2.对上海市城市化进程中浅部土层地面沉降问题的研究，在岩土工程领域和地质学研究领域都有一定的贡献。
上海市地面沉降监测设施管理办法-上海市人民政府令[第32号]
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上海市地面沉降监测设施管理办法正文：---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 上海市人民政府令（第３２号）《上海市地面沉降监测设施管理办法》已经１９９６年８月１９日市政府第５５次常务会议通过，现予发布，自１９９６年１１月１日起施行。
市长徐匡迪一九九六年八月二十一日上海市地面沉降监测设施管理办法（１９９６年８月２１日上海市人民政府第３２号令发布）第一条（制定目的）为了加强本市地面沉降监测设施的管理，保障地面沉降监测设施的使用效能，做好控制地面沉降工作，制定本办法。
第二条（定义）本办法所称的地面沉降监测设施，系指为取得地面沉降监测、研究数据而由国家投资建造的下列设施：（一）用于土层形变监测的基岩标、分层标和水准点等测量标志；（二）用于地下水动态监测的长期观测井（孔）和孔隙水压力测头孔等设施；（三）为保护以上标志和设施而建造的房屋、防护栏等建筑物、构筑物。
第三条（适用范围）本办法适用于本市行政区域内地面沉降监测设施的规划、建设、保护及相关的管理活动。
第四条（管理部门）上海市地质矿产局（以下简称市地矿局）负责本市地面沉降监测设施的管理工作，对本市地面沉降监测设施的规划、建造、使用和保护进行管理、监督。
其中涉及永久性测量标志规划、拆除和报废的，还应当接受上海市测绘管理办公室（以下简称市测绘办）的行业管理。
市规划、房地、公用、公安等部门应当按照各自的职责，共同做好地面沉降监测设施的管理工作。
第五条（政府职责）地面沉降监测设施所在地的各级人民政府及其派出机构，负有保护地面沉降监测设施的责任。
第六条（规划）布设地面沉降监测设施，由市地矿局将布设方案报市建设委员会（以下简称市建委）批准，并按规定到市规划、房地部门办理规划选址和建设用地审批手续后实施。
上海地面沉降及其防治研究
上海地面沉降及其防治研究杨新安;程军;王红霞【期刊名称】《同济大学学报（医学版）》【年(卷),期】2000(021)008【摘要】地面沉降是上海市面临的主要地质环境灾害,近年来有加速趋势,本文分析了上海地面沉降的历史、现状和进一步发展趋势;指出除超量抽取地下水外,造成近期上海地面沉降加速有4方面原因,为提高沉降计算和预测的准确性,应采用能考虑不确定性影响因素和深部土层沉降影响的研究方法.最后,作者分析了防治上海地面沉降的5项对策.【总页数】5页(P71-75)【作者】杨新安;程军;王红霞【作者单位】上海铁道大学,土木工程系,上海,200331;上海铁道大学,土木工程系,上海,200331;上海铁道大学,土木工程系,上海,200331【正文语种】中文【中图分类】P642.26【相关文献】1.稳固上海地基保障城市安全——市人大常委会审议《上海市地面沉降防治管理条列(草案)》 [J], 王霁2.上海市人民代表大会法制委员会关于《上海市地面沉降防治管理条例(草案)》(修改稿)修改情况的报告——2013年4月17日在上海市第十四届人民代表大会常务委员会第三次会议上 [J], 林化宾;3.关于《上海市地面沉降防治管理条例(草案)》的说明——2012年11月20日在上海市第十三届人民代表大会常务委员会第三十七次会议上 [J], 冯经明;4.上海市人民代表大会城市建设环境保护委员会关于《上海市地面沉降防治管理条例(草案)》的审议意见报告——2012年11月20日在上海市第十三届人民代表大会常务委员会第三十七次会议上 [J], 甘忠泽;5.贯彻落实科学发展观，做好地面沉降防治工作——中共上海市委、市政府领导视察地面沉降监测展示馆 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
上海市地面沉降监测技术适宜性评价研究
表 ２监测成本统计表
