对话Science论文作者：中国城市地面沉降和海平面上升之问

出品｜搜狐科技

作者｜郑松毅

编辑｜杨锦

地面沉降被称为城市的“慢性病”— —脚下土地部分区域每年下沉少则几毫米，多则几厘米，长期以往造成建筑物和基础设施的损坏等，最终对人类生活造成一定的影响。

全球范围内最早的地面沉降记录出现在1891年的墨西哥首都墨西哥城。中国的部分城市也在上世纪出现了地面沉降问题。例如，上海市的地面沉降始于二十世纪二十年代，天津市的地面沉降从二十世纪五十年代开始被关注。

最近，北京大学与多家合作单位的研究人员在《Science》期刊上发表了一篇题为" A national-scale assessment of land subsidence in China’s major cities "的研究论文，引发广泛关注。

在这项研究中，研究人员利用2015-2022年间的合成孔径雷达（SAR）卫星影像和全球导航卫星系统（GNSS）数据，对我国82个主要城市的地面沉降进行了系统的评估。在这些城市中，年沉降速度快于10毫米/年的面积占比为15.8%。下沉速度较为明显的城市包括天津和台湾省彰化县。

研究还表明，在沿海地区，假设沉降速率没有缓解，并且海平面确实如IPCC高CO2排放情境预测的一样，那么一百年后（到2120年），中国沿海大中型城市约26%的地面的相对海拔将低于同期海平面。

地面沉降是怎么发生的？又该如何应对？沿海部分区域是否有被海水淹没的风险？带着这些疑问，搜狐科技对话了论文作者——北京大学城市与环境学院胡燮和陶胜利研究员。

地面沉降为何发生？

地面沉降又称地面下沉或地陷，通常是由自然和人为因素共同造成的。自然因素主要包括构造运动和冰川均衡调整(GIA)等，人为因素主要是自然资源开采。

在城市内部与工农业活动区，由于水资源需求量较大，人们往往抽取地下水作为生活、生产用水。但当过量的地下水从含水层中抽出后，地层内孔隙水减少，整个体积收缩，因而导致地面下沉。

而其他人类活动，如煤矿和油气开采，也会因为采空和地层孔隙中流体和气体的变化发生地表形变，从而表现出与工程活动在时间和空间上吻合的局部地面沉降。

总的来看，地面沉降是一种复杂的现象，虽说自然情况下的沉积物压实通常无需控制，但地下水抽取和地下资源开采等可通过管理措施进行约束，进而降低地面沉降的风险。

中国并不是“地面沉降”最严重的国家

胡燮和陶胜利向搜狐科技介绍，地面沉降是全球性问题，中国并不是最严重的。就中位数而言，全国82个大中型城市地面沉降速率的中位数为每年约2毫米，与其他国家相比并不算高。

据统计，全球已有60多个国家和地区发生了（或正在发生）地面沉降，较严重的国家包括伊朗、墨西哥、日本、美国和印度尼西亚。2021年，一项由欧洲科学家领衔的研究依据当前的沉降数据，并模拟了未来的供需水、气候和人口情况，结果发现，截至2040年，全球潜在地面沉降面积将增加7%，菲律宾、伊拉克、印度尼西亚、墨西哥、以色列、荷兰、阿尔及利亚和孟加拉共和国暴露在沉降区的新增人口百分比将大于80%，而中国、美国、意大利和伊朗的该百分比则小于30%。

其中，群岛国家印度尼西亚所面临的情况尤为急迫。印度尼西亚首都雅加达地面沉降严重，大地测量技术显示该国1982-2010年的沉降速率高达每年28厘米、2014-2020年的沉降速率高达11厘米。在极端气候变化和海平面上升的情境下，到2025年，拥有千万人口的雅加达将有接近27%的面积被海水淹没。

胡燮说，就我国而言，华北平原、长江三角洲和汾渭盆地是地面沉降相对严重的地区，同时沿海地区的地面沉降问题需要加以关注。这一方面是因为海岸区域的地质和生态环境本身较为脆弱，另一方面是因为极端风暴潮会增加海岸洪水的风险。

谈及大家对于“城市下沉”的担心，陶胜利解释道，“一座城市部分地区在下沉并不意味着这整座城市都在下沉，也不意味着这座城市所有的居民都暴露在地面沉降的风险之中，重要的是面积比例与沉降速率。同时也要知道，沉降速度本身很难与灾害联系起来，国际上还没有共识何种速率可以称为灾害级别。”

胡燮补充强调，“更值得关注的是形变速率在时间上的骤变以及空间上的不平衡。如果地面在平稳、缓慢的下沉或上升，其实发生路面破裂和建筑结构偏斜的可能性相对较低。但如果地面形变突然加速，或者地面形变速率在一定空间内出现不均匀的情况，那么上述后果的可能性就相对高点。因此，我们需要利用卫星观测等技术进行持续的形变监测，及早预警，从而采用因地制宜的防治措施。”

很多人担心，会不会真的有城市因地面下沉而被海水吞没？

胡燮和陶胜利均表示，大家不要误解“到2120年，26%的中国沿海城市地面的相对海拔会低于同期海平面”这一说法。这是基于两个很强的假设得出的模型模拟结果，即城市沉降速率不会缓解，并发生了最大可能程度的海平面上升，因此是一种极端假设情况。

两位研究员还强调，“模拟结果尚未考虑当前和未来的防洪工程。以上海为例，政府广泛建立了庞大的沿海堤坝系统，规模在全球都是十分罕见的。就目前的地面沉降情况来看，大家不必太过担心。并且，我国自2012年起开始全国范围内的地面沉降防控工作，很多措施，如南水北调，正在扭转北京、天津等城市的地面沉降。”返回搜狐，查看更多

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