興山縣三峽庫區(qū)地質災害發(fā)育規(guī)律及其防治問題與建議

雷深涵，夏俊寶，楊建

（1.湖北省地質環(huán)境總站，武漢 440074 2.興山縣國土資源局，興山 443700）

興山縣三峽庫區(qū)地質災害發(fā)育規(guī)律及其防治問題與建議

雷深涵1，夏俊寶2，楊建1

（1.湖北省地質環(huán)境總站，武漢 440074 2.興山縣國土資源局，興山 443700）

實地調(diào)查該區(qū)地質災害防治工程，總結近年該區(qū)的治理經(jīng)驗，分析其地質災害類型、影響因素和發(fā)育規(guī)律。并在討論該區(qū)地質災害防治現(xiàn)狀的基礎上，指出防治問題，提出防治建議。

三峽庫區(qū)；地質災害；發(fā)育規(guī)律；防治

1 地質環(huán)境概況

興山縣位于三峽大壩庫區(qū)壩首，區(qū)位優(yōu)勢獨特，水陸交通方便，209國道和宜秭省道貫通東西（圖1）。三峽大壩的興建，給興山縣帶來前所未有的發(fā)展機遇，但同時也對興山縣的地質環(huán)境造成了很大的破壞。興山縣地處大巴山及巫山余脈，屬構造侵蝕溶蝕中山區(qū)，區(qū)內(nèi)海拔高208～1 158m，相對高差950m，地勢總體上呈南東高北西低。由于河流強烈下切，香溪河流經(jīng)區(qū)兩岸大部分形成陡峭的峽谷地貌，地形以深－中深切割的中低山地形為主，山巒迭嶂，巍峨挺拔。神農(nóng)架山脈呈近東西向橫亙于流域的最北部，其主峰神農(nóng)頂海拔3 105.50m，構成長江及其一級支流漢江的分水嶺。香溪河為長江左岸的一級支流，該河流發(fā)育于長江北岸、神農(nóng)架之南麓。

2 興山縣地質災害現(xiàn)狀

興山縣位于鄂西褶皺山系，境內(nèi)山高坡陡，海拔相對高差2 317m，山體平均坡度25°以上，巖體斷裂、節(jié)理切割破碎嚴重，地質條件較為復雜。區(qū)域內(nèi)水系發(fā)育，地形陡峻，降雨量相對集中，加之近年來受三峽水庫不定期蓄退水的影響及各種人類工程活動影響，受雙重壓力多種因素的影響，地質災害頻發(fā)。如2007年5月31日，高陽至古夫二級電站200＋147km處發(fā)生滑坡，導致交通中斷；2008年4月21日，高陽鎮(zhèn)（現(xiàn)更名為昭君鎮(zhèn)）小河村甘家坡特大山體滑坡，造成了重大經(jīng)濟損失。由于加強了對地質災害預防，事先將受威脅人員全部撤出，雖發(fā)生了重大地質災害均未造成傷亡。近年來地質災害發(fā)生的頻率高居不下，直接威脅著全縣人民生命財產(chǎn)的安全。

圖1 興山縣三峽庫區(qū)地理位置圖Fig.1 Location of the Three Gorges reservoir area inXingshan

截止目前全縣納入監(jiān)測的地質災害點共441處，其中庫區(qū)群測群防預警地質災害點105處。由于地質災害發(fā)生增長速度較快，已經(jīng)嚴重影響了縣域經(jīng)濟的發(fā)展。為協(xié)助政府有計劃地開展地質災害防治工作，減少或避免因地質災害造成損失，了解地質災害的發(fā)育規(guī)律、形成機制和影響因素，為今后研究地質災害防治對策顯得尤為重要。

3 興山縣庫區(qū)地質災害的發(fā)育規(guī)律

3.1 空間分布規(guī)律

（1）條帶性。地質災害主要沿長江一級支流香溪河呈條帶狀分布、地質構造線，公路及江河岸坡地段呈條帶性分布。

（2）垂直分帶性。在相對高差大且上陡下緩的斜坡地帶，地質災害具有明顯的垂直分帶性。斜坡上部常發(fā)生危巖崩塌，下部易形成滑坡，具有典型的上崩下滑的分布特點。

（3）相對集中性。在城鎮(zhèn)及人口密集區(qū)，隨著城鎮(zhèn)經(jīng)濟建設的發(fā)展，切坡、加載等人類工程活動增強，加大了對斜坡的改造力度，從而造成邊坡失穩(wěn)或誘發(fā)地質災害，使地質災害具有相對集中性的特點。

