平原地区苏锡常地下水开采引发地裂缝灾害.docx
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平原地区苏锡常地下水开采引发地裂缝灾害
优秀青年科技人才计划项目总结报告
项目名称：
平原地区（苏锡常）地下水开采引发地裂缝灾害预测技术
委托单位：
国土资源部科技与国际合作司
承担单位：
江苏省地质调查研究院、江苏省土地开发整理中心
受资助人：
朱锦旗
起止时间：
2005年12月～2009年12月
国土资源部
二00九年十二月
一、研究领域及资助项目概况
从20世纪中期以来，地裂缝在我国发生的频率、规模逐年加剧，已成为一种区域性的主要地质灾害。
1990年前后，苏锡常平原地区陆续出现地表开裂、房屋毁损等现象，在一定范围内造成了一定的经济损失和社会恐慌。
随着灾害的进一步发展，政府有关部门及科研单位开始予以关注，江苏地矿部门亦于1995年起研究此问题，并迅速届定为地裂缝灾害，确定是地下水超量开采所致。
查明原因后，如何较准确地预测其今后发展区域、灾情如何演变，则对政府部门的防控更具现实意义。
2000年后，江苏省与国土资源部中国地质调查局签订部省合作协议联合开展苏锡常平原地区地面沉降监测研究，正是基于此背景，本人以《平原地区（苏锡常）地下水开采引发地裂缝灾害预测技术》为题申请资助，拟以苏锡常地面沉降监测、研究成果为基础，试图在地裂缝易发区研究上作些探索。
研究目标：
以苏锡常平原地区为研究区，总结开采深层地下水引发地裂缝灾害的成因类型、相应的地质模式；研究地裂缝的空间预测方法与技术；给出地裂缝地质灾害勘查方法。
研究内容：
1、总结归纳平原地区地下水开采引发地裂缝的破裂形式
2、通过典型区的勘查，研究地裂缝形态与地质背景间的关系
3、通过对地面沉降过程的反演，分析地下水开采在地裂缝形成中的作用、演变
4、完善对地裂缝形成地质模式的认识，指出各种模型下影响地裂缝的因子的序次
5、研究地裂缝形成的空间预测方法
6、总结地裂缝灾害区的勘查方法及工作程序
二、研究工作领域国内外发展趋势及前沿
国内外地裂缝发生特征规律大致相同，主要由超采地下水、地面沉降等问题引起。
目前，全国共有上海、天津、江苏、浙江、陕西等16省（区、市）的46个城市、县城出现了地面沉降问题，总面积达4.87万km2，地裂缝出现在陕西、河北、山东、广东、河南等17省（区、市）共434处，1073条以上，总长超过346.78km。
在发达国家也因抽取地下水引发地裂缝，如美国的亚利桑那州、内华达州、德克萨斯州、加利福尼亚州地区从20世纪初就开始出现地面沉降地裂缝灾害并逐年加剧发展。
美国学者较早涉及地裂缝，在成因研究上有显著进展，但缺乏系统研究；其它国家，如土耳其、泰国、利比亚等国的安纳托利亚、曼谷、萨里尔等处发现地裂缝，但对其研究程度不高。
近年来国内科研院所对当地地裂缝属性、分布、活动特征、成因和成灾机制，灾害效应与对策进行了系统研究，经过大量物理勘查、理论分析、数值模拟，逐步发展充实了关于地面沉降地裂缝的理论认知。
1、地裂缝成因认识
国内外学者在地裂缝成因认识上具有相似性，他们根据所掌握的资料和侧重的专业理论分别从地质构造、人类活动、地层地质条件和表层土壤岩性进行研究。
①、构造成因
认为地裂缝由活动性构造引起，持此种观点学者主要依据是地裂缝所在位置往往与区域地形、下伏断裂构造方向一致。
构造成因观点最早由Leonard（1929年）提出。
他从地震角度分析了1927年9月12日出现于亚利桑纳州Picacho城附近的地裂缝及相距13km的EiTiroMine地面异常破裂的成因。
认为是1927年9月11日发生于亚利桑纳州东南部Tucso城附近的地震活动导致了岩层破裂，并使已具破裂面的岩层重新复活。
此后一些学者对亚利桑纳、加利福尼亚、德克萨斯等州地裂缝的研究也坚持构造成因观点。
然而他们对成因机制的解释仅能从宏观定性角度进行解释，多认为构造对地裂缝的影响表现为控制性的，但不排除其它因素的间接影响。
