廣州地鐵塌陷3人被困:這並不是第一次,為什麼總是發生在廣州?

一、 塌陷災害頻繁的廣州

12.1日,在廣州大道北與禺東西路交界處發生地面塌陷,3人被困。

廣州地鐵塌陷3人被困:這並不是第一次,為什麼總是發生在廣州?

新聞截圖

我們要是把視野放得長遠一點,就知道,其實廣州並不是第一次發生這種事情了。在地質學家們的眼中,廣州是一個塌陷災害頻繁的城市。下面簡單回顧幾個發生在廣州影響較大的塌陷事件:

2008年,廣州市夏茅村發生塌陷,73幢民房受害;

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2007-2009年金沙洲在兩年間發生塌陷15次;

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2009年大坦沙在兩個月內發生9次塌陷;

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廣州各地塌陷現場圖

當然,還有一些影響比較小的塌陷事件,在此不一一列舉。那麼,為什麼廣州的塌陷災害這麼頻繁?這些塌陷是如何形成的?它們是天災還是人禍?

二、 廣州的塌陷是怎麼形成的?

廣州市內發生的大部分塌陷都叫做岩溶塌陷,這其實是一種與岩溶現象有關的地質災害。什麼叫做岩溶現象呢?其實就是字面意思:

岩石被水溶解從而發生的一系列地質現象。這種現象還有一個別稱,叫做喀斯特。

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桂林就是典型的喀斯特地貌 圖/網絡,侵刪

自然界有各種各樣的岩石,比如我們耳熟能詳的砂岩、花崗岩、大理岩等等,其中還有一種岩石被稱為灰巖。灰巖被稱為灰巖其實就是因為一般來講它的顏色發灰,這種岩石在古代經常被用來燒石灰,在現代被用作製作水泥。有一句著名詩句“粉身碎骨渾不怕,要留清白在人間”,說的就是用灰巖燒石灰的這個過程。

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灰巖 圖/網絡,侵刪

這種岩石很堅硬,用錘子都敲不動,但是卻有一個特性:容易被水溶解!當然,這個過程並不像泡騰片一樣,放到水中就被溶解了,而是一個非常非常緩慢的過程(起碼得用年來作為時間單位),地質學上把灰巖被水溶解的過程稱為溶蝕

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灰巖被溶解的化學式

在灰巖形成過程中或者是形成之後,在灰巖內部會有一些細微的裂隙,當灰巖暴露在地表以後,雨水滲入裂隙中,這時候,這些裂隙中的水流動速度非常緩慢,經過成千上萬年的溶蝕後,這些小的裂隙擴大成為大一點的裂隙,這時候水就能夠在裂隙中快速流動了。當水的流動速率增大以後,水的溶解速率就更強了,而且有時候水流還帶著一些小的岩石碎屑,這些岩石碎屑會在運動中刮削裂隙的表面,讓裂隙更快地擴大,當擴大到一定程度以後,就形成了比較大型的岩溶管道,管道中的水流也增大成為了地下河。這些地下的岩溶管道,我們叫它們:溶洞!

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岩溶區的地下往往發育有溶洞

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真實溶洞和地下河景觀

因此,在含有灰巖地層的地方,其地下其實是由很多這樣的溶洞的!很不幸,廣州就是一個灰巖分佈面積比較廣泛的城市。

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那麼廣州市的塌陷是怎麼形成的呢?是因為這些溶洞擴大,從而塌陷了嗎?不是的!

廣州市處於中國的南部,降水較多,而且處於一個被山峰包圍的低窪地帶,來自這些山峰的河流帶來了大量的泥沙沉積物,這些泥沙沉積物覆蓋在灰巖上,蓋住了溶洞的頂部,在這些溶洞中,地下水流速比較緩慢而且很穩定,因此這種結構是比較穩定的,輕易不會發生塌陷。

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但是到了現代,人類的活動非常活躍,尤其是進行日常的農業抽排水、工程建設抽排水等活動的時候,一旦進行大量的抽排水工作,就會讓這一個地方的地下水水位產生波動:當抽水的時候,地下水面急劇下降,空氣來不及填充,水位就下降了,這時候在地下水面與土層之間出現一個類似於真空的狀態,這時候在地面的大氣壓力下,土層容易向溶洞中垮塌;要是迅速排水,則地下水位劇烈上升,空氣被迅速壓縮,在水面與土層之間形成巨大的壓力,這時候土層又會網上拱。就這麼下垮和上拱,原來被壓的比較嚴實的土層就鬆動了,從而開始向溶洞中快速垮塌,這樣就在土層中形成了塌陷的空洞。

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抽水石水面下降

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水面下降太快,溶洞內氣壓變小

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空氣壓力大,往下壓



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排水的時候地下水面上升

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水面壓縮空氣,溶洞內空氣壓力增大

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溶洞內壓力向上壓土層,土層進一步鬆動

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鬆動後的土層開始往下漏,形成土洞

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土洞垮塌形成塌陷

以上就基本上是廣州的塌陷形成的機理,這是由自然因素和人為活動共同導致的。只要廣州的地下還是灰巖,只要工程活動還繼續,塌陷很難避免。


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