【溯鹰/文】

　　城市，是人类最具象化的文明表现形式。一座城市的文化与底蕴，只有经历时光的磨砺才能愈显厚重。文化意义上的“厚重”，自然是城市们趋之若鹜的选项，可当它回归字面意义时，“厚重”，便瞬间成了任何城市都不愿面对的一大难题。

　　地面沉降便是这字面意义上“厚重”的同义词。地面沉降给一座现代化城市所带来的影响可谓巨大。一方面，它潜在地影响着市政基础设施的功用，为建筑、轨道交通及供排水等系统埋下巨大的隐患；另一方面，它更能通过地裂缝、地表塌陷等突发形式直接危害市民的出行安全，从而在保障公民的安居乐业这一城市的终极责任上，投上一朵乌云。

　　北京是我国地面沉降较为严重的城市之一。虽然北京作为中国城市系统中执牛耳者，享受着最为现代化的发展轨迹，但同时，地面沉降对北京的种种影响和制约，也让防治沉降摆上了市政发展的议事日程。据1935年北京地面沉降问题首次发现至今，地面沉降随着京城的发展而日趋严重。据统计，在1935至1952年间，17年内的最大累积沉降量仅有58mm，而到了2009年，一年之内的最大沉降量便可达137.51mm，换句话说，每过一年，身在北京的你，脚踏的地面或许便已经矮了十几公分。

　　

【繁荣发展的北京示意图。这座现代化的古都，却在地面沉降的问题上遭受着来自自然的先天性影响。图片来源：http://cnreviews.com/life/travel-tourism/beijing-accent-pollution-subway_20091217.html】

　　北京地面沉降程度与其发展规模之间在数值上显得如此“息息相关”，让人们不禁把目光投向自身的生产生活。一直以来，地下水开采量的剧增，被认为是导致北京地面沉降增幅的主要原因。这诚然在很大程度上道出了北京地面沉降的直接诱发机制，然而，再发达的城市也不可能是与自然完全隔绝的孤立体，：如果人们不开采地下水、不建筑密密麻麻的楼盘、甚至完全不在这片土地上开发城市，它就不沉降了吗？在关注人类自身行为的同时，也同样不要忽视了现象背后另一只“看不见的手”自然的“第一推力”。

　　揭示北京地面沉降中大自然的幕后推力，便是揭示北京地质发育史的过程。

　　自然第一推力

　　燕赵古都北京，是一个发祥在冲积扇上的城市。而这冲积扇“地基”的历史，更足以回溯到距今约1亿多年的中生代。当时，在宏伟的燕山运动下，燕山拔地而起，塑造出今日 “西部山区、东部低地”的华北地貌格架。到了新生代，燕山上持续的降水，又孕育出永定河、潮白河等众多水系。这些水系携带着燕山的冲积物滚滚而下，在华北塑造出永定河冲积扇、潮白河冲积扇等数个冲积扇。母亲河们在时光中绵延滔滔，由之形成的冲积扇也在千百万年时空中扩大、成长。相互叠积、覆盖；并在最终，由叠加的冲积扇体系演化为了广袤一体的冲积平原这，便是今日的北京平原了。

　　

【冲积扇的典型结构示意图。图片来源：http://www.taylordimage.com/technical.html】

　　今日北京的地面沉降问题，实际只是悠久的平原发育史中一个响在当代的音符罢了。换个说法可能更明白易懂：我们都知道河流一直不断地从山上往下搬运砂石，那为什么地面并没有因它们的持续堆积而升高呢？千百万年以来，燕山还是那个燕山，华北平原，还是那个华北平原。我们从来没见过北京被堆成另一个黄土高坡。

　　千万年来，维持华北平原“西高东低”的关键因素之一，便在于华北平原地面的不断沉降。平原，在大地构造上属于“稳定区域”。地质演化过程中的稳定，并不是指上下之间固然不动，而是指地区在长期具有缓慢沉降的特征。据地质学家统计，永定河冲积扇自358万年前形成以来，沉积物质已达340余米厚。在当代的凹陷中心如马池口、后沙峪等，沉积物更可厚达597m至1000m。几百米厚的砂石都堆在这里，而华北平原的海拔却一直没有直接飚上去，为什么？就是因为地表的沉降，使得这些沉积物得以一点点地往下挪。