对西安地裂缝的研究中，人们普遍认为汾渭地堑是我国比较典型的新构造活动区域，该区域地裂缝集中发生与区域性构造活动的强化在时间上明显同步，并且地裂缝展布、活动方式等诸多方面均明显表现有统一的构造特征。
许多学者先后从不同角度提出了西安地裂缝的构造成因机制概化模式,其中最具有代表性的是张家明1990年提出的断块掀斜成因说，认为在NNW向区域引张应力作用下，以断块掀斜为主要活动形式的西安伸展断裂系的活动构成了西安地裂缝形成和发展的本质。
②、地下水开采成因
地下水开采成因观点是在研究地面沉降机理的基础上发展起来的，虽然很早就被提出来，但对地下水开采引发地面沉降的机理认识上曾在较长时间内存在争议，直到近年来对这一问题认识才基本统一。
Feth（1951年）研究了亚利桑纳州中南部1949年出现的地裂缝，认为由于含水层局部厚度变化引起不均匀沉降，从而产生拉应力，导致了地裂缝的产生；Schumann等于1970年对这一理论进行了更深入的研究，认为基岩表面形态的突变或具压缩性土层厚度分布的明显差异，导致松散土层的差异压密沉降，地表压密沉降差异最大部位形成拉张应力集中进而产生开裂变形。
这一研究过程较全面总结了地裂缝成因机制，代表了当前的认识水平，也是研究平原区地裂缝的主要指导思想。
我国国内的苏锡常地裂缝、华北平原地裂缝、山西临汾地裂缝都属于超采地下水引发的，西安地裂缝虽然在成因中提出了构造原因，但也有学者提出地下水诱因说。
③、构造与地下水开采复合成因
20世纪70年代末以来，Holzer等人通过对亚利桑纳州中南部构造盆地地裂缝的活动性、地质环境资料及地面沉降观测资料综合分析认为，该区域构造活动与地下水开采是影响地裂缝发育及活动的2个主要因素。
为了量化评价构造活动与地面沉降对地裂缝活动性的影响，Holzer等将地裂缝的形变分为错断和开裂2种形式：
错断主要产生平行裂面的位移；而开裂主要表现为垂直裂面的位移。
构造活动对地表形变的影响主要表现为错断位移；而土层差异压密变形的影响则表现为开裂位移。
Bell（1990年）根据LasVegas盆地的地质条件，分析了地裂缝的发育特点，认为地面沉降盆地内部呈放射状分布的地裂缝，是隐伏破裂面经渗透变形诱发而成，并对地裂缝的形成过程提出了不同的分析模式。
Haneberg（1993年）在Holzer对地裂缝形变分类的基础上将地裂缝成因模式分成开裂模式、剪裂模式及撕裂模式3种类型。
2、地裂缝分布特征认识
综合各项研究，地裂缝灾害分布具有如下基本特征：
①、成带性
沿地裂缝走向,在建筑物上具有明显的带状分布，在一定宽度范围内灾害具有在不同类型建筑物上连续显示的特点，地裂缝带长可达数十公里，宽一般在数公里范围内。
裂缝两侧具有对称分布的特点，裂缝发育的数量和严重程度，随着远离主裂缝带逐渐减轻而具对称性特点。
②、方向性、对称性
地裂缝具有明显的方向性，如北东向，东西向，这与断裂构造相似，但也不完全一致，一般地裂缝在地表的形迹除总体方向明确外，局部并不易区分，多数呈“S”形弯曲延伸，有些地裂缝甚至呈环形分布。
如苏锡常地区地裂缝多呈NNE向，西安地裂缝多呈NEE向。
③、破坏性
凡地裂缝通过的地方，建筑物无论新旧、材料结构类型如何，最终均被破坏，无一幸免；位于地裂缝带上的建筑物无论怎么加固，都抗拒不了地裂缝的破坏。
3、地裂缝模拟预测研究
地裂缝的模拟可概括为解释时空分布问题。
随着计算机技术发展，在地裂缝空间分析中主要采用了GIS的空间分析手段，以地质学相关理论为指导，筛选出若干影响因子，分别量化形成空间影响分布图，同时引入层次分析思想，对各因子分配影响权重，最后再借助GIS空间综合叠加分析方法建立预测评价模型（武强、董东林等，1996，1997）。
在临汾地裂缝、苏锡常地裂缝研究中都曾运用到此项技术，值得注意的是，综合人工神经网络和GIS两项技术来作地裂缝的空间预测也取得了成效（陈佩佩，2001），人工神经网络主要处理具有非线性和灰色系统的问题，GIS则从空间分析的角度使问题明确化。
