地下水位变化可能导致的地质灾害
① 为什么开采地下水易造成裂缝，地面沉降，地面塌陷地质灾害
受浅层地下水水位下降的影响，表层的土体失水严重，就会形成干缩裂隙以及回地面不均匀的沉降，在这种答情况下，一旦遇到较大的降水过程，降水渗入地下，沿着裂隙流动，对地层形成冲刷、潜蚀，就会使裂隙加宽、上延，发展到一定的程度露出地表，就形成了地裂缝。
大量的开发使用地下水资源，在集中开采的地区就形成了地下水降落漏斗，导致地层岩土力学平衡被破坏，粘性土层开始压密释水，造成地面沉降，地裂甚至发生地面塌陷等地质灾害。
同时导致地下水位下降，水面与地表之间形成了一个空间，在没有支撑的条件下，地面向下陷落，造成了地面塌陷。
② 为什么开采地下水易造成地裂缝、地面沉降、地面塌陷等地质灾害
地下水，是贮存于包气带以下地层空隙，包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之专中的水。广泛埋藏于地表以属下的各种状态的水，统称为地下水。超量开采地下水，一般可能会导致三种问题：一是引起水位的下降；二是产生区域性的地面沉降；三是可能会引起水质的变化。”沿海地区如果地下水开采过量，还会引起海水侵蚀、地下水咸化等更严重的危害。
受浅层地下水水位下降的影响，表层的土体失水严重，就会形成干缩裂隙以及地面不均匀的沉降，在这种情况下，一旦遇到较大的降水过程，降水渗入地下，沿着裂隙流动，对地层形成冲刷、潜蚀，就会使裂隙加宽、上延，发展到一定的程度露出地表，就形成了地裂缝。
大量的开发使用地下水资源，在集中开采的地区就形成了地下水降落漏斗，导致地层岩土力学平衡被破坏，粘性土层开始压密释水，造成地面沉降，地裂甚至发生地面塌陷等地质灾害。
同时导致地下水位下降，水面与地表之间形成了一个空间，在没有支撑的条件下，地面向下陷落，造成了地面塌陷。
③ 地铁施工排出地下水后对地质结构会有什么影响吗
地下水是地质依存的环境之一，地下水影响着建筑工程的稳定性。地下不仅可以通过开挖涌出，也可以人为地向地质体内充水，通过增加地下湿度来提高地下水的水位高度，但值得严肃考虑的是，这些措施也可能带来不利影响，会诱发地质灾害产生。据科学研究表明，地下水是诱发自然灾害的最主要因素之一，而地质灾害中更是达到70%～80%都与地下水的状况不佳有关。因此地下水是地质工程设计者在设计地质工程过程中需要十分重视的一个因素。
二.地下水对建筑工程的影响
当建筑施工场地存在地下水时，必须要重视由于水位变化以及其腐蚀性和渗流破坏性等不良影响因素给工程施工带来的不利影响。
1.地下水的水位变化给工程建筑的不利影响。
站在地基和基础的角度来看，地下水位的变化所带来的后果是不利的。如果在地下水位的升降幅度变化不大的情况下，它所带来的影响还并不明显。一旦地下水位超过这一范围值，在基础底面以下压缩层范围内发生较大变化，就会产生严重的不利影响。水位上升超过一定值之后，会逐渐浸湿和软化地下的岩土，这样的结果就是使地基土的抗压强度大大降低，增大了岩土的压缩性能。当这种现象出现在是结构不够稳定的湿陷性土、盐渍土、膨胀性岩土等中时，会显得更加严重，最后直至破坏建筑物，并导致建筑物的严重变形。如果建造的建筑物带有地下室，它的防潮、防湿效能会大大下降。在压缩层范围内如果地下水的水位下降，则会加重土壤的自重应力，从而导致基础的附加沉降。