　　为何沉降？泥土埋藏真相

　　正是这区域沉降的大地构造趋势，成为了现代北京地面沉降的先天背景。超量开采地下水所引起的隐患，是这“时代背景”下由人类触发的导火索 在冲积扇形成过程中，随着水流输出山口，其流力会迅速衰减。而冲积扇(扇中-扇缘)的主体物质中往往是细小松软的泥沙。流力衰减的水系便渗入到这些沙泥的孔隙中去，成为地下水。可想而知，在冲积扇里，有多少水分是虚虚地赋存在泥沙中的。

　　泥沙，主要由粘土矿物以及微米级造岩矿物颗粒组成。松软的特质导致它们极易被压缩。当你举起一捧华北平原上松软的泥土，和你握住一块硬邦邦的敦实页岩，两者的本质实际上是一样的。泥岩/页岩，便是泥土被彻底压实后的最终产物。这种完全质变的压缩中，被压掉的是什么呢？便是孔隙中赋存的水。

　　

【松散的泥土，在脱水压实之后，能够大规模缩减体积，完成向泥岩的质变。图片来源：http://www.earthsciences.hku.hk/shmuseum/earth_mat_2_1.php】

　　那么，从泥土向泥岩的转化中，体积究竟缩小多少呢？数据可以很好地说明这个问题：正常的泥土中，水分的含量可达70-80%乃至更高，而页岩的平均含水量（注：此处指自由水而非粘土矿物的晶格水）却往往只有10%乃至更低。地质学中用孔隙度 [Porosity，=(孔隙体积/岩石总体积)*100% ] 的概念来量化岩石中富水的程度。在泥土脱水压实形成泥岩的过程中，由于孔隙度的锐减，体积会变为原来的1/7，甚至1/8，整整被压缩了七八倍！

　　在本来的自然条件下，地表堆积物的重力，已经扮演起天然压缩机的功效了。地下软弱的泥土在地表物质的的重力作用下被压缩，沉积区的地表沉降，也就一直而缓慢地发生着。这是自然给我们的大前提，沉降不仅必然存在，更不可违背。

　　把自然的帐结了之后，再来说说人类自己的问题。

　　与城市地面沉降有关的人类直接因素可谓很多，如市政施工中土方回填不足，甚至地下工程的直接垮塌等，但这些因素却基本与区域沉降的大地质背景无关。真正将区域沉降的背景故事做了一场“夸张演绎”的，便是人类生产生活对地下水的过量开采了实际上，在我们不动声色地讲“城市往事”的时候，坚决不能忽略了这样一个事实：区域沉降在地史中演绎的时间尺度，其实是一个动辄万年的漫长过程。而城市发展日新月异，对地下水的大量需要导致了短时间内严重超量的开采，这无疑相当于在火上浇了一把油，大大地缩短了这个必然事件的时间跨度。北京地区属于严重缺水地区，但人口又偏偏稠密。自1999年以来，年均降水量仅为457mm。缺水的现状，使得向天要水天不给的人们，只能将目光转向地下。第四纪这些“入土未干”的冲积物，便成了滋养京城人口的水源。于是，本应在千万年时间内慢慢完成的沉降过程，便被人工抽取在短时间内代替。可想而知，既然干涉如斯，地球的回馈也就自然不会再慢慢以万千年代来计时了，于是，突变降临城市，地陷改变朝夕。

　　俗话有讲，尽人事，听天命。我们当然不能把皮球一脚踢给自然，让自己在环境问题上安然免责；但我们也同样不能一股脑钻到自身的牛角尖里，而忽略了自然机制这个先决性背景。无论城市也好，更大的文化范畴也罢，一个健康的文明系统都理应是开放而负责的。向外保持对自然的了解，力求实现人与自然的良性交互同时又能够积极地通过体制建设来完成文明内部的发展自约和规模管理。我想，这才是身为地球智慧之子的我们，在延续、繁衍和共生这些文明Vs.自然的终极命题下，理应给出的符合身份的方案。

　　参考文献

　　蔡向民等，北京平原地质系统，《城市地质》。2009，第4卷第3期

　　杨艳等，北京平原区地面沉降现状及发展趋势分析，《上海地质》。2010第31卷第4期

　　关于

　　感谢田小森、游识猷对初稿提出的宝贵意见。

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