三峽建設(shè)對庫區(qū)地質(zhì)環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的影響綜述

黃婧婷

摘要：三峽工程地質(zhì)勘察工作涉及面廣，任務(wù)重，難度大，整個地質(zhì)勘探工作經(jīng)過半個世紀(jì)，歷經(jīng)多個階段，引起無數(shù)中外地學(xué)工作者的參與和關(guān)注。本文全面扼要地介紹了三峽工程建設(shè)中存在的主要地質(zhì)問題以及相關(guān)地質(zhì)研究工作，認(rèn)為三峽工程地質(zhì)勘查研究工作不僅在研究深度上是空前的，而且其權(quán)威性也非常值得肯定。對于庫區(qū)多發(fā)的崩塌、滑坡、水庫誘發(fā)地震等現(xiàn)象進(jìn)行了分析，并認(rèn)為三峽庫區(qū)目前處于地質(zhì)災(zāi)害的活躍期，三峽大壩的建設(shè)使庫區(qū)的災(zāi)害集中爆發(fā)，一定程度上減少了災(zāi)害的破壞程度。這種減災(zāi)的作用恰恰需要體現(xiàn)在讓潛在的崩滑體集中釋放。通過采用一定的災(zāi)害防治措施能夠使地質(zhì)災(zāi)害的損傷程度降低。

關(guān)鍵詞：三峽庫區(qū)；地質(zhì)災(zāi)害；水庫誘發(fā)地震

1 三峽工程建設(shè)可行性研究回顧

1.1 長江三峽工程地質(zhì)勘察研究工作的廣泛性、科學(xué)性和權(quán)威性

三峽工程的勘察試驗和研究工作，從一開始就是長辦和全國許多部門的地學(xué)工作者共同進(jìn)行和完成的。來自全國的地質(zhì)、地理、地震等有關(guān)專業(yè)的鈞多個部門、上百位的專家學(xué)者及數(shù)以千計的科技工作者不間斷地進(jìn)行了30多年的調(diào)查研究。

開展研究工作的部門以及專家學(xué)者，或獨立或合作地對相關(guān)地址條件進(jìn)行了較長時間跨度和多角度的全面研究。雖然研究工作可能相互獨立，但最終所得出的結(jié)論在大的方面是一致或基本一致的[4- 6]。也沒有明確的意見認(rèn)為三峽工程在地質(zhì)條件上是不可行的或者有十分困難進(jìn)行處理的地質(zhì)缺陷。

總的結(jié)論認(rèn)為：“三峽工程地質(zhì)地震工作的研究程度高，資料豐富，無論廣度和深度，均可滿足宏觀決策的需要。從總體上綜合評價，三峽工程的地質(zhì)地震條件是好的，適宜興建巨型水利水電工程。”

1.2 三峽工程地區(qū)屬弱震構(gòu)造環(huán)境

到目前為止，經(jīng)過在三峽大壩選址區(qū)進(jìn)行深部地球物理探測，遙感圖象解譯和詳盡的地面調(diào)查，還沒有發(fā)現(xiàn)這一地區(qū)（大壩、水庫及其毗鄰地區(qū)）存在著可能引起強烈地震的深大斷裂或其它異常的地質(zhì)背景。在中國地震烈度區(qū)劃及震中分布圖上，中國的幾個主要地震活動區(qū)（帶）都離三峽地區(qū)有一定距離。

1.3 三峽工程產(chǎn)生強水庫誘發(fā)地震的可能性不大

三峽地區(qū)在本世紀(jì)20年代開始進(jìn)行基礎(chǔ)地質(zhì)研究，40年代始進(jìn)行專門性的三峽工程地質(zhì)研究。先后有來自全國的地質(zhì)、地理、地震等專業(yè)40余個部門，上百位專家學(xué)者，數(shù)以千計的科技工作者參加，采用多學(xué)科、多種先進(jìn)技術(shù)方法對三峽工程的地質(zhì)地震進(jìn)行了研究。國家科委先后組織過兩次全國規(guī)模的三峽工程重大地質(zhì)地震間題的科研攻關(guān)，一致認(rèn)為三峽工程地質(zhì)條件是可行的。三峽工程是一個難得的地震活動相對較弱的弱震區(qū)。在最不利的條件下，三峽工程壩址可能出現(xiàn)的地震烈度不到Ⅶ度。三峽工程產(chǎn)生強水庫誘發(fā)地震的可能性不大，水庫區(qū)的滑波不會影響工程的建設(shè)，三峽工程壩址公認(rèn)是一個難得的好壩址。