值得一提的是，如果地基上的土壤土质不均匀，或者地下水位没有在整体建筑物的地下均匀而缓慢的下降，地质基础就会由于受力不均匀而导致沉降。还有一点不可忽视的是，膨胀土或者粘土等土壤中的水分流失后会发生本身收缩，这同样容易致使建筑物变形或者遭致破坏。地下结构物由地下水产生的浮力而托起，在钢筋混凝土水池空池产生不利荷载的情形下，如果因突降暴雨而导致的地下水位猛升，必然会严重破坏建筑物的结构稳定。除此之外，当地上河流水位上涨时，会引起地下水水位同样的上涨，这样也就威胁到河流两岸土壤的稳固性，如果是山区河流的话，这种地下水位的变化很可能破坏山谷两岸的稳固，极易引发滑坡、泥石流。因此，在河流附近进行施工建造时，更应该要考虑周到，掌握该地地下水变化可能会给施工带来的最大破坏，如果条件不允许，就要另择场地进行建造。
2.地下水对建筑施工的不利影响。
在影响安全施工的所有自然因素之中，地下水是需要第一位考虑。地下水对建筑工程的不利影响体现在多个方面，主要有以下几点：a.有些侵蚀性很强的地下水渗入，会逐渐侵蚀施工管材和它的基础。b.施工排水可能改变地下水的动力条件，促使留存在基础里面的细颗粒逐渐成为流砂，构成威胁。c.在往下深挖时，承压水可能会突然井喷。d.由人为的施工降水可能会导致岸坡的不稳定。e.把废弃的水排水向外任意排出，可能会引起新的地基隐患。
3.地下水对开挖基坑带来的影响。以排桩加锚杆为例来说明地下水带来的影响。
3.1不管采取哪种计算方法，在设计支护结构的过程中，地下水的水位变化如何，都直接对它的荷载大小产生影响。这也可能造成支护结构的直接失效或者是位移的数值过大。
3.2地下水水位的变化可能通过降低锚杆和四周土体之间的紧密度来损耗建筑物的抗压力。
3.3地下水的变化不仅造成施工过程遇到各种困难，而且它会逐渐侵蚀支架结构，使得常常支护结构的稳定性下降。
3.4地下水水位变化不当可能造成侵蚀，破坏结构体系的整体稳定性。
3.5如果槽底的土质为粉土或者是砂土时，地下水位变化可能会导致基地的管涌和隆起。
4. 地下水的腐蚀性建筑物的影响。
当地下水中镁、氯及硫酸根离子的浓度比较高时，对钢筋混泥土所产生非常的腐蚀作用会非常大。当地下水中的硫酸根离子和钢筋混凝土相互作用时，会生成产生复硫酸盐。它的体积会比原来增大2.5倍，这在很大程度上破坏了钢筋混泥土的结构；此外，含有碳酸钙和氢氧化钙的混凝土会被带酸性的地下水所腐蚀；氯离子不仅会腐蚀钢筋，也会很大程度上侵蚀混凝土。
5.地下水带来的流沙现象对建筑施工的危害。
流沙在所有的地质灾害中属于危害较大的一类。流沙现象是由从下往上而渗流出来的地下水所产生的力量同土壤的有效重量大致相同时所造成的，这时候，原来土壤颗粒相互之间的应力就会逐渐消失，这样就导致土壤颗粒处在半悬浮的状态中，并且随着水流而动。例如：如果挖地基的地方选择在低于地下水位的地方，此时地基内的水位低于地基之外，如果不采取降水作业，就会导致地基内的地下水向上方渗流，这样也就会很容易引发流沙现象的产生，最终导致基地坑底的泥沙向上翻涌，给建筑施工过程带来很大的困难，更有可能还会影响到地上建筑物的安全稳固。为了防止这一现象的发生，可以采取在施工过程中增加渗流路径、减少地基基坑里外之间的水头差的措施。。6.地下水沙土振动液化影响建筑施工。
