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水庫與移民
三峽庫區庫岸整治規劃回顧及思考
周暉李俊玲羅春燕
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三峽庫區消落區岸線環境綜合整治規劃是三峽后續工作規劃的重要內容之一,旨在解決三峽庫區城鎮庫岸安全和消落區生態環境問題。其岸線環境綜合整治工程的實施,可有效穩定和利用庫岸,改善消落區生態環境,促進庫區經濟社會的可持續發展。在回顧三峽后續工作消落區庫岸整治規劃的基礎上,針對規劃實施中存在的問題,提出了在保障防洪安全的前提下,開展消落區庫岸整治規劃設計及實施管理的相關建議,對今后更加科學合理地開展消落區庫岸整治相關工作具有參考和借鑒作用。
庫岸整治;規劃;防洪安全;三峽庫區
三峽工程是我國最大的水利樞紐工程,是治理和開發長江的關鍵性骨干工程,具有防洪、發電、航運、供水及生態等綜合功能。三峽水庫正常蓄水運用后,壩前水位在145 ~175 m之間頻繁變化,形成了大面積的消落區。城鎮庫岸安全和消落區生態環境問題逐步顯現,引起了各級政府和社會的高度重視和廣泛關注。
2011年6月,國務院批復了三峽后續工作規劃,該規劃對建設和諧穩定新庫區、確保三峽工程長期安全運行和持續發揮綜合效益具有重要的戰略意義。作為三峽后續工作庫區生態環境建設與保護規劃的重要內容,三峽庫區消落區岸線環境綜合整治是維護庫岸穩定、保障庫周人民群眾生命財產安全及改善消落區生態環境的重要措施。但是,在保障三峽庫區沿岸城鎮安全、促進經濟社會發展與生態文明建設的同時,消落區庫岸整治工程也在一定程度上占用了三峽水庫防洪庫容,對其防洪效益的發揮和庫區防洪安全帶來一定影響。
三峽水庫消落區總面積302 km2,岸線總長約5 700 km(壩前175 m高程)。其中,重慶庫區消落區面積 268.5 km2(不含孤島),岸線長約4 800 km;湖北庫區消落區面積33.5 km2,岸線長約900 km,主要分布在長江干流和烏江、嘉陵江、御臨河、渠溪河、龍河、小江(澎溪河)、大寧河、梅溪河、湯溪河、磨刀溪、沿渡河和香溪河等支流上。
三峽水庫消落區是三峽庫區的重要組成部分,地處陸域和水域過渡帶,因水庫水位漲落幅度大、逆自然洪枯變化,具有季節性淹水濕地生態系統特征。消落區生態環境既受水位漲落和庫岸帶人類活動的影響,又影響著庫岸帶居民的生產生活以及庫區區域經濟社會的發展,是一個特殊的復合生態系統。其生態環境特性表現如下: 消落區的季節性出露水面,使庫區生物多樣性降低,生態系統退化; 水庫水位周期變化,導致消落區土壤侵蝕和水土流失加重,危及庫岸穩定及城鎮安全; 更易形成消落區水流的滯流和緩流導致岸邊污染帶,同時水陸交叉使環境污染加重,甚至可能誘發流行性疾病和疫情;庫岸帶城集鎮多,人口密度高,人類活動和經濟建設影響消落區正常的生態功能及庫區生態景觀。
長達5 700余公里的三峽水庫干支流庫岸,跨越不同地貌和大地構造單元,由結晶巖、碳酸鹽巖、碎屑巖等巖類和松散堆積物組成了多種岸坡結構類型。三峽水庫岸坡可劃分為4大類: 土質岸坡長140.5 km,占庫岸總長的4.69%; 碎屑巖岸坡長2 368.6 km,占庫岸總長的 79.06%; 碳酸鹽巖岸坡長 454.5 km,占庫岸總長的 15.18%;結晶巖岸坡長32 km,占庫岸總長的 1.07%。總體來看,三峽庫區庫岸以穩定條件好的岸坡為主,占庫岸總長的85.8%;穩定條件較好的庫岸占庫岸總長的 7.1%;較差的占總長的 5.6%;差的占 1.5%[1]。已形成的崩塌、滑坡、泥石流、塌岸等地質災害,在三峽工程建設及移民工程實施過程中,基本完成了工程處理,三峽庫區消落帶岸坡基本處于安全穩定狀態。受地形、地質、地下水等復雜因素影響,因水庫消落而存在潛在安全隱患或危險的遺留崩塌、滑坡、泥石流、塌岸等問題,在三峽后續工作規劃的地質災害治理規劃中亦列入了治理范圍或采取安全監測、搬遷避讓等安全措施。