3.2 時間分布規(guī)律

（1）周期性。水是地質災害的催化劑，大多數(shù)的地質災害幾乎集中在汛期特別是暴雨天氣發(fā)生時，且發(fā)生密度和頻率隨著降雨量增多而增大。加之近年來，三峽水庫從145～175m升降，庫區(qū)將隨之產(chǎn)生不同程度的地質體變形，誘發(fā)地質災害事件的發(fā)生。

（2）不確定性。就地質災害隱患點的穩(wěn)定性而言，具有很大的不確定性。由于災害體的變形破壞受控于多種因素，限于目前的技術水平和調(diào)查精度，難以對每一個隱患點的穩(wěn)定性做出定量評價，為地質災害的預防增加了難度。

3.3 主要特征

（1）點多面廣，類型多，規(guī)模以中小型為主，危害大；順層斜坡產(chǎn)生的地質災害數(shù)量較多；在坡角大于25°順層斜坡的局部地段，地質災害較為集中分布。

（2）枯水季節(jié)地質災害較為穩(wěn)定，汛期不穩(wěn)定，特別是暴雨及連續(xù)降水極易誘發(fā)地質災害。

（3）隨著縣域經(jīng)濟建設的迅猛發(fā)展，對自然地質環(huán)境的影響日趨加大，由于不良人類工程活動誘發(fā)的地質災害也日趨增加。

圖2 興山縣三峽庫區(qū)地質災害發(fā)育分布圖Fig.2 Distribution of the geo－h(huán)azards in the area

4 庫區(qū)地質災害形成的機制及動力因素

綜觀興山縣三峽庫區(qū)歷史上發(fā)生的地質災害，主要以崩塌、滑坡、不穩(wěn)定斜坡、庫岸為主（圖2）。由于受地形、地貌、地質構造、庫區(qū)水位影響程度的不同以及人為工作活動破壞程度的不同，不同的災害類型，其形成機制和動力因素也不相同。但地質災害大都發(fā)生在每年的汛期，發(fā)生的時間和誘發(fā)因素有其統(tǒng)一性。

4.1 庫區(qū)滑坡的形成機制及動力因素

滑坡的形成常發(fā)生在雨季，特別是暴雨期間。土質滑坡產(chǎn)生的主要原因是：土體下伏基巖為相對隔水層，當降雨達到一定程度時，土體內(nèi)的含水量達到飽和的極限狀態(tài)，隨著雨水的滲透，到達基巖面受阻隔后改變運動方向，順坡向流動，土體受到地下水壓力的作用，強度大大降低，增大了基巖面的滑動力，當滑動力大于土體與基巖面之間的摩擦力時既產(chǎn)生滑坡災害。巖質滑坡的形成受地層性、地質構造及降雨影響，形成巖滑的巖性有灰?guī)r、砂巖、泥巖，泥巖及砂巖多為軟弱巖體，其力學強度降低，遇水易軟化、泥化，是產(chǎn)生巖滑的物質基礎，巖體中的斷層、裂隙結構面又為邊坡巖體失穩(wěn)提供了良好的邊界切割條件，巖滑的規(guī)模、空間分布和連通性的限制。坡度在30°以上且前緣臨空的巖質邊坡，巖體內(nèi)有兩組以上的構造節(jié)理隙裂面或層面切割巖體而形成塊狀、塊裂狀巖體，在內(nèi)外營力的長期作用下，斜坡應力狀態(tài)不斷惡化，巖體穩(wěn)定性逐漸或急劇降低而產(chǎn)生滑坡。

此外，滑坡的形成還受人類工程活動如人工切坡、加載等諸多不利因素的影響。誘發(fā)滑坡的主要因素是降雨，其降雨量的大小與雨季、汛期的長短是滑坡產(chǎn)生的個數(shù)多少、規(guī)模大小的主要控制因素。在相同條件下，小型滑坡一般發(fā)生在雨期段、雨水量小的時期內(nèi)，大型滑坡情況則比較復雜。隨著蓄水位的不斷提高，庫水位對滑坡的穩(wěn)定性有一定的影響，主要與庫水位的升降有很大的關系：（1）庫水位的上升導致部分坡體浸水體積增加，滑面上的有效應力減少或抗滑阻力減少，部分滑帶飽水后強度降低；（2）庫水位的驟然下降時，由于坡體中地下水位下降相對滯后，形成地下水動水壓力；（3）地表水對滑體反復沖刷和軟化，所有這些都對滑坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響；（4）水庫高水位長期浸泡導致滑坡滑帶軟化泥化，力學強度降低，庫水位快速消落導致滑坡體內(nèi)產(chǎn)生巨大動水壓力，這是涉水老崩塌滑坡復活和新崩塌滑坡產(chǎn)生的重要動力因素之一。