在沙土饱和后，由于震动的影响使其变得紧密，导致增加沙土颗粒间隙的水压，而原来沙土颗粒之间的紧密度会大大减少，抗压强度也会随之降低。在振动次数增多的情况下，会不断增加沙土孔隙之间的水压，甚至会导致完全消耗完沙土颗粒之间的紧密度，最终使其处于半悬浮的状态之中，沙土逐渐呈现液体化趋势，直到最后沙土完全被液化掉。沙土在被液化后，会在地基裂缝处向上冒出形成井喷现象，最终地基完全失去作用，发生沉降。地上建筑物也会塌陷。
7.地下水的冻胀作用对建筑工程的影响
在严寒地区，当建筑物地基内埋藏有地下水时，水分往往因冻胀作用而迁移和重新分布，形成冰夹层或冰锥等，促使地基冻胀、融沉，建筑物则产生变形，轻者出现裂缝，重者危及使用，这种情况下，在冻结地区建筑中必须慎重对待。
三.地下水的监测工作
在我国现阶段，工程建筑部门对地下水的监测还不够完善，管理还处在十分混乱的状态，往往都是事后才来进行处理和探讨。而不能在事故发生前发现并采取解决措施。而地质灾害预报预防工作至今仍然还是处在薄弱环节。由地震所引起的滑坡、泥石流，破坏力巨大，而地下水水位的变化在其中起着一定的诱发的作用。因此，地质灾害监测工作显得尤为重要，努力做好预防监测工作，可以获得巨大的隐形价值，减轻人员伤亡和财产损失。而检验建筑工程质量，也是作为预防报告地质灾害的重要途径。
④ 用有效应力原理分析地下水位下降，会引发什么地质灾害
地下水位升降会引起土抄体中有效应力的变化，从而会影响土的变形。 由有效应力原理б＝б‘＋u 知： （1）当地下水位下降时，u减小，土中有效自重应力б‘增加，使地基土的压缩量增加，引起地表下沉； （2）当地下水位上升时，土中有效自重应力б‘减少，引起地基承载力降低。 坡体内地下水位长期上升，会使土湿化，抗剪强度降低，最后导致土坡失去稳定，造成事故。
⑤ 如何理解地下水与地质灾害的关系
地下来水与地质灾害的关系：水自文地质是导致地质灾害发生的主要因素之一，基本所有地质灾害及大部分地质环境问题都与地下水有关,主要有滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、海水入侵、土壤盐渍化、土壤荒漠化、水土流失、湿地退化、地下水污染等等,每一个都与地下水有直接或间接的关系。
地下水的地质作用 是地下水对岩层破坏和建造作用的总称。地下水在流动过程中对流经的岩石可产生破坏作用，并把破坏的产物从一地搬运到另一地，在适宜的条件下再沉积下来。因此，地下水的地质作用包括剥蚀作用、搬运作用和沉积作用。
⑥ 地下水位下降会带来什么环境问题
1、出现水位下降，结果导致水资源短缺甚至枯竭。
2、区域性地下水水位下降还是地面沉降、岩溶塌陷、地裂缝等地质灾害的主要诱发因素。
地下水水位下降原因主要是：
1、人为因素。比如说人类的过分开采利用等。
2、自然因素。比如说地震造成地势的抬高、地下河道的下沉等；河流的改道；气候的变化等。
(6)地下水位变化可能导致的地质灾害扩展阅读
地下水主要功能
地下水与人类的关系十分密切，井水和泉水是我们日常使用最多的地下水。地下水可开发利用，作为居民生活用水、工业用水和农田灌溉用水的水源。地下水具有给水量稳定、污染少的优点。含有特殊化学成分或水温较高的地下水，还可用作医疗、热源、饮料和提取有用元素的原料。
在矿坑和隧道掘进中，可能发生大量涌水，给工程造成危害。在地下水位较浅的平原、盆地中，潜水蒸发可能引起土壤盐渍化；在地下水位高，土壤长期过湿，地表滞水地段，可能产生沼泽化，给农作物造成危害。