董东林等（1997）在临汾盆地地裂缝研究中，运用数值模型对由地下水开采引起的地面沉降进行了模拟，把压缩地层概化为粘性土和砂层两个层组，分析了地面沉降发生发展的过程及空间分布特征，并结合地貌和地表形变两方面从定性的角度对地裂缝产生的地质条件作了阐述，而在发生时间上也只简单提及与地面沉降的发生相关性问题。
对于地裂缝发生的时间维分析，由于受地下水等动态因素的影响，一直是预测的难点，地裂缝的数值模型方法研究仍以地面沉降模拟为基础，易学发等（1999年）依据弹性形变理论和土力学应力应变关系，采用二维有限元法对西安地裂缝进行了数值模拟，模拟计算的结果与西安地裂缝活动的特征基本一致。
在地裂缝的发展趋势分析上多采用灰色模型，如王四海（2001年）、高金川（1999年）等根据灰色理论，把西安地裂缝多年垂直活动量作为一定范围内变化的灰色量，通过建立多因素影响的动态模型ＧＭ（1，1）、ＧＭ（1，3）、ＧＭ（1，4）数学模型，定量评价了各影响因素对地裂缝垂直活动量的贡献，分析西安地裂缝的活动性，发现和寻找西安地裂缝活动规律，预测后几年的地裂缝活动量。
4、地裂缝勘查研究
①、地质调查方法
调查地裂缝的分布、先存断裂、隐伏断裂和地层形态。
第一，可采用航空照片解释法研究有关区域的地貌特征。
航空照片判读对于指导野外调查、寻找地表高程梯度带是非常有帮助的；第二，进行有目的的实地考察。
对潜在地裂缝灾害区域的实地调查会找到裂缝的一些迹象，因为处于向上扩展阶段的隐伏地裂缝在致灾前会使建筑物上出现一定规律的细缝；第三，采用地震勘探、重力勘测、电法测量以及氡测量等物探手段，查明地裂缝的地下形态特征，2000-2003年，在苏锡常地裂缝勘查使用了包括面波、三维地震、浅地震再结合钻探的多种方法，取得了含水层以上不同时期成因土层的分布厚度和地裂缝从地表向下切割含水层至基岩面的勘查成果。
在调查中，探槽和钻孔数据是非常有用的，在西安地裂缝调查中，工作人员就曾利用开挖形式追踪到25米深地下，为了解地裂缝的空间分布提供了最直接的证据。
②、地面形变监测技术
主要有大地水准测量、跨断面形变测量、工程地质测量等，监测地面不均匀沉降的变化，并寻找差异沉降曲线的最大梯度点，预测未来地裂缝灾害的确切位置。
美国亚利桑那州已采用GIS和GPS来监测地裂缝，我国在苏锡常地区也采用包括自动化三维形变监测、GPS监测、人工水准测量在内的多项技术。
三、研究工作总结
研究工作着重从地面沉降、地裂缝成因及演变、地裂缝成因模式分析及预测技术等方面展开。
1、地面沉降
、区域特征
通过禁采深层地下水，苏锡常地区地面沉降形势明显好转，全区出现不同程度的减缓特征。
2000～2003年间，东部大部分地区年沉降量开始缩小至10mm以内，伴随着地下水位由东向西的逐步抬升，苏州至无锡区间的一些沉降漏斗趋于稳定，常州～无锡地区年平均沉降速率从26mm/a减小至16mm/a。
原来三市连成一片的沉降格局发生改变，由集中转向分散，一些人口集中、经济发达的中心镇正以地面沉降“孤岛”或“岛链”的形态渐渐显现出来。
如图1－1所示，现状（2008年）中的区域地面沉降（>5mm）主要分布在常州南部、无锡惠山区、江阴南部、锡山区北部和和吴江南部地区；年沉降量>10mm/a的地区有常州牛塘、前黄、礼嘉，江阴南部的璜塘、文林，无锡东部的东港镇，吴江南部的汾湖、盛泽、震泽等地，面积约500Km2。
自2003年以后，地面沉降监测基岩标、分层标、自动化站点相继投入使用，为掌握更详细的地面沉降动态提供了数据支持，部分监测结果如表1－1所示，除璜塘监测点多年沉降速率保持不变外，其它监测点的地面沉降均有不同程度减缓，甚至一些点连续呈现反弹。
