水電站水庫庫岸穩定與地質滑坡問題

中國水力發電工程學會 中國大壩協會 中國水利水電科學研究院

上：經過整治后的巫峽庫岸上，形成了新的村落。 攝影陳文

下：三峽重慶庫區巫山縣的邊坡治理。 攝影/陳文

滑坡的產生條件

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

就內外力作用和人為作用而言，在現今地殼運動的地區和人類工程活動頻繁的地區是滑坡多發區，外界因素和作用可以使產生滑坡的基本條件發生變化，從而誘發滑坡，主要誘發因素有：地震、降雨和融雪、地表水的沖刷浸泡、河流等地表水體對斜坡坡腳的不斷沖刷，此外，還有如海嘯、風暴潮、凍融等許多作用也可誘發滑坡。不合理的人類活動，如開挖坡腳、坡體堆載、爆破、水庫蓄（泄）水、礦山開采等都可誘發滑坡。

此外，劈山開礦的爆破作用，可使斜坡的巖土體受振動而破碎，產生滑坡，在山坡上亂砍濫伐，使坡體失去保護，便于雨水等水體的滲入從而誘發滑坡。如果上述的人類作用與不利的自然作用互相結合，則就更容易促進滑坡的發生。

水庫產生滑坡的問題

如果不具備產生滑坡的潛在的地質條件，水庫水位變化也不可能造成滑坡，如果邊坡本身具備水庫水位變化造成的滑坡的地質條件在連續的強降雨，或者某些特殊情況下同樣也可能會產生滑坡。

從水庫蓄水開始，由于侵蝕作用和堆積作用，在新的水邊線地帶開始了庫岸形成的過程。大型水庫的運行經驗表明，庫岸的形成正是沖蝕和堆積直接作用的結果，從地質、地球化學和生態過程角度分析，庫岸可分為多種類型：以地球化學作用和沖蝕作用為主形成的庫岸為沖蝕-喀斯特型庫岸；以生態作用和沖蝕作用結合情況下形成的庫岸為沖蝕-泥炭型庫岸及其他類型的庫岸；在地質、地球化學和生物過程和堆積共同作用下，形成泥沙三角洲庫岸、淤泥鹽巖型、漂浮泥炭型、貝殼泥炭型、貝殼石灰巖型和蘆葦植物型庫岸；以崩塌、坍落、侵蝕、滑坡、流沙和剝蝕等形式表現的庫岸為沖蝕型庫岸。

其中，對于沖蝕型庫岸，水庫蓄、泄水是產生滑坡的重要原因之一。特別是在水庫突然泄水時，由于原有的水位比較高，邊坡在水中浸泡后土壤當中的空隙水壓力增加，而突然的泄水導致水位急劇下降，土壤中的孔隙水壓力來不及變化，而邊坡外部的靜水壓力突然喪失，土體內外壓力的不平衡常常容易導致邊坡的失穩和滑坡的發生。這種情況發生的前提，是需要邊坡本身就具備產生滑坡的水文和地質條件（形成沖蝕型庫岸）。在這種地質條件下，即便沒有水庫的水位變化，如果在強烈的連續降雨的情況下，只要邊坡的土壤吸收了足夠的水分，也可能會造成同樣孔隙水的壓力加大，從而產生滑坡的現象（對于那些在天然狀態下有可能是穩定的，潛在的滑坡體，也完全可以在水電工程施工中，通過地勘工作充分了解其性狀，然后，通過控制水庫運行的方式或采取排水措施或進行邊坡加固的方法，解決這類的問題）。

修建水庫有助于減少滑坡

水庫的修建一般會降低原來的河水流速，從而大大減少河水對岸邊的沖刷和侵蝕。有時候流速的降低還會產生淤積現象起到護岸、護坡的作用。

水庫的修建一般會降低原來的河水流速，從而大大減少河水對岸邊的沖刷和侵蝕。有時候流速的降低還會產生淤積現象起到護岸、護坡的作用。所以，一般情況下建壩修水庫的工程都會減少新的滑坡體的產生（當然，在施工期開挖地基回填之前，應該特別注意施工期的邊坡保護）。此外，在工程修建過程中，為了減少滑坡通常都要對主要的滑坡體進行護坡或者預應力錨索固定處理，以避免突然產生的滑坡對水庫的浪涌破壞。對于那些不能處理的滑坡體，一般工程也要采取監測手段，嚴密觀測其發生滑坡的各種先兆，以便減少滑坡的破壞性。