不过，地下水也会造成一些危害，如地下水过多，会引起铁路、公路塌陷，淹没矿区坑道，形成沼泽地等。同时，需要注意的是：地下水有一个总体平衡问题，不能盲目和过度开发，否则容易形成地下空洞、地层下陷等问题。
地下水作为地球上重要的水体，与人类社会有着密切的关系。地下水的贮存有如在地下形成一个巨大的水库，以其稳定的供水条件、良好的水质，而成为农业灌溉、工矿企业以及城市生活用水的重要水源，成为人类社会必不可少的重要水资源，尤其是在地表缺水的干旱、半干旱地区，地下水常常成为当地的主要供水水源。
问题的另一面，由于过量的开采和不合理的利用地下水，常常造成地下水位严重下降，形成大面积的地下水下降漏斗，在地下水用量集中的城市地区，还会引起地面发生沉降。
此外工业废水与生活污水的大量入渗，常常严重地污染地下水源，危及地下水资源。因而系统地研究地下水的形成和类型、地下水的运动以及与地表水、大气水之间的相互转换补给关系，具有重要意义。
⑦ 水与地质灾害
一、降雨
黄土由粉土、粉质粘土组成，透水性一般较差，降雨一般不容易渗入形成上层滞水或潜水，一次降雨所引起的潜水位上升幅度不大，而且滞后现象明显。所以，单纯就降雨而言，似乎不会触发滑坡、崩塌地质灾害。但是，在黄土构造节理、卸荷与风化裂隙、落水洞、陷穴等发育部位，降雨可沿空隙下渗甚至灌入，在相对隔水部位形成上层滞水或饱水带，增大岩土体重力、甚至形成孔隙水压力，降低岩土体强度，从而触发黄土滑坡、崩塌的发生。
据本次调查资料，地质灾害主要发生在6～10月，与降雨量以及降雨特征关系密切。如1986年6月调查区持续阴雨天，月降雨量达全年最高，日降雨量达35.9mm，在城区连续触发宝塔山和凤凰村2个滑坡。区内近年发生滑坡和崩塌频次与多年月平均降水量呈明显的正相关关系。
二、地表水
地表水与地质灾害关系密切，这里主要指河流与水库中的地表水。
黄土高原土质疏松，夏秋季多暴雨和大雨且时间集中。降雨在短时间内汇集，形成具有较强侵蚀能力的地表水流，塑造了黄土高原千沟万壑的地貌形态，也常引发地质灾害。河流发育期不同对地质灾害的影响不尽相同。区内的延河、南川河及汾川河等干流及较大的一级支流已进入老年期，河谷已达百米—数百米宽，河流下切进入基岩数米，基岩出露亦高达十数米，河谷内冲淤趋于平衡，流水对两侧坡脚侵蚀作用减弱，对地质灾害的形成影响不明显。在二三级支流内，基岩多有出露，河流下蚀受阻，侧蚀作用较强，对谷坡的稳定性具有明显的影响，在历史上已引发较多的滑坡。滑坡堵塞河谷，滑体受流水冲刷侵蚀，大部不复存在；谷坡滑动后，亦达到较为稳定的状态。在三四级或更小的沟谷内，主要为黄土沟谷，流水的下蚀和侧蚀均存在，两岸谷坡较陡，目前仍处于流水的侵蚀中，是滑坡、崩塌的多发地段，但这些地区由于地形条件差，人类活动相对较少，滑坡崩塌形成地质灾害的概率较低。自实施退耕还林（草）政策以来，区内植被得到有效的保护和发展，河流沟谷中的水流明显减少，地表水的侵蚀强度有所削弱，流水对地质灾害的影响也渐趋缓和。
水库或淤地坝附近，地表长期积水，最直接的影响是使地下水位抬升，在较大范围内形成地下水，通过地下水对斜坡稳定性造成明显影响。
三、地下水
研究区地形破碎，水土流失严重，地下水十分贫乏。但是，由于黄土节理裂隙发育，在斜坡地带，在原生节理和构造节理的基础上，发育了密集的风化、卸荷裂隙，甚至演化为黄土陷穴、落水洞，在暴雨过程中，降水汇集，沿节理、裂隙、陷穴、落水洞等通道快速下渗，在古土壤或基岩之上形成局部上层滞水，甚至潜水。地下水活动降低了黄土强度，改变了坡体应力状态，常常触发斜坡变形失稳。据研究，当黄土含水量＜18%时，黄土力学强度较高，坡体在直立的状态下也可保持稳定；但如果＞20%，则强度降低很快，坡体稳定性亦变差。所以，地下水活动对斜坡变形失稳的影响作用十分明显。地下水活动的影响作用主要表现在以下几个方面：
