南极冰盖在融化,这件事离上海到底有多远?海平面一点点抬高的同时,脚下的土地也在慢慢下沉,这座滨海城市真正要防的是什么?
要回答这个问题,不能只盯着远方的冰川,还要看城市脚下一个容易被忽视、影响却很深远的问题:地面沉降。南极离上海、香港有数千公里,很多人觉得冰川融化是地球另一端的事。
但有研究认为,南极冰盖变化的影响可能比想象中更直接:受南极冰盖融化影响,上海、香港等部分沿海地区的海平面变化幅度,可能比全球平均水平高出约15%至20%。这个比例需要正确理解。
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它是特定研究条件下的区域性估算,并不意味着未来海平面上升在任何情况下都会固定高出这么多。不过它说明,海平面上升的风险并不是各地平均分摊的。
同样的冰盖变化,落到某些沿海地区可能影响更大,上海就在需要格外留意的位置上。上海面对的也不只是海水上涨。
海水上涨是外面的海面在抬高,地面沉降是城市自身的地面在降低。两件事同时发生,城市地面和海面之间的高差就会从两头被压缩。
要看清这种双重压力,先得弄明白地面沉降是怎么回事。根据我国专门的勘测和区域变形测量结果,目前全国大约有70个城市发生了地面沉降。
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北京早在上世纪60年代就出现了这一现象,部分地区每年下沉约11厘米。地面沉降也不是中国独有的问题,而是世界各国共同面对的难题,在人口稠密、开发强度大的地方尤其突出。
所谓地面沉降,是指一个地方的地面标高在一段时间内持续降低。它和人们常说的地面塌陷不同。
大范围的地面沉降一般不会突然大幅下陷,而是慢慢发生,通常每年只降几厘米,每年十几厘米已经算非常快了。正因为变化慢、平时难以察觉,它往往要积累很久才显露出严重后果。
从全球看,已有50多个国家和地区发生了不同程度的地面沉降,比较严重的有美国加州、墨西哥的墨西哥城和日本东京。美国加州累计下沉约25米,过程大约持续了50年。
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日本有29个都道府县的59个地区发生地面沉降,沉降面积约占可居住面积的12%。我国的地面沉降主要集中在华北平原、汾渭平原、长江三角洲和松辽平原。
沉降面积最大的是华北平原,主要原因是地下水超采。长三角沉降严重的城市主要是上海和宁波,沉降面积已接近1万平方千米。
汾渭平原的沉降则以西安为中心。这些地方大多人口稠密、用水量大,地下水长期承担着重要的供水任务。北京是一个典型例子。
北京的地面沉降上世纪60年代就已出现,主要分布在朝阳区、昌平区、顺义区和通州区。最严重的是朝阳区的咸宁侯和双桥一带,每年下沉约11厘米。
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按照前面的标准,这已经是相当快的速度,可见大城市地面承受的压力不容小觑。北京地面沉降的原因主要有两类。
第一类是城市建设:地铁隧道施工和大量地面建筑施工,都会引起地面沉降。城市越往地下延伸,地上楼宇越密集,地层受到的扰动和承受的荷载也就越大。这类沉降伴随城市化进程出现,是大城市发展中必须正视的问题。
第二类是抽取地下水。北京是世界上少有的以地下水为水源地的城市,过去一半以上的用水来自地下水。同时,北京人均水资源量远低于世界平均水平,只有世界人均水资源量的1%左右。
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水资源短缺,用水需求又大,地下水长期承受很大的开采压力,地面也就跟着往下沉。转机来自外调水源。南水北调工程实施后,北京开始回补地下水。近几年,北京的地下水位逐步回升,地面沉降问题有所缓解。
但这种缓解还不是根本遏制,沉降问题仍未彻底解决。要让地下水真正恢复,还需要长期、持续的努力,很难在短期内见效。
地面沉降的危害并不只是标高降了几个数字。首先是造成地面裂缝,有的马路出现断裂,就可能与此有关。更严重的是可能导致建筑物倒塌。
