水電站水庫(kù)庫(kù)岸穩(wěn)定與地質(zhì)滑坡問(wèn)題

中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì) 中國(guó)大壩協(xié)會(huì) 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院

上：經(jīng)過(guò)整治后的巫峽庫(kù)岸上，形成了新的村落。 攝影陳文

下：三峽重慶庫(kù)區(qū)巫山縣的邊坡治理。 攝影/陳文

滑坡的產(chǎn)生條件

一般情況下產(chǎn)生滑坡的主要條件有兩點(diǎn)：一是地質(zhì)條件和地貌條件，二是內(nèi)外力作用和人為作用的影響。

就內(nèi)外力作用和人為作用而言，在現(xiàn)今地殼運(yùn)動(dòng)的地區(qū)和人類(lèi)工程活動(dòng)頻繁的地區(qū)是滑坡多發(fā)區(qū)，外界因素和作用可以使產(chǎn)生滑坡的基本條件發(fā)生變化，從而誘發(fā)滑坡，主要誘發(fā)因素有：地震、降雨和融雪、地表水的沖刷浸泡、河流等地表水體對(duì)斜坡坡腳的不斷沖刷，此外，還有如海嘯、風(fēng)暴潮、凍融等許多作用也可誘發(fā)滑坡。不合理的人類(lèi)活動(dòng)，如開(kāi)挖坡腳、坡體堆載、爆破、水庫(kù)蓄（泄）水、礦山開(kāi)采等都可誘發(fā)滑坡。

此外，劈山開(kāi)礦的爆破作用，可使斜坡的巖土體受振動(dòng)而破碎，產(chǎn)生滑坡，在山坡上亂砍濫伐，使坡體失去保護(hù)，便于雨水等水體的滲入從而誘發(fā)滑坡。如果上述的人類(lèi)作用與不利的自然作用互相結(jié)合，則就更容易促進(jìn)滑坡的發(fā)生。

水庫(kù)產(chǎn)生滑坡的問(wèn)題

如果不具備產(chǎn)生滑坡的潛在的地質(zhì)條件，水庫(kù)水位變化也不可能造成滑坡，如果邊坡本身具備水庫(kù)水位變化造成的滑坡的地質(zhì)條件在連續(xù)的強(qiáng)降雨，或者某些特殊情況下同樣也可能會(huì)產(chǎn)生滑坡。

從水庫(kù)蓄水開(kāi)始，由于侵蝕作用和堆積作用，在新的水邊線地帶開(kāi)始了庫(kù)岸形成的過(guò)程。大型水庫(kù)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，庫(kù)岸的形成正是沖蝕和堆積直接作用的結(jié)果，從地質(zhì)、地球化學(xué)和生態(tài)過(guò)程角度分析，庫(kù)岸可分為多種類(lèi)型：以地球化學(xué)作用和沖蝕作用為主形成的庫(kù)岸為沖蝕-喀斯特型庫(kù)岸；以生態(tài)作用和沖蝕作用結(jié)合情況下形成的庫(kù)岸為沖蝕-泥炭型庫(kù)岸及其他類(lèi)型的庫(kù)岸；在地質(zhì)、地球化學(xué)和生物過(guò)程和堆積共同作用下，形成泥沙三角洲庫(kù)岸、淤泥鹽巖型、漂浮泥炭型、貝殼泥炭型、貝殼石灰?guī)r型和蘆葦植物型庫(kù)岸；以崩塌、坍落、侵蝕、滑坡、流沙和剝蝕等形式表現(xiàn)的庫(kù)岸為沖蝕型庫(kù)岸。

