水位升降條件下三峽庫區(qū)環(huán)境地質(zhì)問題及對策研究

劉德元，楊嘉琳，孫新華，毛曉明，張卓然

（1. 河南省煤田地質(zhì)局資源環(huán)境調(diào)查中心，河南 鄭州 450003；2. 華北水利水電大學(xué) 外國語學(xué)院，河南 鄭州 450046；3. 河南省煤田地質(zhì)局物探測量隊，河南 鄭州 450003）

水位升降條件下三峽庫區(qū)環(huán)境地質(zhì)問題及對策研究

劉德元1，楊嘉琳2，孫新華1，毛曉明1，張卓然3

（1. 河南省煤田地質(zhì)局資源環(huán)境調(diào)查中心，河南 鄭州 450003；2. 華北水利水電大學(xué) 外國語學(xué)院，河南 鄭州 450046；3. 河南省煤田地質(zhì)局物探測量隊，河南 鄭州 450003）

三峽工程的建設(shè)使庫區(qū)水位處于時常變動過程中，庫區(qū)水位的升降導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境地質(zhì)問題，諸如斜坡變形破壞、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂縫、水體污染等。這些環(huán)境地質(zhì)問題嚴(yán)重影響了庫區(qū)居民的生命安全和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。本文通過現(xiàn)場調(diào)查典型的環(huán)境地質(zhì)問題，分析其發(fā)生的原因和影響因素，提出了庫區(qū)相關(guān)環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的治理措施及原則。

三峽庫區(qū)；水位升降；環(huán)境地質(zhì)；治理原則

0 前 言

三峽庫區(qū)由于水庫蓄水導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境地質(zhì)問題。庫水位周期性升降作用，使得庫岸巖土體長期處于“浸泡—風(fēng)干”循環(huán)過程中，地表水及地下水的波動對于庫區(qū)環(huán)境地質(zhì)問題尤其是水庫沿岸巖土體穩(wěn)定性造成了不利影響，這對于庫區(qū)沿岸居民的生產(chǎn)生活及經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了很大阻礙［1］。本文以三峽庫區(qū)所在巴東縣作為研究對象，在現(xiàn)場環(huán)境工程地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析總結(jié)了庫區(qū)環(huán)境地質(zhì)問題及其處理方法原則。

1 庫區(qū)地質(zhì)概況

1.1 地形地貌

巴東縣位于地處湖北省恩施土家族苗族自治州的東北部，東與宜昌秭歸相連，西與重慶巫山相交，南與五峰相鄰，北與神農(nóng)架景區(qū)相靠。

2 環(huán)境地質(zhì)問題及其因素

在庫水位升降作用下，三峽庫區(qū)消落帶軟巖力學(xué)性質(zhì)逐漸劣化，直接影響了庫岸的穩(wěn)定性，直接導(dǎo)致了一系列的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害［2］。

2.1 泥石流

2015年6月30日，受連日暴雨影響，巴東縣信陵鎮(zhèn)涼水溪溝山洪暴發(fā)，沖刷溝道兩側(cè)山體及人工填土形成泥石流。

泥石流災(zāi)害的發(fā)生必須同時具備3個基本條件：a有利于貯集、運(yùn)動和停淤的地形地貌條件；b有豐富的松散土石碎屑固體物質(zhì)來源；c短時間內(nèi)可提供充足的水源和適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)因素。

2.2 庫區(qū)塌岸

塌岸是庫岸變形失穩(wěn)最常見的一種形式，占庫區(qū)地質(zhì)危害比例最大，主要發(fā)生在松散堆積層岸坡。庫區(qū)塌岸的主要危害是影響附近的建筑和居民的安全，以及降低了庫岸邊坡的穩(wěn)定性。庫區(qū)塌岸的分為漸進(jìn)式和突變式兩種破壞方式。

2.3 斜坡變形破壞

巴東縣城段岸坡為典型的順向岸坡，一般都會傾向長江。岸坡巖層的傾角一般在15（o）～30（o）范圍內(nèi)變動，與坡腳基本保持一致。軟弱夾層是導(dǎo)致順向岸坡沿層面滑動的一個重要因素。巴東縣城長江兩岸斜坡發(fā)生的各種形式的變形破壞，基本概括為4種破壞模式：側(cè)向拉裂模式、“雪崩式”垮塌模式、表層風(fēng)化模式和巖層折斷變位模式見圖1。

圖1 斜坡變形破壞的不同形式

2.4 地面塌陷、沉降及地裂縫

三峽庫區(qū)三疊系巴東組泥灰質(zhì)巖工程性質(zhì)對環(huán)境的干濕變化具有強(qiáng)的敏感性，尤其當(dāng)其處于飽水的狀態(tài)下，其工程性質(zhì)的急劇變差。水與周圍的巖土體的相互作用體現(xiàn)在物理、化學(xué)、力學(xué)3方面：物理作用主要包括潤滑、軟化、崩解、泥化、干濕、凍融等過程；化學(xué)作用主要包括溶解、水化、水解、酸化、氧化等過程；力學(xué)作用主要包括靜水壓力、動水壓力（滲透力）和浮托力等作用［3］。