2 三峽工程對三峽庫區(qū)地質(zhì)環(huán)境的影響

2.1 蓄水后的地質(zhì)災(zāi)害事件

一是庫岸邊坡巖體或巖塊的崩落、滑移。三峽庫區(qū)庫水位常年處于145m- 175m之間，庫岸水位的周期性升降使得庫岸邊坡長期處于水的滲透及侵蝕作用之下，而“浸泡-風(fēng)干”的周期性循環(huán)作用又比單純泡水或暴曬對巖石造成更大的損傷作用，使得完整邊坡巖土體不斷產(chǎn)生裂縫，而已有裂縫不斷變深、變寬，部分巖體在干濕作用下逐漸被風(fēng)化、軟化、崩解；同時，在庫水減少過程中，卸荷作用會使邊坡巖體產(chǎn)生回彈效應(yīng)，從而形成卸荷裂隙帶，進(jìn)一步加深了庫岸邊坡內(nèi)的裂隙。部分裂隙貫通，同時伴隨著已經(jīng)存在的軟弱結(jié)構(gòu)面，則可能造成滑坡等地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。

二是古滑坡或倒石堆的錯落和滑移。隨著庫水位的上升，古滑坡的地下水的水位也隨之上升，水位的上升使得地下水對古滑坡的浮托作用增加，同時滑坡的抗滑力降低。再者，由于地下水和庫水的長期浸泡，滑帶土被軟化、泥化，滑帶也由非飽和狀態(tài)變?yōu)轱柡蜖顟B(tài)，基質(zhì)吸力喪失，抗剪強度大大降低，庫水位驟然下降產(chǎn)生的超孔隙水壓力又增加了滑坡的重量，在一系列作用下，使得已有滑坡更容易發(fā)生錯落和滑移。

2.2 庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害影響因素

（1）塌岸直接影響著庫岸邊坡形態(tài)，該庫岸邊坡區(qū)域地形越發(fā)陡峭，則客流切割作用越強烈，也越容易產(chǎn)生塌岸。相對二樣，陡坡型土質(zhì)岸坡最易發(fā)生塌岸，上陡下緩型岸坡其次，緩坡型土質(zhì)岸坡最不易發(fā)生塌岸。同時，若岸坡上植被完好，岸坡物質(zhì)緊密，裂隙發(fā)育較少，則岸坡穩(wěn)定性越好；相反，岸坡物質(zhì)松散，巖體裂隙發(fā)育較多，則岸坡更易發(fā)生塌岸和庫岸再造。一般條件下，相對于巖質(zhì)邊坡，土質(zhì)邊坡更易發(fā)生塌岸和庫岸再造；

（2）地質(zhì)條件是影響水庫庫岸再造和引起塌岸的一個重要原因。三峽庫區(qū)塌岸主要分布于土質(zhì)岸坡侏羅系紅色巖層為主的紅層岸坡和巖土混合岸坡中。同時，在三峽庫區(qū)進(jìn)行145m- 175m試驗性蓄水時，沙土質(zhì)岸坡的邊坡活動較為強烈，塌岸現(xiàn)象發(fā)生較多。

（3）在三峽庫區(qū)蓄水過程中，庫區(qū)蓄水水深也是影響庫岸邊坡活動的一大影響因素；部分水域地勢淺，在三峽庫區(qū)蓄水階段，蓄水水深增加較多，在這一部分區(qū)域，往往塌岸崩滑體變形較多，在其它蓄水水深增加較少的地方，則塌岸崩滑發(fā)生的較少。