其中，對(duì)于沖蝕型庫(kù)岸，水庫(kù)蓄、泄水是產(chǎn)生滑坡的重要原因之一。特別是在水庫(kù)突然泄水時(shí)，由于原有的水位比較高，邊坡在水中浸泡后土壤當(dāng)中的空隙水壓力增加，而突然的泄水導(dǎo)致水位急劇下降，土壤中的孔隙水壓力來(lái)不及變化，而邊坡外部的靜水壓力突然喪失，土體內(nèi)外壓力的不平衡常常容易導(dǎo)致邊坡的失穩(wěn)和滑坡的發(fā)生。這種情況發(fā)生的前提，是需要邊坡本身就具備產(chǎn)生滑坡的水文和地質(zhì)條件（形成沖蝕型庫(kù)岸）。在這種地質(zhì)條件下，即便沒(méi)有水庫(kù)的水位變化，如果在強(qiáng)烈的連續(xù)降雨的情況下，只要邊坡的土壤吸收了足夠的水分，也可能會(huì)造成同樣孔隙水的壓力加大，從而產(chǎn)生滑坡的現(xiàn)象（對(duì)于那些在天然狀態(tài)下有可能是穩(wěn)定的，潛在的滑坡體，也完全可以在水電工程施工中，通過(guò)地勘工作充分了解其性狀，然后，通過(guò)控制水庫(kù)運(yùn)行的方式或采取排水措施或進(jìn)行邊坡加固的方法，解決這類(lèi)的問(wèn)題）。

修建水庫(kù)有助于減少滑坡

水庫(kù)的修建一般會(huì)降低原來(lái)的河水流速，從而大大減少河水對(duì)岸邊的沖刷和侵蝕。有時(shí)候流速的降低還會(huì)產(chǎn)生淤積現(xiàn)象起到護(hù)岸、護(hù)坡的作用。

水庫(kù)的修建一般會(huì)降低原來(lái)的河水流速，從而大大減少河水對(duì)岸邊的沖刷和侵蝕。有時(shí)候流速的降低還會(huì)產(chǎn)生淤積現(xiàn)象起到護(hù)岸、護(hù)坡的作用。所以，一般情況下建壩修水庫(kù)的工程都會(huì)減少新的滑坡體的產(chǎn)生（當(dāng)然，在施工期開(kāi)挖地基回填之前，應(yīng)該特別注意施工期的邊坡保護(hù)）。此外，在工程修建過(guò)程中，為了減少滑坡通常都要對(duì)主要的滑坡體進(jìn)行護(hù)坡或者預(yù)應(yīng)力錨索固定處理，以避免突然產(chǎn)生的滑坡對(duì)水庫(kù)的浪涌破壞。對(duì)于那些不能處理的滑坡體，一般工程也要采取監(jiān)測(cè)手段，嚴(yán)密觀測(cè)其發(fā)生滑坡的各種先兆，以便減少滑坡的破壞性。

生態(tài)移民新城秭歸 攝影/鄭家裕

例如，長(zhǎng)江三峽地區(qū)一直就是地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)，歷史上曾多次出現(xiàn)整個(gè)縣城毀于滑坡的災(zāi)難。解放后三峽庫(kù)區(qū)嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，仍然極大地危害著庫(kù)區(qū)兩岸人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，僅從1982年以來(lái)，庫(kù)區(qū)兩岸發(fā)生滑坡、崩塌、泥石流近百處，規(guī)模較大的有數(shù)十處。如1985年新灘滑坡造成高達(dá)70米的過(guò)江涌浪，其上、下游各10公里的江段內(nèi)近百條船只沉沒(méi)。而我們開(kāi)發(fā)建設(shè)三峽工程的目的之一，也就是要從根本上減少或者說(shuō)杜絕三峽沿岸的地質(zhì)災(zāi)害。

要知道，從聽(tīng)天由命根本就無(wú)法治理長(zhǎng)江三峽地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害，到能夠用工程措施和長(zhǎng)效機(jī)制治理地質(zhì)災(zāi)害這個(gè)巨大的進(jìn)步，正是由于我們進(jìn)行了三峽工程的建設(shè)，已經(jīng)把江水的能量用來(lái)發(fā)電了，不讓再去制造新的滑坡體了。然而，由于我們?nèi)祟?lèi)對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)畢竟是有限的，因而對(duì)于一個(gè)巨大的工程而言，即使我們“用工程加固的手段來(lái)解決庫(kù)岸邊坡的穩(wěn)定性”，也不可能一蹴而就?；孟胂癫每p做衣服一樣，量體之后衣服就應(yīng)該一次做好，處理好所有的地質(zhì)災(zāi)害，是非常天真的。在工程中不斷發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，不斷地進(jìn)行長(zhǎng)效治理，才是正常的現(xiàn)象。千萬(wàn)不要把這種動(dòng)態(tài)的治理過(guò)程視為“頭疼醫(yī)頭，腳疼醫(yī)腳”。