一是斜坡上的上层滞水的存在，降低了土体强度，增加了土体的重量，易触发斜坡变形失稳。
二是在连阴雨过程中或大雨之后，水分入渗途中在古土壤层受阻，使古土壤以上的土体含水量增大，虽尚未饱和或形成上层滞水。但是，由于含水量增大，降低了土体强度，也同样触发斜坡变形失稳。
三是水库地表水转化为地下水，影响地质灾害。如河庄坪镇赵家岸水库蓄水，引起坡体内地下水位上升，在坡体前部形成泉水，斜坡变形导致居民房屋变形及墙体开裂，严重威胁居民安全。
⑧ 地下水开采引发的地质灾害
在天然条件下，长期的地下水循环过程已经与岩石圈的地质过程建立了相对稳定的平衡关系。人类对地下水的开发利用一般会降低局部地区乃至大范围内的地下水位，从而打破天然平衡状态，使水圈与岩石圈朝着新的平衡状态演变，其中的某些演变以地质灾害的方式出现。
在一些断陷盆地的平原区，开采松散沉积物中的地下水容易导致地面沉降。严重的地面沉降特别是不均匀地面沉降属于地质灾害。根据有效应力原理，含水层的水压力在被开采之后将下降，沉积物承受的有效应力将增加并发生垂向压缩，从而导致地面下沉。地面沉降并不全都是地下水开采引起的，也可能有构造沉降的影响，但地下水开采导致的灾害性地面沉降要比其他原因所致的沉降速率大很多。发生这种灾害性地面沉降的条件是：①含水系统具有较大厚度的欠固结软弱岩士层，特别是发育大量黏性士夹层，这些地层的厚度往往是不均匀分布的；②区域性的地下水开采导致地下水位持续多年下降，下降幅度和地下水位漏斗的扩展范围都很大；③地面上存在对地面沉降敏感的人类建筑物。这些条件在国内外的许多地区都已经满足。美国亚利桑那州的井灌平原区发育很厚的黏性士层，在1948～1969年间，地下水位下降了70～100m，地面下沉普遍超过1.2m，最大沉降量达到2.5m，严重的不均匀地面沉降破坏了输水管线和道路。大型城市往往大量开采地下水作为生活用水，容易诱发地面沉降并对大城市的发展构成威胁。一些典型城市的最大累计沉降量为：美国长滩市9.5m，墨西哥城6.0m，日本东京4.6m，天津3.3m，上海2.6m。我国的长江三角洲、华北平原、西安地区等都受到地面沉降灾害的困扰。表10.1给出了华北平原典型地区的地面沉降、地下水开采层和地下水位埋深等情况，从中可以看出，地下水位每下降1m会导致10～40mm的地面沉降量。
地裂缝是地下水开采引发地面沉降之后伴生的又一地质灾害。地裂缝原本是构造地质活动形成的地表裂缝，但是不均匀地面沉降加剧了地裂缝的发育。截至2006年，河北省已经发现的地裂缝有482条，影响到70个县市。河北柏乡县的一条地裂缝延伸长度达到8km，最宽超过1m，目视深度可达2m。西安地区到1999年为止，共发现11条地裂缝，基本呈北东走向，延伸长度多数超过5km，最长的超过20km。地裂缝对建筑物有很大的危害。
表10.1 华北平原典型地区的地面沉降情况（截至2005年）
（据李国和等，2008）