（4）水庫蓄水及泄洪作用也是滑坡的一大誘因。庫岸邊坡在蓄水水位線以下時，邊坡土壤當(dāng)中的孔隙水壓力較大，而泄水時庫區(qū)水位線會在較短的時間內(nèi)有一個較大的降低，然而土壤中的孔隙水壓力來不及變化，且邊坡外部的靜水壓力則突然喪失，從而造成土體內(nèi)外壓力的不平衡，這種不平衡則常常導(dǎo)致邊坡的失穩(wěn)和滑坡的發(fā)生。

（5）對于邊坡本身就具備產(chǎn)生滑坡的水文和地質(zhì)條件的庫岸邊坡，降雨也會成為滑坡的誘因之一。此種類型的邊坡，其坡體內(nèi)部一般具有軟弱滑移帶，在強烈連續(xù)降雨條件的刺激下，雨水不斷進(jìn)入邊坡土壤當(dāng)中，使得土壤的孔隙水壓力增大，從而導(dǎo)致滑坡。

2.3 三峽水庫對地質(zhì)災(zāi)害影響的綜合分析

三峽庫區(qū)整體上來說地質(zhì)環(huán)境相對穩(wěn)定，且遠(yuǎn)離幾大地震帶，且經(jīng)過大量勘察研究表明，水庫誘發(fā)地震的可能性不大。針對三峽庫區(qū)可能存在的地質(zhì)災(zāi)害類型主要為滑坡、塌岸、古滑坡錯落或滑移等。引起這些地質(zhì)災(zāi)害的原因有滑坡本身的不穩(wěn)定因素，也有水庫蓄水、泄洪對滑坡造成的沖蝕、卸荷等作用。而決定庫岸邊坡是否穩(wěn)定，則需要考慮到岸坡植被覆蓋情況、岸坡土質(zhì)緊密程度、裂隙發(fā)育情況以及庫區(qū)蓄水水深以及降雨等一系列原因。

3 防治措施

科學(xué)的監(jiān)測和分析手段是制定合理減災(zāi)措施的前提，為了減少由庫岸消落帶地質(zhì)災(zāi)害所造成的危害，可以在長江三峽水庫庫岸消落帶采取如下一系列措施：

（1）建立有效的排水系統(tǒng)。水在整個三峽庫區(qū)邊坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的最大誘因，雨水以及庫水位的漲落都會導(dǎo)致滑坡的發(fā)生或者庫岸的塌岸，水對邊坡的侵蝕以及孔隙水壓力的變化作用不可忽視，因此，建立有效完善的排水系統(tǒng)工程是非常有必要的。這具體又包括排除地表水、地下水及截斷地下水的工程等。我們可以采用在坡面上設(shè)置排水孔和排水溝等措施，這些措施一方面可以有效排除地下水，減小土壤孔隙水壓力，另一方面可以防止庫水位驟降對岸坡造成的破壞。

（2）采取固坡抗滑措施?；潞喡陨峡梢苑譃榛w、滑帶、滑床三個部分，一般滑帶為軟弱夾層或裂隙帶，滑體為滑坡滑動的整體，滑床則為相對穩(wěn)固的邊坡基體部分。滑坡之所以會滑動，則是因為滑體和滑床之間產(chǎn)生的軟弱結(jié)構(gòu)面或裂隙，其提供的抗滑力不足以抵抗滑體本身由于自重等原因產(chǎn)生的下滑力，當(dāng)下滑力大于抗滑力，滑體則向下滑動，產(chǎn)生滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。因此，有效提高邊坡抗滑力是很有必要的。工程中常用的抗滑措施有抗滑錨樁、抗滑板樁和抗滑擋土墻等。抗滑樁的原理為通過錨桿或錨索穿透整個滑體固定在滑床上，從而使得滑體與滑床為一個整體，有效增加邊坡抗滑力。擋土墻一般為在坡體表面建立墻式立面，從而通過墻體支撐住滑體，有效防止滑體發(fā)生滑移。