在三峽工程建設(shè)過(guò)程中，國(guó)家通過(guò)不斷追加資金，先后已經(jīng)投入了120多億元資金，對(duì)庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了治理。僅涉及重慶三峽庫(kù)區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)共有3671處，其中673處實(shí)施工程治理，482處實(shí)施搬遷避讓?zhuān)溆?516個(gè)隱患點(diǎn)確定為群測(cè)群防或?qū)I(yè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。而且這個(gè)動(dòng)態(tài)的治理過(guò)程，還將繼續(xù)下去，治理的資金也還會(huì)逐漸地增加。直到把地質(zhì)災(zāi)害的威脅，降到最低的水平。

對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害的治理也要采取不同的方式，有的需要做工程處理，有的則需要避讓?zhuān)€有的需要監(jiān)測(cè)，這些不同的措施難免讓一些外行人感覺(jué)確實(shí)是在“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”，然而，這正是我們水電工程中因地制宜地治理地質(zhì)災(zāi)害的最科學(xué)方法。面對(duì)長(zhǎng)達(dá)600多公里的三峽水庫(kù)，我們不可能，也沒(méi)有必要不計(jì)成本地對(duì)庫(kù)岸全線盲目加固。對(duì)于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害隱患，能處理的就治理，不易治理的就避讓。對(duì)于有可能構(gòu)成威脅，也有可能相對(duì)穩(wěn)定的地質(zhì)災(zāi)害隱患，采用監(jiān)測(cè)的措施，根據(jù)具體的發(fā)展情況，再?zèng)Q定處理的方式，才是一種科學(xué)的態(tài)度。其實(shí)這恰恰就是最有效的“地質(zhì)災(zāi)害防治和生態(tài)治理的長(zhǎng)效機(jī)制”。

水庫(kù)的建造和蓄水并不是制造出了滑坡，而是為原有不穩(wěn)定的地質(zhì)滑坡體，提供一個(gè)集中釋放的機(jī)會(huì)。

對(duì)于三峽建成后的蓄水初期地質(zhì)災(zāi)害的增加，其實(shí)也是非常正常的事情。具體來(lái)說(shuō)，水庫(kù)周?chē)绻痪邆洚a(chǎn)生滑坡的潛在的地質(zhì)條件，水庫(kù)水位變化也不可能造成滑坡，反之如果邊坡本身具備水庫(kù)水位變化造成的滑坡的地質(zhì)條件，說(shuō)明邊坡本身就具備了滑坡（或者說(shuō)是潛在的滑坡）的地質(zhì)地貌條件，在連續(xù)的強(qiáng)降雨，或者某些特殊情況下（如地震）同樣也可能會(huì)產(chǎn)生滑坡。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，水庫(kù)的建造和蓄水并不是制造出了滑坡，而是為原有不穩(wěn)定的地質(zhì)滑坡體，提供一個(gè)集中釋放的機(jī)會(huì)。一般來(lái)說(shuō)水電工程修建之后，將從三個(gè)方面改進(jìn)原有的自然邊坡的地質(zhì)條件：一、水電開(kāi)發(fā)就是把江水切割岸坡的能量利用起來(lái)發(fā)電，減少江水對(duì)河谷的急速深切，使河流發(fā)育趨于緩慢、穩(wěn)定，最終會(huì)大大減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。二、對(duì)主要的滑坡體進(jìn)行人工排除，或者護(hù)坡（包括混凝土噴涂、打入抗剪滑樁和預(yù)應(yīng)力錨索固定等）處理。三、水庫(kù)蓄水（試驗(yàn)）的初期，是一個(gè)水庫(kù)新庫(kù)岸的不穩(wěn)定期和再造期，是隱性的地質(zhì)災(zāi)害的集中釋放期。