碳酸盐岩地区地下水的开采还可能诱发地面塌陷等具有一定突发性的地质灾害。在石灰岩分布地区发育的溶洞和落水洞往往被第四系砂砾石、黏士等覆盖，在地下水位较高的情况下，这些覆盖物的有效荷重在承载范围内。地下水开采或矿井的疏干会降低这些岩溶含水层的地下水位，同时降低对覆盖物的承载能力或增加覆盖物的有效荷重，从而可能诱发地面塌陷（图10.1）。地下水的长期溶蚀和侵蚀、地下水在丰枯季节的水位大幅度波动都是岩溶塌陷的自然诱发因素，而地下水的强烈开采可以增加岩溶地面塌陷的发生频率。据统计，我国岩溶塌陷区分布面积约为330×104km2，已发生岩溶塌陷900余处，塌陷坑约32000个（贺可强等，2005）。
⑨ 与地下水有关的地质灾害与地质环境问题有哪些
基本所有地质灾害及大部分地质环境问题都与地下水有关，主要有滑坡、泥石流、地面版塌陷、地面沉降、海水权入侵、土壤盐渍化、土壤荒漠化、水土流失、湿地退化、地下水污染等等，每一个都与地下水有直接或间接的关系，哪个有疑问我可以祥答
⑩ 开采地下水产生的地质环境效应及变化趋势
开采地下水在河北平原产生了一系列环境效应，主要有地面塌陷、地面沉降和海水入侵等。本次研究中，根据在人类活动作用下，在不同的自然技术地质体系中表现的不同环境效应，提出地质灾害环境效应敏感区概念。在不同的地质灾害环境效应敏感区，由于开采地下水，会产生不同的地质灾害。人类大规模地下水开采在河北平原的各环境地质效应敏感区引起的环境效应有以下几个方面。
一、地面塌陷
（一）分布
地面塌陷按形成条件可分为岩溶地面塌陷、矿区地面塌陷和第四系地面塌陷3种类型，以岩溶地面塌陷造成的危害最大。河北平原岩溶地面塌陷危害主要出现在隐伏岩溶地下水及上覆第四系孔隙水强烈开采的唐山市、秦皇岛市柳江盆地水源地、邯郸市、邢台西部岩溶区。唐山市岩溶塌陷达110处以上，其中因疏干矿床水和开采地下水引起的约28处。20世纪80年代以来，由于岩溶水及上覆第四系孔隙水大量开采，岩溶塌陷进一步发展，影响范围达20km2。秦皇岛市柳江盆地1983～1985年水源地勘察时出现9 处岩溶塌陷，1988年水源地投产后又出现286处岩溶塌陷坑及2条地裂缝，造成6个村庄两所中学房屋破坏，直接经济损失150万元（姚玉致，1994）。依据目前河北平原岩溶地面塌陷发生的情况可以得出：河北平原上分布的浅埋覆盖型岩溶发育带是岩溶地面塌陷环境地质效应敏感区，即岩溶地面塌陷的多发地带。
（二）影响因素分析
开采地下水、疏干矿床水以及地震作用均可诱发岩溶塌陷，初步统计，唐山市因地震导致的岩溶塌陷达80处以上，由开采地下水引起的约5 处（段永候等，1993）。由此我们可以认为：岩溶地面塌陷主要由地质构造、地震等自然因素所决定，而人类开采地下水只是诱发因素之一，且影响作用相对较小。但是，由于开采地下水引起岩溶地面塌陷往往发生在一些重要的地区，如水源地和城区，会产生较大的危害，因此，在地下水开采过程中，仍应加强对地面塌陷的监控工作。
二、地面沉降
（一）分布及成因分析
20世纪70年代以来，在河北平原地下水严重超采区，尤其是中东部平原至滨海平原深层水漏斗区，出现区域性大面积地面沉降，沉降速度及规模不断增大。累计沉降量超过100mm的区域面积达3.6万km2，占平原区面积的50%左右。沉降量大于600mm的区域面积0.5万km2，占8%，主要分布于沧州-冀枣衡地下水复合漏斗区。沉降速度日趋加快，如沧州市1970年出现9mm沉降，到1970～1986年，平均沉降速率为45.9mm/a，1986～1990年为96.8mm/a。衡水市1970～1988年沉降速率平均16mm/a，1988～1990年加快至25.5mm/a。