至２ ０ １ ５年 ， 上海 市建 立 了以佘 山基点 、 小 闸基 岩标为起 算点 ， 共５ ２座基 岩标 、 １ ２ ６组深 、浅不 同的分层 标组 、 １ ３ ０ ０多座 普通水准 点 的精密水准 网。 作为地面沉降监测点的永久性 Ｇ Ｐ Ｓ观测墩共 ２ ８ ３ 座， 组建 了 Ｇ Ｐ Ｓ 地 面沉 降监测一 、 二级网 。在华东政法 大学 、 双阳 中 学等 １ ３ 个 重点 区域 安装 了地面沉降 自动化监测 系统 。利用 欧洲空 间局 提供 免 费 的 Ｅ Ｎ Ｖ Ｉ Ｓ Ａ Ｔ — Ａ Ｓ Ａ Ｒ和 Ｅ Ｒ Ｓ 一 １ ／ ２数 据 进行 Ｉ ｎ Ｓ Ａ Ｒ技 注： 标记的数据来 源于市场 的基础 定价 ； ＃主要是 维持 数据传 术 的研究 ，建立 了上海地面沉 降 Ｉ ｎ Ｓ Ａ Ｒ技术 的监 测方法与工作 流 输 所需要 的电费， 在此 忽略 不计 ； 其余数据均 来 自于《 测绘生产成本 费用定额》 财建［ ２ ０ ０ ９ １ １ ７号。 程， 并在实践 中进行 了应用 。 ２监测技术对 比分析 ２ ． ３监测范围 以上海市多年地面沉降监测 的实践为基础 ， 本文将主要从监测 从严密 的角度 出发 ， 只有 Ｉ ｎ Ｓ Ａ Ｒ技术能够获得 “ 面” 状 区域 的沉 而其他监 测技术只能获 得“ 点” 的沉 降信息 ， 但在 具体实践 精度 、 监测成本 、 监测 范 围等 ３ 个 方面对水 准测量 、 Ｇ Ｐ Ｓ测量 、 自动 降信息 ， 化监 测以及 Ｉ ｎ Ｓ Ａ Ｒ等 ４种测量技术 的特点进行了 比较 分析 。 中，水 准点一般分布较密 ，因此水准测量 能够 得到真实 性很高 的 “ 线” 状 以及“ 面” 状区域 的沉降信息 。 ２ ． １监测精度 根据 ２ ０ ０ ５年 度 以来 上海 市 已建 的 自动 化监 测系统 的测 量数 ３监 测 技 术 适 宜 性 评价 在对以上 ４种监测技术特点进行 比较分 析的基础上 ， 本文对这 据， 其 测量 中误差 均小于为 ±ｌ ｍ ｍ； 根据 ２ ０ １ ３年度 的数据 ， Ｇ Ｐ Ｓ测 量 的高差 中误 差可以达到 ４ － ５ ｍ ｍ。 从Ｉ ｎ Ｓ Ａ Ｒ技术在上海市地面沉降 ４种 监测 技 术 进 行 了应 用 适 宜 性 评 价 ： 监测 实践 中的应用 成果来看 ， 目前我们在垂 向上能得到的最好精度 Ｉ ｎ Ｓ Ａ Ｒ技术可用 于迅速获取大范围 “ 面”状 区域 的地面沉降信 为 ±４ ． ０ ２ ａｍ。但该技术仍然面临着精度不均匀 、 ｒ 稳定性有待进一步 息 ， 在实施水准测 量条件缺失 （ 如人工 围填 区等 ） 、 精度要求 又不高 的区域可采用 Ｉ ｎ Ｓ Ａ Ｒ技术和 Ｇ Ｐ Ｓ技术 。精密水准测量则 应用于重 提高等 问题 。表 １ 统计 以上各种测量技术 的测量精度 。 表 １测量精度统计表 点沉降 区域 以及 重要建筑ｆ 构） 物 的高 精度 监测 ； 自动化监测技 术最 适 合用 于对重点关注对象（ 如 隧道 、 桥梁等 ） 的实时沉 降监测 。
上海市人民政府令第62号——上海市地面沉降防治管理办法
上海市人民政府令第62号——上海市地面沉降防治管理办法文章属性•【制定机关】上海市人民政府•【公布日期】2006.08.24•【字号】上海市人民政府令第62号•【施行日期】2006.10.01•【效力等级】地方政府规章•【时效性】失效•【主题分类】地质灾害正文上海市人民政府令第62号《上海市地面沉降防治管理办法》已经2006年5月8日市政府第105次常务会议通过，现予公布，自2006年10月1日起施行。
市长韩正二○○六年八月二十四日上海市地面沉降防治管理办法（2006年8月24日上海市人民政府令第62号公布）第一章总则第一条（目的和依据）为了防治地面沉降，避免和减轻地面沉降造成的损失，维护人民生命和财产安全，促进经济和社会可持续发展，根据《地质灾害防治条例》和有关法规、规章的规定，结合本市实际情况，制定本办法。
第二条（适用范围）本办法适用于本市行政区域内地面沉降的监测、防治及其管理活动。