因此，三峽蓄水初期就是對(duì)三峽的新庫(kù)岸進(jìn)行磨合、釋放和再造處理。在這一時(shí)期出現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害與常規(guī)的災(zāi)害概念有著本質(zhì)的不同，蓄水試驗(yàn)期間出現(xiàn)了地質(zhì)災(zāi)害，可以理解成是醫(yī)學(xué)上的免疫反應(yīng)，不一定是什么壞事。因?yàn)?，水?kù)的蓄水并不是制造出了新的滑坡，而是對(duì)前面施工階段工程處理之后還不能完全消除的滑坡體或者說(shuō)是潛在的滑坡體提供一個(gè)集中釋放的機(jī)會(huì)。經(jīng)過(guò)幾次蓄水、泄水，這些滑坡體都被釋放之后，新的庫(kù)岸肯定會(huì)變得更加安全。

實(shí)踐已經(jīng)證明水庫(kù)庫(kù)岸要比自然邊坡穩(wěn)定

蓄水所引發(fā)的滑坡具有“免疫”作用，不過(guò)就是我們把未來(lái)若干年內(nèi)，一旦遭遇暴雨、地震可能引發(fā)的隨機(jī)滑坡，盡可能地都提前引發(fā)出來(lái)。

一般來(lái)說(shuō)，水電工程經(jīng)過(guò)上面三個(gè)階段后都會(huì)使得庫(kù)岸變得更加穩(wěn)定。例如，位于四川省汶川縣的沙牌是上世紀(jì)末建造在岷江支流上的一個(gè)水電站，雖然該電站本身不大，卻具有世界上最高的碾壓混凝土拱壩（132米）。汶川大地震后，我們驚奇地發(fā)現(xiàn)其上游水庫(kù)內(nèi)的邊坡與下游天然河道內(nèi)的自然邊坡簡(jiǎn)直是天壤之別。這充分說(shuō)明水庫(kù)修建并經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的蓄水考驗(yàn)之后，其邊坡的穩(wěn)定性得到了極大的提高。在突然遭遇大暴雨、地震等突發(fā)事件之后，就不容易再產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害，而沒(méi)有經(jīng)過(guò)水庫(kù)建設(shè)治理和考驗(yàn)的自然邊坡，則非?？赡茉诖蟊┯昊蛘叩卣鸬韧话l(fā)事件中產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害(參見(jiàn)下圖)。

同樣，如果某一地區(qū)遭受臺(tái)灣省的2009年8月8日大水那樣的襲擊，經(jīng)過(guò)免疫的庫(kù)區(qū)一定會(huì)比一般沒(méi)有經(jīng)過(guò)免疫的山區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害少得多。因?yàn)楹芏酀撛诘幕挛ｋU(xiǎn)體，已經(jīng)被釋放掉了。

地震后沙牌電站上游水庫(kù)岸坡

地震后沙牌電站下游河道邊坡

顯而易見(jiàn)，蓄水所引發(fā)的滑坡具有“免疫”作用，不過(guò)就是我們把未來(lái)若干年內(nèi)，一旦遭遇暴雨、地震可能引發(fā)的隨機(jī)滑坡，盡可能地都提前引發(fā)出來(lái)。只有這樣，未來(lái)的三峽水庫(kù)庫(kù)岸才會(huì)變得更安全，更穩(wěn)定，就像地震后我們?cè)谏撑扑娬舅吹降囊粯印Ｈ舾赡旰?，一旦遭遇大地震或者特大的暴雨，沒(méi)有修建三峽工程前的岸坡可能就會(huì)像沙牌的下游一樣慘不忍睹。而修建了三峽之后的庫(kù)岸，應(yīng)該與現(xiàn)在的沙牌上游一樣，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。我們知道1985年由暴雨引發(fā)的長(zhǎng)江新灘滑坡，光船只就沉沒(méi)了近百條，可想而知當(dāng)時(shí)生命財(cái)產(chǎn)損失有多嚴(yán)重。這種現(xiàn)象在歷史上曾經(jīng)是屢見(jiàn)不鮮。不過(guò)現(xiàn)在我們可以相信在三峽工程經(jīng)歷了幾次蓄水、泄水的考驗(yàn)之后，175米高程以下的崩滑體基本上可以絕跡，今后像新灘那樣的大滑坡恐怕就難以再出現(xiàn)了。其中重要的原因之一就是我們?cè)谛藿ㄈ龒{工程和初期的蓄水泄水過(guò)程中，已經(jīng)把大部分潛在的滑坡體都釋放了。