4.2 庫區(qū)崩塌的形成機制及動力因素

崩塌的形成條件主要為：一是斜坡為陡坡地形，一般坡度大于35°、高度大于30m以上，坡面多不平整，上陡下緩；二是當巖體中各種軟弱結構面的組合位置處于最不利的情況時易發(fā)生崩塌；三是巖性堅硬或半堅硬層組成的高陡山坡，其節(jié)理裂隙發(fā)育、巖體破碎。三者有利結合才是崩塌發(fā)生的必要條件。

主要影響因素為自然因素和人為因素。自然因素：包括大氣降雨、季節(jié)溫度的變化和地震作用。調(diào)查表明庫區(qū)內(nèi)崩塌中絕大部分是由于降雨引發(fā)形成的，季節(jié)溫度的變化，能促使巖石風化，地表水徑流的沖刷、溶解和軟化裂隙充填物形成軟弱面，或水的滲透增加了靜水壓力。而降雨量的大小能否成災與危巖體的穩(wěn)定狀態(tài)有關，當危巖體處于極限穩(wěn)定狀態(tài)時，其降雨量小也能致災，危巖體體積較小時，降雨量小也可能產(chǎn)生崩塌。人類工程活動因素：庫區(qū)內(nèi)的崩塌分布與人類工程活動關系密切，由于切坡、爆破等，形成高陡臨空面，未采取及時支護，破壞了山坡的平和應力分布，都會促使崩塌的發(fā)生。

4.3 庫區(qū)不穩(wěn)定斜坡的形成機制及動力因素

斜坡之所以能發(fā)展成為地質災害，主要是和一定內(nèi)外應力對斜坡的改造作用相聯(lián)系的。其改變條件主要為：

（1）改變斜坡的外形是改變斜坡的臨空狀態(tài)及應力場，區(qū)內(nèi)多數(shù)斜坡是由于人工開挖、切坡等方式而改變了斜坡的平衡條件，影響了斜坡的穩(wěn)定性。

（2）改變斜坡巖體的結構特征和力學性質，降低了巖體的抗壓、抗剪強度及抗破壞能力，其主要因素是風化和地下水的作用等。

（3）改變斜坡巖體的應力狀況，主要是地下水動水壓力和孔隙水壓力的作用及人工爆破、工程荷載等影響因素。

不穩(wěn)定斜坡發(fā)生變形破壞，其主要影響因素為：人工開挖切坡、地下水作用、地表水作用、降雨強度、地震及坡體的植被發(fā)育程度等。

5 不穩(wěn)定庫岸發(fā)育規(guī)律

不穩(wěn)定庫岸在三峽水庫175m蓄水位線分布較廣，蓄水后，容易受庫水浸泡、掏蝕，然后形成較大規(guī)模的地質災害。

5.1 空間分布規(guī)律

三峽庫區(qū)興山縣涉水庫岸主要位于長江一級支流香溪河古夫至峽口段及其次級支流高嵐河、耿家河兩岸。庫岸分布范圍廣，地質地形條件較復雜，不同地段其岸坡結構、物質組成等有較大差異。

庫岸分布地段，由于第四紀以來地殼強烈抬升，導致河谷深切，兩岸地形陡立。區(qū)域范圍內(nèi)多為侏羅系、三疊系、志留系碎屑巖地層，巖性以砂巖、泥巖、頁巖等為主，巖石強度低，抗風化能力相對較弱。巖體中節(jié)理裂隙發(fā)育，強風化帶厚數(shù)米至10余米。依據(jù)175m蓄水位線附近出露的地層巖性、物質組成及變形特點等劃分為3類岸坡：

土質岸坡：主要分布于庫岸段，庫岸主要由第四系殘坡積、滑坡堆積、崩坡積碎石土、碎塊石土和沖洪積卵礫石、砂等組成，厚度差異性較大，多在1至10余米之間。該類庫岸物質結構松散，易產(chǎn)生塌岸，多為坍塌型、滑移型或沖蝕型。

巖質岸坡：該庫岸以出露各類基巖為主。主要分布于庫岸段，出露基巖主要為砂巖、頁巖，地表常覆蓋0.5～2m厚殘坡積物。巖體裂隙發(fā)育，表層巖體遭不同程度風化，巖體結構破碎，多為坍塌型。

巖土混合型岸坡：即岸坡線附近基巖和第四系松散堆積物均可見。主要分布于庫岸段，出露基巖以碎屑巖為主，地表常覆蓋層厚0.5～2.0m的殘坡積物。巖體裂隙發(fā)育，表層巖體遭不同程度風化。塌岸形式多為坍塌型或沖蝕型。