我国的东部地区，因第四系松散沉积物厚度大，浅层以淤泥质软土为主，因而属于地面沉降环境地质效应敏感区。地层岩性、结构特征是产生地面沉降的内在因素。而深层承压水在近20余年的大规模开采中，水位大幅度下降构成了地面沉降极为充分的外部条件。
（二）影响因素及趋势分析
河北平原地面沉降是区域构造下沉、第四纪地质条件和地震活动等自然因素与地下水过量开采和石油天然气开发等人类活动因素综合作用的结果。各作用在不同地区及不同时间段是不相同的，例如在超采地下水引起的地面沉降过程中的地面隆起（表16-6和图16-1）就表明：在开采地下水诱发的沉陷区，在某一特定时段内，仍表现为自然因素影响为主。
1968～1972年随着邯郸市地下水水位下降漏斗的形成，地沉速度增大，范围扩展，一般地区沉速8～31.5mm/a，超过了沉降背景值。漏斗外围地面沉降速率4.25mm/a，显然受地下水水位下降控制。1972～1976年，邯郸市区地面加弹11～21mm（图16-1），可能与唐山地震有关，1976～1986年，随地下水位下降速率增大，地面沉降速率也显著增加（图16-2），漏斗区沉降速度10.8～36.6mm/a，沉降范围与漏斗区形状十分相似，均呈南北向椭圆形分布。
图16-1 邯郸市地面沉降剖面图
图16-2 邯郸市—棉地面沉降与地下水水位关系曲线
沧州市的地面沉降1970年开始发现，而地下水开采从1965年开始，以后开采量逐年增加，所以地面沉降与地下水开采不是同步发生，在开始阶段（60年代）是滞后的，到了70年代则沉降量与开采量近似成正比关系，随着开采量的增加地面不断沉降。而80年代后尽管开采量大体固定，漏斗中心水位下降幅度变小，且有回升现象，但地面仍在持续下降（表16-6）。
表16-6 地面形变资料
（据任荣，1991）
综上所述，对于河北平原地面沉降问题，从地面沉降观测至目前的状况，总的来看，可以认为人类活动因素，特别是超采地下水，在地面沉降的影响因素中是占主导地位的。但是，应当注意：①在某一时段自然因素的主控性；②地面沉降相对于地下水水位下降的滞后性。也就是说，即使地下水水位不再下降，地面沉降仍将持续一段时间，而时间的长短主要由岩性和岩层厚度等内在因素控制。
三、海水入侵
（一）分布及成因
海水入侵一般是指过量开采地下水使地下水位低于海平面，造成海水沿含水层补给地下水，引起水质咸化的现象。河北省海水入侵主要地段在抚宁县枣园地带、秦皇岛西部、赤土山-小薄荷寨-滨海林场三角地带，入侵面积约50km2，入侵速率16～22m/a（姚玉致，1994）。枣园水源地在20世纪60年代海水入侵范围很小，仅限于距海岸线两侧，当时抽水量为125万m3/a。60年代以后开采量逐年增加，到 1989年开采量已达897万m3/a，1991年开采量达到1724.8万m3/a，使地下水位大幅度下降，形成以枣园为中心的水位下降漏斗。大量抽水改变了地下水天然流场，致使水源地南部的海水从三面沿含水层和河道向水源地大量补给，导致水源地水质逐渐恶化。