綜上所述，水庫(kù)產(chǎn)生滑坡的根本條件不是取決于是否修建了水壩，而是取決于原有的地質(zhì)條件。如果沒(méi)有產(chǎn)生滑坡（或者說(shuō)潛在的滑坡）的地質(zhì)、地貌條件，水庫(kù)的水位變化也不會(huì)引發(fā)滑坡。另一方面，建壩修水庫(kù)后將會(huì)加強(qiáng)對(duì)滑坡體的監(jiān)測(cè)從而降低自然滑坡的破壞性，同時(shí)，建壩過(guò)程中的工程措施還會(huì)減少滑坡體的產(chǎn)生從而減少自然滑坡的發(fā)生。總之，籠統(tǒng)地說(shuō)建水壩就會(huì)造成滑坡的評(píng)論是不全面的，在很多情況下，修建大壩、水庫(kù)也會(huì)起到減少滑坡地質(zhì)災(zāi)害的作用。

目前的一些反壩宣傳，故意夸大水電工程的負(fù)面效應(yīng)，使人們誤認(rèn)為建壩、修水庫(kù)是造成地震、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的決定因素。一些人錯(cuò)誤地以為，只要不修水庫(kù)就不會(huì)產(chǎn)生這些地質(zhì)災(zāi)害。還有些人為了夸大地震對(duì)水壩的破壞性，故意歪曲事實(shí)地把一些慘痛垮壩事件和水庫(kù)誘發(fā)地震混為一談。也有一些文章武斷地把地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生說(shuō)成是建水壩的結(jié)果。比如：有人認(rèn)為漫灣水電站的修建，造成了陡坡墾殖、滑坡和泥石流。而實(shí)際上，幾乎與曼灣處在同一地區(qū)現(xiàn)在還沒(méi)有修建電站的怒江，這種情況比曼灣水庫(kù)地區(qū)還要嚴(yán)重得多。僅就2008年以來(lái)，怒江地區(qū)由于地震、滑坡和泥石流造成的地質(zhì)災(zāi)害已經(jīng)使幾十人喪生。根據(jù)怒江州的統(tǒng)計(jì)資料，全州共49.2萬(wàn)人，其中有12.7萬(wàn)人必需易地安置才有可能擺脫貧困；有4.4萬(wàn)人已經(jīng)基本喪失生存條件，受泥石流、滑坡危及生存的有2.3萬(wàn)人。當(dāng)?shù)卣团嗣衽瓮藿ㄋ娬镜闹匾蛑?，就是能夠通過(guò)水電工程解決怒江州的生態(tài)移民和貧困移民，使幾萬(wàn)群眾早日擺脫地質(zhì)災(zāi)害的威脅。也許，用不了多久我們就會(huì)看到怒江地區(qū)水電開(kāi)發(fā)之后，江水的流速會(huì)大大降低，這將減輕對(duì)岸坡的侵蝕、沖擊，減少新的滑坡體的形成。此外，在工程修建過(guò)程中，通過(guò)對(duì)主要滑坡體的處理，地質(zhì)災(zāi)害的情況一定會(huì)有所減輕，起碼在一定程度上可以做到人為的監(jiān)控、預(yù)防，從而減少地質(zhì)災(zāi)害造成的損失。

通過(guò)對(duì)比分析，我們可以清楚地看到：地質(zhì)災(zāi)害是不以人們主觀意志為轉(zhuǎn)移的客觀存在，修不修水壩都不可能改變地質(zhì)災(zāi)害的根本規(guī)律?？傊?，我們應(yīng)該在高度重視地質(zhì)災(zāi)害的基礎(chǔ)上，理智地、科學(xué)地分析自然災(zāi)害的成因，在開(kāi)發(fā)建設(shè)的同時(shí)，應(yīng)用人類(lèi)文明的先進(jìn)成果進(jìn)行積極的防治，這樣才能減少地質(zhì)災(zāi)害的損失，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。