一座现代城市正在慢慢沉入地下

引言:如果把雅加达(Jakarta)的地面高程绘成一条时间线,你会看到一场缓慢陷落。没有地裂山崩,也许有巨浪滔天,城市的某些街区正以每年数厘米的速度,悄无声息地向下沉降。

美国国家航空航天局(NASA)地球观测站的公开数据显示,受地下水超采影响,雅加达局部地区的沉降速率最高可达每年约15厘米。

自20世纪70年代至今,雅加达北部区域的地面累计下沉量最大已接近4米。整座城市并非以均匀的速度整体下降,沉降的快慢,主要取决于脚下的地层结构、地下水开采强度,以及地面建筑的荷载重量。

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一、城市并非都建在坚硬的岩盘上

人们总习惯于把地面想象成一块稳固、刚性的底板:楼房矗立其上,道路铺设其上,管线埋藏在其中。

但在城市地质学的视角下,脚下的大地往往不是一整块坚硬的岩石,而是千万年来层层堆叠的历史沉积物。

雅加达坐落在爪哇岛北部的沿海平原,地表之下是河流与海湾反复搬运、堆积形成的沉积层:砂层、粉砂层与黏土层交错分布,其中大量细颗粒地层的力学性质极为软弱。

这些地层在漫长地质年代中缓慢沉积、自然压密,却在城市高速扩张的短短几十年间,被迫承受骤然增加的巨大荷载。

地面沉降(land subsidence)不像一般的地面开裂或者突然塌陷,这个过程有点像挤压一叠被水浸透的厚毛毯,慢慢把水挤出去后整体变薄:地表整体均匀降低,其上的所有建筑、道路、管网与排水系统也随之一同失去原有的高程基准。

虽说沉积物的自然压密本身就会独立发生,但人类的城市活动在多个环节上加速了这一过程。

大量建筑和基础设施的重量直接施压于地层的同时,地下水被抽走又会改变土层内部的应力平衡。雅加达今日的沉降困境,完全是先天地质条件与后天人类活动叠加作用的结果。

而要理解这一切,就绕不开地下水。

二、地面沉降如同挤压毛巾里的水

我们生活的每座城市地下几乎都有某种形式的水,但形式上并不是蓄满水的空洞水库,这些水不会聚成地下湖泊,而是充填在砂、砾石与黏土颗粒之间的微小孔隙里;在土层内部,这些孔隙水还分担着一部分原本应由土颗粒骨架承受的压力。

当地下水被持续抽取,含水层中的孔隙水压力随之下降,原本由水体承担的那部分荷载便转移到了土颗粒骨架上。对于黏土等易压缩的细颗粒沉积物而言,孔隙被挤压收窄,地层被进一步压实,地面也就随之沉降。

就像我前文提到的浸水毛毯的例子:把水挤出来,毛毯就会整体变薄。但地下的真实过程又比挤毛毯复杂得多,不同土层的响应速率差异巨大,压缩变形往往要滞后很久才会在地表显现。

印度尼西亚能源与矿产资源部2019年公布的数据显示:雅加达全年清洁水需求量约为8.46亿立方米,而公共供水管网仅能覆盖约62%的需求,巨大的缺口在很大程度上依靠开采地下水填补。

因此,地下水开采同时牵动着三重问题:城市供水安全、地面沉降,以及沿海地区的海水入侵。

当然,这也不是说每一口井都会让周边地面立刻下沉,也不能将所有沉降都归咎于抽水。像地层类型、开采深度、建筑荷载和然压密速率等等,这些因素都会改变沉降的速度与空间分布。

三、大部分地面沉降需要借助雷达卫星才能观测到

地面沉降往往难以用肉眼察觉,我们从外表看房屋是来完好无损的,街道也未必会出现裂缝,但高程基准早已在无感中慢慢流失。

借助卫星遥感技术的观测视角,人类才得以从太空追踪地表毫米级的细微位移。

其中最核心的技术手段是合成孔径雷达干涉测量(InSAR)。雷达卫星对同一区域反复成像,研究人员通过对比不同时期雷达回波的相位差异,便可推算出地表沿卫星视线方向的形变量。

解释起来可能有点复杂,雷达卫星不是直接拍出地面下降了几厘米美美出片,而是从电磁波信号的相位变化中解译出形变信息。

为了将真实的地表运动与测量误差区分开,研究者还需要引入卫星轨道参数、地面GPS/GNSS观测数据、数字地形模型,以及大气延迟校正。

2024年发表的一项研究利用多轨道InSAR数据分析了雅加达2017—2022年间的沉降状况,结果显示沉降在空间上极不均匀,北部沿海及周边部分区域最为突出。

另一项结合InSAR与GNSS的预印本研究则识别出了六个主要的沉降漏斗区,局部垂直沉降速率最高约每年7.7厘米,整个大都市区还叠加着约每年1.1厘米的区域性沉降背景值。