第三条（有关用语的定义）本办法中有关用语的定义如下：（一）地面沉降，是指由于自然因素或者人为活动引发地壳表层松散土层压缩并导致地面标高降低的地质现象。
（二）地面沉降监测设施（以下简称监测设施），是指为取得地面沉降数据而建造的下列设施：1、监测土层形变的各类测量标志及其配套的仪器设备；2、监测地下水动态的观测井（孔）等各类水文地质监测设施；3、为保护前述设施而建造的防护栏、房屋等建筑物、构筑物。
（三）地面沉降防治设施（以下简称防治设施），是指地下水回灌井和实施地下水回灌的采灌井（含井管及其附属设施）。
第四条（管理部门）上海市房屋土地资源管理局（以下简称市房地资源局）是本市地面沉降监测与防治的行政主管部门。
上海市水务局（以下简称市水务局）负责本市地面沉降防治工作中的地下水开采与回灌管理。
上海市建设和交通管理委员会（以下简称市建设交通委）负责本市地面沉降防治工作中的建设工程管理。
区（县）政府和房地、水务、建设、规划、财政、投资、市政、交通、环保和民防等管理部门按照各自职责，协同实施本办法。
上海市地面沉降研究
地面沉降的定义与特点
地面沉降的定义
地面沉降是指由于地下水开采、 地层构造变化、地面荷载等多种 因素导致的地表土壤和岩层压缩 、地下水位下降的现象。
地面沉降的特点
地面沉降通常是一个缓慢的过程 ，但影响范围广泛，持续时间长 ，对城市建设和生态环境造成严 重危害。
上海市地面沉降的历史与现状
历史回顾
上海市自20世纪60年代开始出现地 面沉降问题，主要原因是地下水开采 。随着城市化进程加速，地面沉降问 题日益严重。
上海市地面沉降研 究
目 录
• 引言 • 上海市地面沉降现状 • 上海市地面沉降原因分析 • 上海市地面沉降防治措施 • 上海市地面沉降研究展望
01
引言
研究背景与意义
研究背景
上海市作为我国经济最发达的城市之一，近年来随着城市化的快速发展，地面沉降问题日益严重，对城市建设和 生态环境造成了严重影响。因此，对上海市地面沉降进行研究，对于保护城市环境和促进可持续发展具有重要意 义。
现状分析
目前，上海市地面沉降主要集中在中 心城区和部分郊区，沉降量较大的区 域主要集中在黄浦江以东地区。
地面沉降的影响与危害
影响交通
地面沉降会导致道路、桥梁等 基础设施变形，影响交通安全
。
破坏建筑
地面沉降会导致建筑物地基下 沉，严重时可能引发建筑结构 破坏。
水资源短缺
地面沉降会导致地下水位下降 ，影响城市供水和水处理。
研究目的与任务
研究任务
1. 对上海市地面沉降进行全面调查和监测，获取 基础数据。
2. 分析地面沉降的规律和特点，探究其形成机制 和影响因素。
研究目的与任务
3. 评估地面沉降对城市建设和生态 环境的影响。
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自1956年修建防汛墙以来，已四次加高， 墙
顶标高由5米、5.8米至目前的6.9米。中心城
区地面平均累计沉降量为1691mm, 年均沉降 38mm, 最大沉降量2.63m。
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3、地面沉降的原因和影响
原因： 持续超量抽取地下水； 大面积农田灌溉； 高荷载建筑群； 海平面上升； 其他原因。
2、地面沉降的历史概况
上海市区及近郊区历年地面沉降的速率和动态变化趋势，可划
分为五个时期： 1921～1948年地面沉降缓慢发展时期，年平均沉降24mm； 1949～1956年地面沉降显著发展时期，年平均沉降增加到40mm； 1957～1961年地面沉降急剧发展时期，年平均沉降达110mm； 1962～1965年地面沉降进入缓和时期，年平均沉降量减为59mm； 1966～1995年为地面沉降控制时期，总的沉降量116毫米。 刘毅，2000
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1、地面沉降的定义
地面沉降：是某海岸基准点在四维空间的升降
变化，其由理论海平面上升，基底下沉，人类经济
活动造成土层压缩、压密而造成某海岸基准点的升 降。它是区域性，缓慢的地面变形。