经对以往资料的统计分析后认为，苏锡常平原区遭受地面沉降灾害面积约8100Km2，如图1－2所示，禁采实施后，总的沉降范围没有增加，随着对一些重点沉降区的防治率先取得成效，沉降区内开始了结构性的调整，原来的显著沉降区向次级发生程度区过渡，5～10mm/a沉降范围出现暂时性扩大，对轻度沉降区（<5mm/a）的控制相对滞后，直到禁采全面结束后的2007年，才出现又一次较大的面积缩减，从2003年到2008年的5年间，大于5mm/a的沉降区面积由4000Km2缩减到1200Km2，减小幅度达70％。
原先以锡西（洛社、玉祁、前洲）为核心的沉降区平均沉降速率由>20mm/a减小到<10mm/a，而常州南部、江阴南部、吴江南部沉降控制相对较慢，依然>20mm/a，成为新的控制重点区。
图1-1苏锡常地区2008年地面沉降速率图
表1-1部分地点人工观测地面沉降成果单位：
mm
序号
地点
2004-2005
2005-2006
2006-2007
2007-2008
1
清凉小学
-4.1
+1.4
+4.9
+9.2
2
前洲
-18.3
-10.5
-10.1
-5.3
3
璜塘
-15.8
-14.0
-21.5
-14.7
4
渭塘
+4.1
-1.4
-1.8
+0.7
5
松陵
-6.8
-3.9
-4.0
-3.9
6
沙溪
-0.4
-2.4
+2.3
+3.4
7
碧溪
+0.6
-1.8
+1.5
+1.4
8
千灯
+3.9
+0.9
+2.1
+1.2
9
妙桥
+1.1
-1.3
+1.9
+0.7
注：
+表示地面回弹，-表示地面沉降
图1-2苏锡常地面沉降区结构性变化图
在整个禁采控沉过程中，依然可以看到地面沉降与地下水位之间的密切相关性（如图1－3所示），凡是地下水位回升地区，地面沉降均出现不同程度减弱甚至是停止，而现状中的水位漏斗区依然是地面沉降集中发生区。
同时，地面沉降动态还受松散地层物理力学性质作用，总体上，含水砂层和相邻的弱透水层是固结压缩的主要地层空间，岩性结构简单的砂层压缩沉降对地下水动态的响应较快，而软土发育区，这种动态关系相对复杂，具体特征将在下文结合分层标监测数据进行描述。
图1－3地下水位与地面沉降动态相关性比较
、苏州市
图1-4千灯、渭塘地面沉降动态曲线
伴随着地下水位迅速回升，苏州市区地面沉降控制效果显著，实测表明多年平均沉降量<3mm/a，区内没有发现新的沉降迹象。
在90年代中后期的限采作用下，渭塘、千灯沉降速率不断减小，禁采之初的年沉降量已只有2～3mm/a，并于2005年达到稳定，此后的2005——2008年间，千灯开始了较大幅度的地面回弹，3年回弹达8m，渭塘所处的城北地区地下水位恢复稍滞后于市区，正处在地下水位不断恢复过程中，地面沉降略呈小幅波动（图1－4）。
与90年代相比，苏州市区及城北的黄埭～蠡口沉降区现已全面得到控制。
图1-5吴江市区沉降动态曲线
吴江地区地面沉降较为严重，可谓是苏州市的重灾区，沉降范围包括松陵镇南部、汾湖、平望、盛泽、震泽等地，面积占全市一半以上，多年来地面沉降防虽取得进展，但形势依然严峻。
如图1－5所示，松陵镇2003年以前年沉降量可达15mm以上，通过禁采，地面沉降有所减缓，此后多年维持在4～6mm/a。
另据2008年的GPS监测数据，淀山湖、莘塔、桃源等地年沉降量分别是6.4mm、12.5mm、16.4mm。
盛泽地区地面沉降一直处于快速发展期，平均每年达到40mm以上，为当前苏锡常地区之最。
位于盛泽中学的分层标组实时监测了不同深度地层中发生的沉降，如图1－6所示，F4－D、F4－1、F4－2、F4－3四个分标对应的标底深度分别是0米、31米、94米、108米。
显然，31米以深层位是地面沉降的主要发生空间，31-94米、94-108米、和108米以下地层间压缩量比为6：
2：
1。
结合水文地质条件分析认为，第一承压含水层及弱透水层成为沉降的主体，深部的三承压对地面沉降也有所贡献。
严重的沉降与当地持续偏低的地下水位有着密切关系，2007年镇区水位埋深40米，与2000年相比有所上升，但仍为吴江地区最深处。