生態移民新城秭歸 攝影/鄭家裕

例如，長江三峽地區一直就是地質災害高發區，歷史上曾多次出現整個縣城毀于滑坡的災難。解放后三峽庫區嚴重的地質災害，仍然極大地危害著庫區兩岸人民群眾生命財產安全，僅從1982年以來，庫區兩岸發生滑坡、崩塌、泥石流近百處，規模較大的有數十處。如1985年新灘滑坡造成高達70米的過江涌浪，其上、下游各10公里的江段內近百條船只沉沒。而我們開發建設三峽工程的目的之一，也就是要從根本上減少或者說杜絕三峽沿岸的地質災害。

要知道，從聽天由命根本就無法治理長江三峽地區的地質災害，到能夠用工程措施和長效機制治理地質災害這個巨大的進步，正是由于我們進行了三峽工程的建設，已經把江水的能量用來發電了，不讓再去制造新的滑坡體了。然而，由于我們人類對自然界的認識畢竟是有限的，因而對于一個巨大的工程而言，即使我們“用工程加固的手段來解決庫岸邊坡的穩定性”，也不可能一蹴而就。幻想像裁縫做衣服一樣，量體之后衣服就應該一次做好，處理好所有的地質災害，是非常天真的。在工程中不斷發現新的問題，不斷地進行長效治理，才是正常的現象。千萬不要把這種動態的治理過程視為“頭疼醫頭，腳疼醫腳”。

在三峽工程建設過程中，國家通過不斷追加資金，先后已經投入了120多億元資金，對庫區地質災害進行了治理。僅涉及重慶三峽庫區的地質災害隱患點共有3671處，其中673處實施工程治理，482處實施搬遷避讓，其余2516個隱患點確定為群測群防或專業監測項目。而且這個動態的治理過程，還將繼續下去，治理的資金也還會逐漸地增加。直到把地質災害的威脅，降到最低的水平。

對于地質災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，還有的需要監測，這些不同的措施難免讓一些外行人感覺確實是在“頭痛醫頭、腳痛醫腳”，然而，這正是我們水電工程中因地制宜地治理地質災害的最科學方法。面對長達600多公里的三峽水庫，我們不可能，也沒有必要不計成本地對庫岸全線盲目加固。對于已經發現的地質災害隱患，能處理的就治理，不易治理的就避讓。對于有可能構成威脅，也有可能相對穩定的地質災害隱患，采用監測的措施，根據具體的發展情況，再決定處理的方式，才是一種科學的態度。其實這恰恰就是最有效的“地質災害防治和生態治理的長效機制”。

水庫的建造和蓄水并不是制造出了滑坡，而是為原有不穩定的地質滑坡體，提供一個集中釋放的機會。

對于三峽建成后的蓄水初期地質災害的增加，其實也是非常正常的事情。具體來說，水庫周圍如果不具備產生滑坡的潛在的地質條件，水庫水位變化也不可能造成滑坡，反之如果邊坡本身具備水庫水位變化造成的滑坡的地質條件，說明邊坡本身就具備了滑坡（或者說是潛在的滑坡）的地質地貌條件，在連續的強降雨，或者某些特殊情況下（如地震）同樣也可能會產生滑坡。從這個意義上來說，水庫的建造和蓄水并不是制造出了滑坡，而是為原有不穩定的地質滑坡體，提供一個集中釋放的機會。一般來說水電工程修建之后，將從三個方面改進原有的自然邊坡的地質條件：一、水電開發就是把江水切割岸坡的能量利用起來發電，減少江水對河谷的急速深切，使河流發育趨于緩慢、穩定，最終會大大減少地質災害的發生。二、對主要的滑坡體進行人工排除，或者護坡（包括混凝土噴涂、打入抗剪滑樁和預應力錨索固定等）處理。三、水庫蓄水（試驗）的初期，是一個水庫新庫岸的不穩定期和再造期，是隱性的地質災害的集中釋放期。

因此，三峽蓄水初期就是對三峽的新庫岸進行磨合、釋放和再造處理。在這一時期出現的地質災害與常規的災害概念有著本質的不同，蓄水試驗期間出現了地質災害，可以理解成是醫學上的免疫反應，不一定是什么壞事。因為，水庫的蓄水并不是制造出了新的滑坡，而是對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是潛在的滑坡體提供一個集中釋放的機會。經過幾次蓄水、泄水，這些滑坡體都被釋放之后，新的庫岸肯定會變得更加安全。

