最近，《科學》雜誌發表了一項關於中國城市地面沉降的研究，該研究一公佈便引起了學術界和公眾的極大關注。這項研究顯示，近一半的中國大城市發生了局部地層下陷的現象，這個話題一度爬升至社群媒體熱搜榜首。那麼，我們需要擔心這個問題嗎？究竟是什麼原因導致了城市的沉降？這現象背後又隱藏著哪些有趣的故事？

先說結論，地面沉降這事兒並不新鮮，它確實有一定危害，但在我國城市沉降問題並不嚴重，而且我們可以做一些事情來改善沉降。

什麼是城市地面沉降？

城市地面沉降，俗稱“地陷”，就是城市區域地面因種種原因高度下降的現象。與地震和海嘯相比，地面沉降發生得悄無聲息，因此往往難以引起人們的注意。

由於地面沉降，略帶傾斜的西安大雁塔圖片來源：國際古蹟遺址理事會西安國際保護中心

然而，即使是較小範圍的地面沉降，也會對人們的生命和財產安全造成很大威脅。

地面沉降可能會導致道路、橋樑以及建築物產生裂縫或變形，破壞城市排水系統，引發雨水積水或污水逆流。地鐵、地下停車場等地下設施都可能因為地面沉降而受損。因此，城市地面沉降在《地質災害防治條例》中，被定義為「緩變性地質災害」。

干涉合成孔徑雷達（InSAR）測量地面狀況的示意圖

在《科學》雜誌的這項研究中，科學家運用了一種稱為「干涉合成孔徑雷達」（InSAR）的先進衛星遙感技術，來監測中國82 個大中型城市的地面沉降情況。

這種技術透過發射雷達波並接收其從地表反射回來的訊號。利用衛星在不同時間的兩次過境所收集的雷達數據，分析地表反射雷達波的相位變化，從而精確地測量地表在兩次觀測間的微小移動，如沉降或抬升，從而能夠精確測量這段時間內地面的沉降程度。

結果顯示，44.7% 的城市區域每年的地面沉降速度超過3 毫米，而15.8% 的區域地面沉降速度甚至超過每年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數則為每年約2 毫米。在82 個城市中，約三分之一的人口居住在沉降速度超過3 毫米/年的地區，7.3% 的人口居住在沉降速度超過10 毫米/年的地區。

換句話說，可能有2.7 億中國人生活在下沉的土地上。值得注意的是，這個數據僅代表城市的某些部分地區可能出現下沉，並不代表整個城市都在下沉，更不代表所有居民都面臨同等的風險。

城市沉降只發生在今天的中國嗎？

雖然中國目前面臨的城市地面沉降問題略顯嚴峻，事實上，早在1920年，上海和天津就已經出現了地面沉降的跡象。到了1970年代，長江三角洲的主要城市以及華北平原地區開始經歷地面沉降。

從1980年代起，地面沉降現象由點及面，形成連片發展的趨勢，影響範圍進一步擴大。這項研究估算，中國沿海四分之一的土地可能在2120年沈降到海平面以下。

城市地面沉降不僅是地區性問題，也是全球性的環境挑戰。研究表明，全球約19% 的人口正處於沉降引起的高風險。在美國、日本、伊朗等多個國家，也有大量關於城市地面沉降的研究和通報。

《科學》雜誌在2022 年報告稱，伊朗超過90% 的地區正在經歷地面沉降，全國平均沉降速率高達每年約6 厘米；在2007 年至2020 年間，美國沿海地區32個城市的年沈降速率中位數在2~6 毫米之間，其中多數地區的沉降速率超過3 毫米。

美國沿海各地面的沉降

由於地面沉降與海平面上升的雙重影響，到2050 年美國沿海32 個城市約1000~1300?平方公里的土地可能被淹沒。而在日本東京，20 世紀50 年代的地面沉降速度甚至一度達到了每年27 公分的程度。相較來說，中國的城市沉降問題不算嚴重。

城市為什麼會發生沉降？

雖然由於各種地質過程，地球表面會經歷緩慢而穩定的自然隆起和下沉，但這不能排除人類活動對沉降所帶來的影響。

研究顯示，面臨嚴重地面沉降的城市具有明顯的區域特徵：東北地區的代表城市包括大慶、哈爾濱和長春；華北地區以北京和天津為典型；中部地區的典型城市有平頂山、晉城和淮南；華南地區則包括昆明、南寧和貴陽；東南沿海地區則以溫州和汕頭為代表。

這些區域要么是工業城市集群，要么是人口密集的城市群，說明地面沉降與區域經濟活動和人口密度有密切的關係。

城市沉降與多種自然和人為因素有關，包括城市地區基岩的深淺、地下水的枯竭、建築物的重量、交通系統的運用以及地下採礦活動。這些因素共同作用，影響城市地面的穩定性和高度。

過度開採地下水是導致全球多個城市嚴重地面沉降的主要原因。當大量地下水被提取時，地下水位逐漸降低，破壞了地下水壓力平衡，導致原來由地下水支撐的土壤和岩石部分失去承托力。隨著地下水位的持續下降，原先含水飽和的土層開始乾燥並收縮，這導致土層體積縮減，從而引起地面沉降。這種土壤壓縮通常是不可逆的，即便地下水位後來得以恢復，土壤體積也難以完全復原。

在中國，地下水過度開採引起的地面沉降尤其嚴重。根據水利部的數據， 1920 世紀70 年代，中國地下水的開採量平均為每年570 億立方米，到了80 年代增加至每年750 億立方米，而到2009 年已飆升至每年1098 億立方米。超過300 個地區出現了地下水超採現象，涉及面積達19 萬平方公里，其中嚴重超採區域高達7.2 萬平方公里。

華北平原之所以成為地面沉降的重災區，就是由於華北平原地區人均水資源量不到全國平均水準的六分之一，地下水占到總供水量的70% 以上。可以說，解決中國城市沉降問題的關鍵在於長期、持續地控制地下水開採。

結語

實際上，我國政府對城市地面沉降問題早已給予高度關注，並採取了一系列有效措施以應對這項挑戰。早在2012 年，我國就推出了由十個部會共同製定的首部《地面沉降防治規劃》。

為了更好地管理和保護水資源，中國也制定了《水法》和《地下水管理條例》等一系列法律法規，規範地下水的合理開發與利用。又有南水北調工程這樣的重大水資源管理項目透過調配水資源，有效減輕了華北地區的水壓力，從而間接降低了對地下水的過度依賴和抽取，這不僅成功地提升了地下水位，也穩定了城市的地面沉降。

對我們一般人來說，透過在日常生活中減少用水量，使用節水器具，以及循環用水，都可以有效減輕對地下水資源的壓力，從而有助於緩解城市地面沉降的問題。在保護自己的家園的同時，我們也在保護自己。