这些问题平时不显眼,往往在长期积累后才暴露出来,一旦出现,处理起来就很棘手,对城市安全构成实实在在的威胁。对沿海城市来说,危害还要多一层。
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内陆城市地面下沉,主要影响道路和建筑;沿海城市地面下沉,等于降低了自己面对海水的高度。如果海平面同时在上升,两种变化就会叠加,城市离海面越来越近。
这正是上海和内陆城市处境不同的地方。在我国,地面沉降发生较早、研究也比较深入的典型城市就是上海。
上海人口高度密集,人口密度超过每平方公里1000人。早在1921年,上海就已开始关注地面沉降问题;到了上世纪五六十年代,随着地下水被大规模开采,沉降明显加快。
上海的地面沉降和它的发展历程密切相关。上世纪初,上海开凿了第一口地下水井。到三四十年代,城市逐步扩建。
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五六十年代,为满足农业生产和城市人口的用水需要,上海进入大规模开采地下水的阶段。城市发展快,人口大量涌入,地下水开采量也随之迅速增加。
两方面因素在这一时期叠加起来。一方面,大规模抽取地下水让地下含水层的水量急剧减少,地层失去了原有的支撑;另一方面,人口涌入让地面建筑急剧增多,地表承受的压力不断加大。
地下支撑减弱,地上荷载增加,上海这一时期的地面沉降因此比较快。面对这一问题,上海在2000年左右制定了地面沉降防治规划和措施,开始逐步回灌地下水。
到2010年,上海抽取的地下水量已经远小于回灌量。持续回灌之后,上海基本遏制了地面沉降的势头。
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这说明,控制地下水开采、加强人工回灌,是应对地面沉降的有效手段。最新的监测数据也能反映治理效果。
上海相关部门公布的2025年地质环境监测数据显示,当年全市地面平均沉降量为5.1毫米。与每年几厘米甚至十几厘米的沉降速度相比,这个数字已经小了很多。
但它仍是正数,说明上海的地面还在下沉,只是速度大大放慢了。还有一个难以回避的特点:地面沉降一旦发生,就很难恢复。
地层有一定弹性,压力减轻、地下水得到补充后,能回弹一点。但地下水被大量抽取后,地层又长期承受地表建筑物等多方面的压力,会发生塑性变形,很难回到原来的状态。
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已经沉下去的地面,通常无法靠回补地下水完全抬回原来的高度。把这一点和海平面上升放在一起看,就能明白上海真正的难处。
海水上涨的趋势,靠一座城市自身无法扭转;而地面一旦下沉,大多难以收回。海面可能还在抬高,地面却很难回到从前。
所以对上海来说,最需要警惕的不是某一年海水涨了多少,而是这两种变化长期叠加。不过也不必过于悲观。
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地层仍有一定的回弹能力,回补地下水、减少超采等措施依然有意义。一方面,它们可以减缓甚至遏制进一步沉降;另一方面,可以让地层在能回弹的范围内尽量恢复。
坚持下去,就能减少地面沉降带来的次生环境地质灾害,为城市多留一些余地。总的来看,地面沉降是一个缓慢却影响深远的过程,与地下水超采、城市建设和人口聚集密切相关,在华北平原、长三角、汾渭平原和松辽平原尤为突出。
北京和上海的经验表明,外调水源回补地下水、控制开采、加大回灌,可以缓解甚至遏制沉降。但地层的塑性变形难以逆转,预防比治理更重要。
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南极冰盖融化离上海并不遥远,上海也确实不只怕海水上涨。当地海平面上升幅度可能高于全球平均,地面又仍在以每年毫米级的速度下沉,两者叠加,才是这座滨海城市需要长期面对的局面。
管好地下水、守住脚下的地面,是上海能够主动做到、也必须做好的事。
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