在消落區庫岸整治工程中和岸坡總體穩定的前提下,存在庫岸因水位消落和波浪淘刷造成的局部塌岸、坍岸、庫岸再造過程中的岸坡坡比調整和岸線調整、水土流失等主要工程地質問題。容易發生上述工程地質問題的部位,表現在有松散堆積物分布的岸坡,部分易風化崩解的泥巖、頁巖等軟弱碎屑巖類庫岸段,或上硬下軟組合的不利地層組合類型坡段以及結晶巖岸段全風化層厚度較大的岸段。
三峽水庫正常蓄水運行后,全面形成消落區,涉及庫區20座大中城市和114座集鎮。庫岸沿線城集鎮眾多、人口密集,人類活動與消落區相互影響頻繁、復雜。三峽庫區消落區是介于水域和陸域生態系統之間的過渡地帶,擁有水資源、土地資源、生物資源、岸線資源和景觀資源等寶貴財富。但由于消落區自然環境的特殊性和生態環境的脆弱性,導致一系列生態環境問題,直接影響到三峽水庫水質、岸線環境、庫岸穩定和人居安全,進而影響到庫周區域經濟社會的可持續發展。尤其是城集鎮所在消落區開發利用需求大,消落區岸線環境與庫區水域和陸域環境不協調,且可能處于庫岸崩塌、滑坡體的前緣,影響人居環境、庫岸穩定及臨水基礎設施安全。三峽水庫蓄水運行前,結合地災防治、城市景觀建設等,已在消落區范圍內實施護坡護岸工程的有376.4 km。蓄水運行后,庫區未防護的水位變動帶岸坡常年處于干濕交替狀態,長期經受水位漲落、暴雨沖刷和風浪侵蝕剝離,巖土體風化、軟化作用加劇,岸坡易發生失穩破壞,對庫周房屋、道路、橋梁等城鎮基礎設施及人居安全構成威脅。
消落區既是庫區重要的生態環境敏感區,也是庫區生態環境保護工作的難點,該區域與水庫水質、庫容和工程安全運行等密切相關。以建設和諧生態水庫和庫岸穩定安全水庫為目標,在保護和改善三峽庫區及消落區生態環境,減少消落區水土污染,保護人民群眾健康,維護庫岸穩定,保障城(集)鎮安全的前提下,統籌規劃,科學合理地開展消落區綜合整治工作,對于減少地質災害,維護庫岸穩定,保障城(集)鎮安全,保護和改善庫周生態環境,減少消落區水土污染,保證水庫水質和飲水安全,減少流行性疾病發生,保護人民群眾健康,保持庫區著名風景區良好生態風貌,確保三峽工程發揮巨大綜合效益和促進庫周地區經濟社會可持續發展具有極其重要的現實意義。因此,很有必要實施消落區岸線環境綜合整治。
針對三峽水庫蓄水運行后出現的新情況,2009年國務院批準啟動了三峽后續工作規劃。作為三峽后續工作規劃解決的六大重點問題之一,三峽庫區消落區岸線環境綜合整治,是庫區生態環境建設與保護規劃的重要內容,是維護庫岸穩定、保障庫周人民群眾生命財產安全及改善消落區生態環境的重要措施。
結合水庫岸線保護與利用控制規劃,對庫區20個區(縣)毗鄰城市、集鎮或農村人口居住密集區、重要旅游景點等重要岸段進行岸線環境綜合整治規劃。按照人居安全為重、生態環境保護優先、保護防洪庫容、維護庫岸穩定,以及因地制宜、適度利用、促進庫岸周邊城鎮經濟社會發展等原則,針對不同岸段特點及存在問題,采取相應措施規劃岸線環境綜合整治項目。以改善生態環境、景觀為主的城集鎮岸坡盡量采用生態工程措施;對有安全防護需求的城集鎮岸坡在移民遷移線以下5 m范圍內主要采取生態工程措施,超過5 m可采用工程措施。
根據消落區地形、地貌、庫岸地質條件和區位狀況,在保護和改善庫區生態環境、維護庫岸穩定、保障人民群眾生命財產安全、確保三峽工程持續發揮巨大綜合效益的前提下,對庫岸進行整治,主要包括城鎮和旅游景點附近消落區范圍內的景觀整治、城集鎮和農村人口居住密集區的消落區岸線整治。城集鎮岸段整治工程涉及城集鎮景觀、環境、岸坡穩定處理、城市發展布局等多方面,功能多、處理較復雜,須采用綜合工程措施解決。生態工程措施主要有植物種植、生態混凝土和雷諾墊等,主要用于改善生態環境和有景觀要求的岸段;工程措施有混凝土護坡、拋石護坡、格構和擋墻等,主要用于岸坡穩定處理和防止岸坡受庫水長期侵蝕產生水土流失的岸段。