（3）增加植被覆蓋。眾所周知，植物根系的固結(jié)作用可以使砂石及土壤較松散的山體有效固結(jié)，從而提高山體的穩(wěn)定性，對于庫岸邊坡也是如此。有效利用植物根系的固結(jié)作用可以提高邊坡的穩(wěn)定性，防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。但是，由于庫水位的升降作用，庫岸邊坡長期處于“浸泡-風(fēng)干”的干濕循環(huán)狀態(tài)當(dāng)中，并不是單純的水生生態(tài)系統(tǒng)或者陸生生態(tài)系統(tǒng)，且?guī)靺^(qū)的地質(zhì)災(zāi)害又進(jìn)一步惡化了相關(guān)的生態(tài)環(huán)境，因此，在該區(qū)域進(jìn)行生物植被的繁殖具有一定的難度?？紤]到實際情況，已經(jīng)有較多專家及學(xué)者提供了一些有效的生物繁殖措施。目前比較有效的做法為在庫水位170m以上種植楊樹、柳樹等生命力較強、易生長且能夠短時間承受水淹的樹種，而在庫水位170m以下種植灌草類如香根草等生長快、適應(yīng)強、根系發(fā)達(dá)的一年生草本植物。

（4）防止波浪侵蝕。風(fēng)浪或船型波浪往往攜卷著巨大的能量，庫岸邊坡有一部分區(qū)域?qū)儆谝资懿ɡ饲治g的高頻地段，波浪對這一部分邊坡的侵蝕作用不容忽視。采用護(hù)岸及護(hù)坡工程一方面能有效增強庫岸的穩(wěn)定性，另一方面又能有效防止波浪的侵襲?，F(xiàn)在常用的護(hù)坡方法有干砌片石、漿砌片石和預(yù)制板或混凝土等。

4 結(jié)論

（1）三峽庫區(qū)在三峽工程正式投入建設(shè)之前，大量的地質(zhì)勘查研究顯示三峽壩區(qū)是一個難得的好壩址。三峽工程地質(zhì)勘察工作涉及面廣，任務(wù)重，難度大，整個地質(zhì)勘探工作經(jīng)過半個世紀(jì)，歷經(jīng)多個階段，引起無數(shù)中外地學(xué)工作者的參與和關(guān)注，其參與人數(shù)與勘測規(guī)模都是空前的，在此基礎(chǔ)上做出的研究結(jié)論也具有相當(dāng)?shù)臋?quán)威性。

（2）三峽工程在進(jìn)行試驗性蓄水期間，在部分庫區(qū)段產(chǎn)生了較強的災(zāi)害體演變現(xiàn)象，這事新建水庫初期蓄水會產(chǎn)生庫岸再造等現(xiàn)象的通常規(guī)律，屬正常情況。三峽大壩的建設(shè)的確使庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害有一定程度的增加，但大壩的活動性具有活躍期、強烈期、衰減期及準(zhǔn)穩(wěn)定期四個階段，目前屬于活躍期。

（3）大壩的建設(shè)使庫區(qū)的災(zāi)害集中爆發(fā)，一定程度上減少了災(zāi)害的破壞程度?？茖W(xué)進(jìn)行的水電建設(shè)能夠減輕滑坡、崩岸等地質(zhì)災(zāi)害。其中，在三峽大壩建成后進(jìn)行試驗性蓄水初期，部分庫水段產(chǎn)生了較強的災(zāi)害體演變現(xiàn)象，這正是促使?jié)撛诘谋阑w集中釋放，而這種集中釋放從一定程度上避免了后期地質(zhì)災(zāi)害的大爆發(fā)。在進(jìn)行試驗性蓄水階段，三峽庫區(qū)各項監(jiān)控密級且完善，應(yīng)急措施準(zhǔn)備完善且充分，因此，部分地質(zhì)災(zāi)害的提前釋放反而是對地質(zhì)環(huán)境的一種緩解作用，可有效避免在后期發(fā)生較大地質(zhì)災(zāi)害。

（4）三峽工程是一個難得的地震活動相對較弱的弱震區(qū)。地震基本烈度為Ⅵ度。在最不利的條件下，三峽工程壩址可能出現(xiàn)的地震烈度不到Ⅶ度。

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