實踐已經證明水庫庫岸要比自然邊坡穩定

蓄水所引發的滑坡具有“免疫”作用，不過就是我們把未來若干年內，一旦遭遇暴雨、地震可能引發的隨機滑坡，盡可能地都提前引發出來。

一般來說，水電工程經過上面三個階段后都會使得庫岸變得更加穩定。例如，位于四川省汶川縣的沙牌是上世紀末建造在岷江支流上的一個水電站，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，我們驚奇地發現其上游水庫內的邊坡與下游天然河道內的自然邊坡簡直是天壤之別。這充分說明水庫修建并經過一段時間的蓄水考驗之后，其邊坡的穩定性得到了極大的提高。在突然遭遇大暴雨、地震等突發事件之后，就不容易再產生地質災害，而沒有經過水庫建設治理和考驗的自然邊坡，則非常可能在大暴雨或者地震等突發事件中產生地質災害(參見下圖)。

同樣，如果某一地區遭受臺灣省的2009年8月8日大水那樣的襲擊，經過免疫的庫區一定會比一般沒有經過免疫的山區的地質災害少得多。因為很多潛在的滑坡危險體，已經被釋放掉了。

地震后沙牌電站上游水庫岸坡

地震后沙牌電站下游河道邊坡

顯而易見，蓄水所引發的滑坡具有“免疫”作用，不過就是我們把未來若干年內，一旦遭遇暴雨、地震可能引發的隨機滑坡，盡可能地都提前引發出來。只有這樣，未來的三峽水庫庫岸才會變得更安全，更穩定，就像地震后我們在沙牌水電站所看到的一樣。若干年后，一旦遭遇大地震或者特大的暴雨，沒有修建三峽工程前的岸坡可能就會像沙牌的下游一樣慘不忍睹。而修建了三峽之后的庫岸，應該與現在的沙牌上游一樣，具有較強的穩定性。我們知道1985年由暴雨引發的長江新灘滑坡，光船只就沉沒了近百條，可想而知當時生命財產損失有多嚴重。這種現象在歷史上曾經是屢見不鮮。不過現在我們可以相信在三峽工程經歷了幾次蓄水、泄水的考驗之后，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了。其中重要的原因之一就是我們在修建三峽工程和初期的蓄水泄水過程中，已經把大部分潛在的滑坡體都釋放了。

綜上所述，水庫產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條件。如果沒有產生滑坡（或者說潛在的滑坡）的地質、地貌條件，水庫的水位變化也不會引發滑坡。另一方面，建壩修水庫后將會加強對滑坡體的監測從而降低自然滑坡的破壞性，同時，建壩過程中的工程措施還會減少滑坡體的產生從而減少自然滑坡的發生。總之，籠統地說建水壩就會造成滑坡的評論是不全面的，在很多情況下，修建大壩、水庫也會起到減少滑坡地質災害的作用。

目前的一些反壩宣傳，故意夸大水電工程的負面效應，使人們誤認為建壩、修水庫是造成地震、滑坡、泥石流等地質災害的決定因素。一些人錯誤地以為，只要不修水庫就不會產生這些地質災害。還有些人為了夸大地震對水壩的破壞性，故意歪曲事實地把一些慘痛垮壩事件和水庫誘發地震混為一談。也有一些文章武斷地把地質災害的產生說成是建水壩的結果。比如：有人認為漫灣水電站的修建，造成了陡坡墾殖、滑坡和泥石流。而實際上，幾乎與曼灣處在同一地區現在還沒有修建電站的怒江，這種情況比曼灣水庫地區還要嚴重得多。僅就2008年以來，怒江地區由于地震、滑坡和泥石流造成的地質災害已經使幾十人喪生。根據怒江州的統計資料，全州共49.2萬人，其中有12.7萬人必需易地安置才有可能擺脫貧困；有4.4萬人已經基本喪失生存條件，受泥石流、滑坡危及生存的有2.3萬人。當地政府和怒江人民盼望怒江修建水電站的重要原因之一，就是能夠通過水電工程解決怒江州的生態移民和貧困移民，使幾萬群眾早日擺脫地質災害的威脅。也許，用不了多久我們就會看到怒江地區水電開發之后，江水的流速會大大降低，這將減輕對岸坡的侵蝕、沖擊，減少新的滑坡體的形成。此外，在工程修建過程中，通過對主要滑坡體的處理，地質災害的情況一定會有所減輕，起碼在一定程度上可以做到人為的監控、預防，從而減少地質災害造成的損失。

通過對比分析，我們可以清楚地看到：地質災害是不以人們主觀意志為轉移的客觀存在，修不修水壩都不可能改變地質災害的根本規律。總之，我們應該在高度重視地質災害的基礎上，理智地、科學地分析自然災害的成因，在開發建設的同時，應用人類文明的先進成果進行積極的防治，這樣才能減少地質災害的損失，實現人與自然的和諧發展。