区域性沉降背景值,指大空间尺度上剔除局部异常后估计出的、相对均匀缓变的区域年均沉降基线;局部沉降漏斗可视为叠加其上的加速异常。

综上,可以看出不同研究的观测时段、空间范围、数据处理方法与参考基准各不相同,数字无法简单拼接成一条连续的时间曲线。

如果要准确回答“雅加达每年下沉多少”,必须先明确三个前提:时间、地点和用什么方法测量。

四、海平面上升

如果一座沿海城市的地面正在下降,它面对的就远不止普通的暴雨内涝。

全球海平面上升抬高了海岸带的水位基准,而地面沉降让城市相对于海平面又低了一截。两者叠加,海水更容易越过原有的防护边界,潮汐与风暴潮的破坏力也被成倍放大。

雅加达北部的部分街区已经在承受海水倒灌、潮汐性洪水与排水不畅的困扰。城市水资源管理部门非常之头大,将地下水超采、地面沉降、海平面上升、排水系统能力不足与雨水下渗空间萎缩,这一连串的问题共同列为沿海洪水问题的核心成因。

这也解释了一个常被忽略的事实:洪水未必是水量变多了,也可能是城市变低了。

如果道路、建筑与排水管网逐渐失去原有的高程关系,依靠重力自流的排水系统就会失效。一些区域不得不更多地依赖泵站强排,河道、排水沟与堤防也需要不断加高加固。

原本由自然地形承担的排水功能,需要逐步改由工程设施来承担。

五、举措

雅加达正在建设并逐步完善沿海防护体系。

2014年10月9日,印尼政府正式启动「国家首都综合海岸开发项目」(NCICD),项目包含加固并延伸现有海堤、升级防洪设施、建设抽水泵站与蓄洪池等多项内容。

根据雅加达水资源局的官方介绍,A阶段的海岸防护堤与河口堤总长合计38.9公里,目标于2030年完工。

(早期通报中出现的33公里,指的是当时剩余的待建长度,并非另一套总长口径。)

海堤虽说能够抵御一部分海水入侵与潮汐洪水,却无法阻止地层继续压缩。

如果城市持续下沉,堤坝自身也将面临地基变形、结构维护与不断加高的循环问题。并且,海堤只能守住某一条海岸线,而河水内涝、排水不畅和地下水管理,仍然是另一组独立的难题。

防洪工程不是一道孤立的城墙,还必须与供水系统、排水网络、土地利用规划、生态修复与地下水治理协同推进。因此雅加达官方也将防洪、沉降管控、供水管理和空间规划视为彼此关联、不可分割的系统任务。

六、东京的前车之鉴

看到这应该不少人有疑问,沉降能停住吗?

答案不是简单的能或不能,可以看看东京的案例。

东京也曾深受地面沉降困扰。据日本与印尼方面的公开资料,东京的沉降早在20世纪10年代就已被观测记录。

随着东京地下水开采受到严格限制、工业用水逐步转向替代水源,沉降在1970年前后基本得到遏制,此后长期维持在接近零的水平。这段经验证明,人为因素导致的沉降并非完全不可治理。

不过只是停止开采地下水,地面肯定还是没法回到原来的高度。

部分地层一旦被压实,变形就是不可逆的,就算卸去压力也很难完全回弹。

不过近年的卫星观测中似乎也出现了一种比较积极的信号:2026年一项以「沉降恢复」为主题的雅加达都市区研究,关注到了局部区域地面抬升的迹象;但同期的多轨InSAR结果显示,北部沿海地带的下沉仍在持续。研究者强调,城市不同区域的地下响应机制并不相同。

这意味着治理必须分区施策:减少地下水开采、扩大可靠的公共供水覆盖、持续监测地层形变、限制高风险区域的地下水使用,并将沉降数据纳入城市规划决策。

单靠某一项工程,很难解决供水、地质、建设与海岸环境共同造成的复合问题。

七、迁都

治理费时费力,跑路可能轻松点。

2019年,印度尼西亚宣布将在婆罗洲建设新首都「努山塔拉」(Nusantara)。

因为雅加达长期饱受洪水、交通拥堵、空气污染与饮用水短缺困扰,地下水过度开采也与部分区域的快速沉降直接相关。

迁都不等于放弃雅加达,毕竟不是小事,迁都牵动着人口分布、行政职能、区域发展平衡与基础设施布局等多重考量。

今后的雅加达仍将是一个庞大的都市区,沿海防护、供水保障与沉降治理依旧需要长期持续的投入。

一座城市的命运,很少在某个日期突然终结,它更可能在几十上百年的时间尺度里缓慢改变:街区需要反复垫高地基,道路要不断修补,房屋被周期性的洪水围困,基础设施朽坏要推倒重建,循环往复到城市陷落。

八、总结一下

雅加达的下沉,是一场发生在地下深处的地质变迁:厚重的沉积层在自然压密、建筑荷载和地下水抽取的共同作用下缓慢变形。海平面上升和沿海洪水成为了它如今必须直面的生存现实。

现代城市总习惯向天空生长,有时候我们也需要低头脚下发生的事情。

本期话题:城市托举普通人的命运,而土地托举城市的命运。

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本期参考文献:

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