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5、地面沉降的防治
压缩用水量; 人工补给地下水（人工回灌）; 调整地下水开采层位; 在沿海低平原地带修筑或加高挡潮堤、防洪堤， 防止海水倒灌、淹没低洼地区;
对可能发生地面沉降的地区，硬预测地面沉降的可能性
和危害程度。
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桩基承台相对上升，影响建筑物使 用效能
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4、地面沉降的危害性评估
Wang Jun et al. 2010;Climate Change
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Wang Jun et al. 2010;Climate Change
受淹。
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雨季地面积水（人民广场、南京路 ）
潮水上岸（1981年上海）
1996年7月5日大暴雨龚击申城，由于地面沉降及泵 站排水能力不足，致使房屋进水、交通受阻。
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桥下通航受阻
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80年代以来，由于城市改造建设，地面沉降有加剧趋 势，年平均沉降量为15～10mm
0
1921 1926 1931 1936 1941 1946 1951 1956 1961 1966 1971 1976 1981 1986 1991 1996
影响： 潮水上岸洪灾
暴雨导致地面积水灾害
高潮桥下通航受阻
建筑物破坏
其它灾害
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பைடு நூலகம்
1962年8月2日的风暴使黄浦公园的高潮位达到了
4.76m，当时在1959年建成的外滩防汛墙高有4.80m，
然而这一时期大量抽取地下水造成地面显著下降，防 汛墙实际顶高只有4.5～4.6m，于是潮水在多处漫溢， 市区防汛墙溃决46处，半个市区被淹，最大水深达2m， 造成市区交通中断，大批工厂停工、商店停业、仓库
20 0
-500 -20 -1000 -40 -60 -80 -2000
Û Æ Á µ ¿ À ¼ ³ ½ Á (mm) ê ù Á µ ¿ ¨ © Ä ¾ ³ ½ Á £ mm£
1847mm
-1500
-100 -120
-2500
上海地面沉降发展历时曲线（来自张荣彪，2005）
上海外滩百年巨变，外滩防汛墙不断加高的过程从侧面反映了市 華東師範大學 East China Normal University 区地面沉降的演化历史！
East China Normal University
谢谢大家！
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世界若干大城市日用水量与地面沉降
華東師範大學
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上海第三含水层水量、水位、沉降历时变化曲线图 （江苏省界—沪杭铁路—外环线—内环线—上海站）
華東師範大學
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上海市地面沉降灾害
—分析与防治
自然地理学 资源环境与科学学院 华东师范大学
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提纲： 1、地面沉降的定义 2、地面沉降历史概况 3、地面沉降原因和影响
4、地面沉降的危害性评估 5、地面沉降的防治