虽然吴江市实行全区禁采政策，但对地下水的开采具有隐蔽性，管理中不可能百分之百到位，盛泽镇是我国著名的丝绸产业基地，全镇集中了近1500家纺织印染类企业，每年对水资源的需求量巨大，在地表水全面污染的大环境下，不能排除一些企业偷采优质深层地下水的可能性，同时，该镇地处苏浙边界，与邻省的嘉兴市同属一个水文地质单元，地下水位受周边的水力条件影响也是可能的。
地面沉降动态曲线表现出周期性速率变化规律，如每年的6～10月份为加速沉降期，11月至次年5月沉降相对减缓，说明地面沉降与地下水开采间有必然联系。
图1-7沿江地区地面沉降动态曲线图
图1-6盛泽分层标沉降动态曲线
张家港——太仓的新长江三角洲地区由于地下水受长江水补给，水位恢复快，目前平均水位埋深在20米以浅，地面沉降基本停止，以妙桥、碧溪和沙溪三个监测点为代表的沉降观测记录真实反映了这一控制过程（如图1－7）。
上世纪80年代妙桥曾是张家港地区沉降漏斗，平均沉降速率达40mm/a以上，于90年代中期发现的张家港水利农机局第0033号地下水观测井井台悬空0.5米，成为当地地面沉降的强有力证据。
2000年后，地面沉降年沉降仍在继续，2003年全年沉降约22mm，但进入2004年，地下水位出现一次较快的回升（3.7米），随之地面出现反弹并逐渐趋稳，2005——2007年的监测数据显示，妙桥中学所处位置年沉降量已在+1.9mm——-1.3mm之间波动。
碧溪与沙溪历史沉降量较轻，2004年以前的年沉降量在10mm左右，同样与2004年趋于停止，并于2007年后，出现轻微的地面反弹现象。
三处沉降观测点的动态具有很好的时间一致性，这主要是因为同处于沿江地带，地质背景相似，在接受地下水补给时具有同步性，而地面沉降受地下水开采影响又基本消失，原本复杂的沉降作用机制已变得相对简单。
、无锡市
图1-8无锡前洲分层标沉降动态曲线图
禁采地下水措施使无锡市区及锡西大部分地区的地面沉降得到迅速有效控制，通过对比2003年与2000年间地面沉降的InSAR分析成果，发现原来沉降普遍发育的锡西地区整体沉降速率减小约10mm/a，惠山区与江阴南部连成一个年沉降量在10～30mm的区域，沉降相对均衡，只有前洲、玉祁、马镇、祝塘等乡镇局部沉降大于20mm/a。
受同时期地下水位稳步回升作用，市区至梅村区域沉降得到控制，进入轻微沉降阶段，对南站分层标的监测数据显示年沉降量在2.7mm（2007年）。
随着地面沉降的进一步减弱，2005年，锡西地区平均沉降已小于10mm/a，而江阴南部地区沉降控制相对迟缓，桐歧、马镇、璜塘、祝塘、河塘等地的沉降维持在15mm/a以上，形势相对突出。
虽然此后沉降继续减弱，但以上述中心镇为核心地区沉降依然较高，成为一个个新的沉降漏斗，估计中心沉降量达20～30mm/a，而现今已发现的众多地裂缝中，有相当一部分就处于这些沉降区的控制范围内，受其影响表现出一定的活动性（详见后文）。
锡山区的东港镇原来沉降也较为严重，但现在沉降区已大为缩小，仅限于港下一处，与当地的地下水位漏斗大致重合。
前洲分层标数据显示，地面沉降主要发生在第二承压含水层和其顶板弱透水层，2003年到2008年间，累计沉降89.1mm，其中二承压含水砂层压缩49.6mm，隔水层顶板压缩达27.8mm，浅部地层固结压缩11.7mm（见图1－8）。
沉降速率从2000年的>50mm/a逐步下降至2008年的5.3mm/a，每年平均减小幅度达5mm，且在地层中的分布比较均匀，体现了由浅至深地层固结动态的一致性。
图1-9璜塘地面沉降动态曲线图
相对西部地面沉降持续减缓，江阴南部地区基本维持原有发展水平，璜塘基岩标沉降监测点多年的年沉降量为14mm/a以上，没有减缓迹象。
受短期地下水情波动影响，2007年地面沉降达到了21.5mm，比上一年增加50%，但2008年又降至14.7mm（如图1－9）。