5.2 時間分布規(guī)律

興山縣三峽庫區(qū)內(nèi)岸坡變形多集中于庫水位急劇漲落的時期。自2003年6月蓄水以來，在由蓄水前長江水位開始上升到庫水位135m、139m期間，其中8段岸坡產(chǎn)生局部變形；在156m蓄水期間8段岸坡產(chǎn)生變形；在175m試驗性蓄水條件下，有15段變形明顯。由此可見，蓄水位劇烈抬升對庫岸穩(wěn)定性影響明顯。

5.3 庫岸的成因機制及動力因素

在興山縣庫區(qū)范圍內(nèi)，由于地形地質條件復雜，三峽水庫庫水位調(diào)幅變化大，水庫蓄水后，改變了庫岸的地質條件，庫岸在庫水浸泡、水流沖蝕、風浪沖擊及干濕交替作用下發(fā)生坍塌，使岸線后退。庫水位漲落、水文地質條件的改變不僅會引起巖土體抗剪強度的降低，而且還會引起巖土體自重及動、靜水壓力的變化，從而影響庫岸的穩(wěn)定性。此外，庫水位波浪的作用，會使岸坡產(chǎn)生侵蝕－剝蝕型再造，巖質岸坡表現(xiàn)為強全風化帶巖體受沖刷后產(chǎn)生剝落；土質岸坡則表現(xiàn)為波浪順坡面回落，牽動表層土并將其帶入庫中造成坍滑。

6 三峽庫區(qū)興山縣地質災害防治存在的問題及建議

6.1 地質災害防治存在的問題

（1）三峽庫區(qū)興山縣分布有105處地質災害群測群防點，該部分地質災害點國家安排的庫區(qū)地質災害群測群防經(jīng)費時間為2009年底，從2010年開始，國家將取消原已納入庫區(qū)的105處地質災害點監(jiān)測經(jīng)費，意味著庫區(qū)105處地質災害國家不再考慮群測群防費用。

（2）庫區(qū)搬遷避讓項目經(jīng)費存在較大缺口，如三期規(guī)劃中的4個工程項目因資金原因暫時實施監(jiān)測預警。搬遷避讓補償標準與移民補償標準存在較大差距，在搬遷過程中沒有充分考慮到農(nóng)民的生活安置和生產(chǎn)資料無法轉移的問題，加之受山區(qū)特殊地理和交通等條件的制約，興山縣縣內(nèi)安置容量有限，地質災害搬遷避讓工作難度大，避災搬遷農(nóng)戶實施搬遷后很可能成為新的貧困戶。

6.2 庫區(qū)地質災害防治工作建議

（1）今后地質災害防治需要進一步加大宣傳力度，增強各級地方政府對地質災害預防的意識，提高防災減災水平。

（2）落實專項財政預算經(jīng)費，建立地質災害防治長效機制。抓好抓實三峽庫區(qū)地質災害點群測群防工作，繼續(xù)撥付群測群防監(jiān)測經(jīng)費，確保群測群防工作有效開展。

（3）加快開展三峽庫區(qū)后續(xù)地質災害點防治規(guī)劃及不穩(wěn)定斜坡點的治理工作。

［1］楊濤，張端淼，張金林.2010年湖北省興山縣三峽庫區(qū)（含新增屏障區(qū)）地質災害普（調(diào)）查報告［R］.2010.

［2］孫仁先，江鴻彬，石長柏.三峽庫區(qū)秭歸縣地質災害發(fā)育規(guī)律與“群測群防”防治［J］.湖北地礦，2002，16（4）：70－73.

DEVELOPMENT OF THE GEO－HAZARDS ON THE THREE GORGES RESERVOIR IN XINGSHAN COUNTY AND ITS CONTROL

Lei Shen－h(huán)an1，Xia Jun－bao2，Yang Jian1
（1.Hubei Geological Environment Station，Wuhan 440074，China；2.Bureau of Land and Resources of Xingshan County，Xingshan 443700，China）

Field surveys were made on the geo－h(huán)azard control projects in the area and control experience was summed up.The article analyzes the types of geo－h(huán)azards，their development laws and influence factors.In accordance with the status quo of the current control，control problems are pointed out and recommendations are given.

Three Gorges reservoir area；geo－h(huán)azard；development law；control

P642；X141

A

1006－4362（2011）04－0021－04

2011－09－06 改回日期：2011－10－09

雷深涵（1983－ ），男，漢族，貴州威寧人，畢業(yè)于中國地質大學（武漢）土木工程專業(yè)，本科，主要從事地質災害防治、水工環(huán)地質工作。