3 處置對策

在三峽庫區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)中，地質(zhì)環(huán)境子系統(tǒng)是其發(fā)展的基礎(chǔ)條件。弱化地質(zhì)環(huán)境子系統(tǒng)應(yīng)該以人民生命財產(chǎn)安全和保護(hù)三峽庫區(qū)地。庫區(qū)環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生往往難以預(yù)測，體現(xiàn)在時間不可預(yù)知、地點難以確定、規(guī)模無法估測，針對這一特點，處理庫區(qū)環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害時，應(yīng)本著“主動出擊，防治結(jié)合”、“被動治理，以靜制動”以及“主動被動相結(jié)合”的原則。

3.1 主動出擊，防治結(jié)合

通過“主動出擊”，查明具體區(qū)域存在的環(huán)境地質(zhì)問題，做到“防治結(jié)合”，在具體問題具體分析的原則下，對相關(guān)的環(huán)境地質(zhì)問題作出合理的治理措施，并建立透明的預(yù)警體系。

3.2 被動治理，以靜制動

針對已經(jīng)發(fā)生的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害，要及時治理，防治二次災(zāi)害的破壞。在治理災(zāi)害的過程中，要分析災(zāi)害發(fā)生的條件、誘因、規(guī)模、破壞程度，并形成有效的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害評價方法，為其他類似條件的境況提供評估依據(jù)。例如，通過分析巴東已經(jīng)發(fā)生的滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)現(xiàn)，巴東二段—滑坡、裸地—滑坡、土質(zhì)—滑坡等地質(zhì)條件更利于滑坡自然災(zāi)害的發(fā)生。當(dāng)現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查過程中，遭遇類似情形時，要謹(jǐn)慎處理。

科學(xué)合理地評估工程建設(shè)和運(yùn)營過程中環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性在，做好前期宏觀性的工作。完善創(chuàng)新體制，通過創(chuàng)新技術(shù)方法，推進(jìn)學(xué)科發(fā)展，探索新穎的環(huán)境地質(zhì)工作模式。構(gòu)建三峽庫區(qū)地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)庫和地質(zhì)環(huán)境信息系統(tǒng)，為優(yōu)化國土布局、降低工程建設(shè)風(fēng)險、建設(shè)安全高效地綠色經(jīng)濟(jì)帶提供基礎(chǔ)支撐。

4 結(jié) 論

環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生嚴(yán)重危害了三峽庫區(qū)居民的生命財產(chǎn)安全，制約著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展。水庫蓄水后庫區(qū)水位的升降加劇了環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的問題。通過分析巴東庫區(qū)的環(huán)境地質(zhì)條件、相關(guān)的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害及其影響因素，在處理這些災(zāi)害時應(yīng)本著“主動出擊，防治結(jié)合”、“被動治理，以靜制動”以及“主動被動相結(jié)合”的原則。

加強(qiáng)庫區(qū)環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害危險性評估，具體分析災(zāi)害發(fā)生的條件、誘因、規(guī)模、破壞程度，并形成有效的環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害評價方法，逐步完善國家、地區(qū)層面的保護(hù)政策，建立健全三峽庫區(qū)地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)庫和地質(zhì)環(huán)境信息系統(tǒng)及環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警機(jī)制，是目前面對三峽庫區(qū)環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害治理工作的關(guān)鍵 。

［1］ 夏澤群，譚黎明，費(fèi)天偉，等.三峽庫區(qū)秭歸某滑坡地質(zhì)特征及穩(wěn)定性分析［J］. 南華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）.2007，（3）：48.

［2］ 程圣國，羅先啟，劉德富，等.三峽庫區(qū)滑坡地質(zhì)力學(xué)模型試驗技術(shù)研究［J］. 災(zāi)害與防治工程.2004，（2）：7-12.

［3］ 陳德基.關(guān)于三峽工程地質(zhì)、地震及滑坡問題［J］. 長江職工大學(xué)學(xué)報. 1994，（1）：39-42.

The Three Gorges Reservoir Area Environmental Geological Problem s and Countermeasure Research under the Condition of Water Levels Rising and Falling

LIU Deyuan1，YANG Jialin2，SUN Xinhua1，MAO Xiaom ing1，ZHANG Zhuoran3
（1. Research Center of Coal Geological Bureau of resources and environment，Zhengzhou，Henan 450003，China；2. North China university of water conservancy and hydropower School of Foreign Studied， Zhengzhou，Henan 450046，China；3. Geophysical Prospecting and Surveying Team，Coal Geological Bureau，Zhengzhou，Henan 450003，China）

The construction of the three gorges project makes the reservoir water level change constantly， which leads to serious environmental geological problems， such as slope deformation damage， debris fow， surface collapse，ground subsidence， ground f ssure， water pollution， etc， which seriously affect the security of the local people and the development of local economy. Through a general summary of typical environment geological problems and its factors， put forward the corresponding management measures and principles.

The three gorges reservoir area；Water level changing；Geological environment；M anagement principle

X143

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.03.010

2016-07-30

劉德元（1964-），男，河北省魏縣人，高級工程師，研究方向：地質(zhì)工程等方面的研究，手機(jī)：18695902953，E-mail：qingsongwannian@163.com.