另据江阴水利部门资料［5］，20世纪80年代以来，青阳、璜塘一带沉降严重，沉降普遍超过了500mm，青阳镇塘头桥水准点累计沉降量更是达到了1294mm，马镇镇水准点截止1997年的累计沉降量就达到了1003mm，是一个严重沉降中心。
1999～2005年间的监测数据显示［6］，江阴市的地面沉降主要发生在南部，向北、向东沉降量逐渐减小；大部分地区的累计地面沉降量小于200mm；局部地区大于200mm，主要是马镇、文林、河塘、璜塘、祝塘、陆桥、长泾等乡镇，其中马镇、文林一带沉降最严重，最大累计沉降量大于400mm。
、常州市
常州市区地面沉降最严重时期在上世纪80年代，年沉降量可达100mm/a以上，90年代以后，政府部门保护地质环境意识渐渐增强，常州市区开始缩减对地下水的开采量，地面沉降逐步得到控制，1993～1998年间，平均沉降速率约40mm/a。
2000年以后，市区水位降落漏斗面积开始逐年向东南方向收缩，标志着地质环境的全面改善。
根据对布置在市区东西、南北两个方向的水准剖面测量数据（见表1－2），禁采初期，市区地面沉降以富强村以东至戚墅堰一线最为严重，平均沉降25mm/a，市区西部的大吴家村一带沉降量约17mm/a，三井以南的市区沉降量平均在6mm左右，龙虎塘以北沉降相对轻微，但百丈、圩塘沉降稍大，应该与该地区含水层埋藏浅（30～40米），而地下水位波动较大有关。
2004年以后，除城东地区（雕庄～横林一线）沉降量略高外，主城区内及西部至南闸一带地面沉降被快速遏制，纺仪厂～海关～四院以北，三井以南地区开始出现轻微的地面反弹，并且区域逐渐扩大，2007年，城中及城西片地面沉降基本停止。
值得注意的是，常州市区地面沉降控制所经历的由西向东的发展过程与地下水位恢复过程是一致的，前文述及的30米水位回升区也是地面沉降控制成效显著区，如纺仪厂、海关等地多年呈现地面反弹，可见地下水位大幅上升对控制地面沉降的积极作用。
与市区地面沉降逐年减缓不同的是，常州北部和南部形势相对复杂。
虽然龙虎塘以北地区水文地质条件优越发，水位埋深浅，水资源丰富，但对比多年观测数据可发现，在过去的10年里，20～30米水位埋深区面积有所扩大，这主要由于南侧水位回升的同时，北侧水位埋深却有所下降，因此，局部水文地质环境并未好转。
尽管2005、2006两年地区地面沉降有所减轻，但2007年的沉降量又与2003年持平，从空间上看，向北地面沉降明显偏高，规律性十分明显，为掌握其今后的发展趋势，必须从空间和时间两个尺度上加密对地下水及地面沉降的同步观测。
目前，常州全市沉降最严重区主要集中在湖塘镇以南。
据测绘部门在禁采初期的监测成果，牛塘、邹区、庙桥等地年沉降量均在40mm/a以上（2002年），而通过InSAR监测也证实牛塘——前黄一带存在显著沉降，面积约120平方公里，年沉降量在10～30mm/a。
从水文地质条件分析，常州地区受基底构造形态控制，第四系以来的古河道沉积形成了稳定的第Ⅱ承压含水层，顶板埋深在60－70米间，厚度由北向南渐薄，前黄、礼嘉等地钻孔揭露平均小于10米，与之相对应，深层地下水资源量也呈北多南少格局分布，市区及以北单井涌水量在1000－5000吨/天，而湖塘以南一般<1000吨/天。
虽然地下水资源有限，但在强烈开采作用下，水文地质条件急剧恶化。
1995年前后，苏锡常地区深层地下水漏斗发展至空前程度，常州市区向东至无锡南部主采层水位埋深在70米以深，30米埋深线包围了从厚余经鸣凰至前黄的城郊乡镇。
而在经历了2000年禁采之后，南部地区的深层地下水位依然超过30米，恢复缓慢。
从空间形态分析，这一水位下降区恰恰与现状中的地面沉降中心区域十分吻合，验证了地下水位下降引起地面沉降这一普遍规律。
表1-2常州市各水准点历年沉降测量成果汇总表（单位：
mm）
片区
水准点位置
2000
2002
2003
2004
2005
2006
2007
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