1991年7月引青济秦工程通水后，枣园水源地，供水开采量开始减少，但海水入侵面积和Cl-含量仍与 1986年相差不大，1992年 3月取样分析结果 Cl-含量 200～1255mg/L，入侵面积只有 17.5km2。在耀华玻璃厂一带截止到 1991年入侵面积为2.7km2。以上这两地区的海水入侵随着地下水位的升降而变化，海水入侵范围与地下水降落漏斗范围有关。据此可认为海水与地下淡水在交界地带维持着动态平衡，地下水量多时向海一侧移动，地下水量减少，交界向陆移动。在自然状态下，存在一个移动范围，而人类开采地下水可以打破这个动态平衡。在赤土山与海滨林场南的赤土河一带存在着一个4.63km2的海水入侵区，这里是地下水非开采区。距海边约2.5km的19号观测孔1990年TDS为10～16g/L；Cl-含量为4007.8mg/L，而距海边约0.5km的55 号观测孔，TDS为5.1g/L，Cl-含量为2136.4mg/L，这与浅部海水入侵相反，经物探电法测深，认为属深部海水入侵，海水沿构造破碎带入侵，其平衡面只受潮汐和降雨制约。
（二）影响因素及趋势分析
根据以上海水入侵发生的情况，其原因可以概括为：①近海地区与海水连通的松散含水层和构造破碎带构成海水入侵内陆地下水的通道；②超采地下水：地下水降落漏斗扩展到海岸或倒灌河沟边时，会引起海水倒灌；③水利工程：由于水利工程减少了入海河水量和泥沙量，涨潮时，海水可以沿河道上溯，同时水利工程引起了河水对河口地区地下水补给量的减少；④温室效应：海平面上升和地下水补给量减少是引起海水入侵的外部环境。海水入侵同样发生在海水入侵环境效应敏感区且受其自然条件所控制。在汤河、洋河及戴河下游冲洪积扇，由于地下隔水层多呈条带状分布，没有形成一个完整的隔水层，使得地下水地表水与海水之间存在着明显的水力联系。这种水文地质条件使它成为海水入侵环境效应敏感区。秦皇岛的枣园地下水开采是当地海水入侵的主要诱发因素，目前，入侵规模主要与地下水开采强度有关。在赤土山一带，则主要是自然条件导致，受潮汐、温室效应等自然因素的影响。
虽然超采地下水是引起海水入侵的主要原因，但其发生和发展过程中存在着许多非确定因素，这里把它视为一个灰色系统，用灰色系统理论方法对秦皇岛海水入侵体的规模发展趋势进行了预测。预测结果（表16-7）表明：如果引青济秦工程正常供水，秦皇岛地区的海水入侵在目前的开采强度下，入侵面积会逐年减少。
表16-7 海水入侵规模
在河北平原的其他地区，如沧州等地，目前无海水入侵，主要是咸水入侵淡水层，但不能排除在人类活动影响下的量变达到质变，特别是一定程度的量变会在地震等自然灾害的影响下变成海水入侵环境效应敏感区，因此，仍应控制地下水开采，加强监控工作，以免受海水入侵危害。
四、小结
由于前人已针对上述地质灾害在河北平原做了大量的工作，书中简要引述了前人研究成果，提出了人类活动影响下的地质灾害环境效应敏感区概念。大规模开采地下水在河北平原的不同地区产生了不同类型的灾害，这说明对于同一种人类活动在不同环境效应敏感区会有不同的表现，也同时说明了自然地质、地理条件是河北平原地质灾害的主控因素，而人类活动只是诱发因素。在一定时间段内（从地质灾害的观测之日至今），人类活动是重要影响因素，但不能排除在更小尺度的时间段内，在某些地区的自然因素仍会表现为主要影响因素，如开采地下水引起的地面沉降中的地面隆起现象。因此，要从不同时段、不同地区的角度来分析具体的环境效应。
讨论：①地面沉降、地面塌陷和海水入侵是人类开采地下水所造成的直接灾害，虽然前人已做了大量工作，但因危害尚存，所以还应该做进一步的工作以减少损失；②开采地下水所造成的地下水降落漏斗以及引起的地面塌陷和地面沉降引起了陆面水循环系统的改变，这个问题是应当被关心的一个课题。