(1) 城鎮消落區景觀整治。根據消落區不同高程特點,城鎮消落區景觀采用不同方式進行整治:155~175 m高程采用生態措施,145~155 m高程采用工程措施,高程175 m以上還可設景觀綠地形式的親水平臺。工程措施主要是護坡和護堤。護坡可采用混凝土護坡、拋石護坡和格構等;護堤可采用斜坡式、擋土墻(重力式、衡重式、扶臂式等)或直斜復合式。生態措施主要是植被護坡。
(2) 重要旅游景點消落區景觀整治。與旅游觀光結合,塑造消落區景觀,為景區(點)增色。對于自然巖岸,保留其自然狀態;對于緩坡庫岸,在坡面中上部種植具有觀賞價值的喬木、灌木,下部種植適應消落區漲落環境的草本植物,優化景區(點)環境;對于需要采用工程防護的庫岸,同時采用生態措施進行生態修復。
(3) 城集鎮和農村人口居住密集區消落區岸線整治。城集鎮或農村人口居住密集區的消落區庫岸,由于人類活動頻繁,對消落區自然環境干擾較大;部分岸段為粘土、巖石風化體或破碎堆積體,在水庫長期浸蝕下,庫岸再造易造成岸線后退,對該區域產生較大影響。此類消落區岸線主要采取工程措施進行整治,盡可能與生態措施相結合。
三峽后續工作規劃中規劃的消落區岸線環境綜合整治項目共104個,整治岸線長234.2 km。其中,湖北庫區21個,整治岸線長 30.4 km;重慶庫區79個,整治岸線長196 km;中央直屬企業4個,整治岸線 7.8 km[2]。
三峽后續工作優化完善中,為處理庫岸總體趨穩與新生地災險情之間矛盾,將庫岸環境綜合整治作為優化完善的重點,納入“三帶一區”中“重大地質災害治理和地質安全防護帶”建設。主要針對三峽水庫2008年試驗性蓄水以來出現的重大地質災害險情和庫岸險段,進行集中妥善處理,以提升對庫區經濟社會發展的地質安全保障能力。對地質條件較差、庫岸穩定問題突出的巴東、巫山、奉節等縣(區)城鎮和部分重點集鎮、人口密集區域庫岸,在原規劃確定的岸線環境綜合整治基礎上,結合滑坡塌岸治理、岸坡變形處理、消落區生態修復和城鎮基礎設施完善、安全通道建設等,以庫岸段為單元,采取工程治理、生態修復等措施進行綜合整治,以穩定庫岸邊坡、保障人民群眾生命財產安全及沿江重要庫岸地質安全[3]。
三峽庫區納入優化完善的庫岸綜合整治項目共18個,總長79.96 km。其中,重慶庫區16個,總長69.88 km,涉及巫山、奉節、開縣、石柱、忠縣、涪陵、渝北、南岸、江北、大渡口等區(縣);湖北庫區2個,總長10.08 km,涉及秭歸和巴東等區(縣)。
三峽后續工作規劃及規劃優化完善岸線環境綜合整治項目共122個,整治岸線總長 314.16 km。
自2011年6月三峽后續工作規劃批復以來,國務院三峽辦和財政部會同有關部門,先后出臺了一系列管理制度,湖北、重慶等有關省市也出臺了相應的配套管理辦法,逐步規范了規劃的實施。三峽后續工作規劃按年度平穩有序推進,后續工作成效正在逐步顯現。據初步調查統計,截止2015年底,三峽庫區已實施規劃消落區岸線環境綜合整治項目48個,總長 125.8 km。其中湖北庫區3個,整治庫岸長 3.9 km;重慶庫區45個,整治庫岸長 121.9 km。已實施消落區岸線環境綜合整治項目長度約占規劃長度的54%。
三峽后續工作規劃實施以來,消落區庫岸綜合整治成效顯著。消落區庫岸整治項目的實施,有效地穩定了城鎮和農村人口密集區域岸段庫岸,改善了消落區水生態環境和陸域環境狀況,減少了水土流失,完善了基礎設施和公共服務設施,保障了人居安全,同時提高了庫岸周邊土地利用價值。城鎮庫岸安全防護能力、基礎設施水平及生態景觀效果等均得到明顯提升,有力促進了庫區城鎮經濟社會的可持續發展,為庫區社會穩定、經濟繁榮作出了較大貢獻。
舉例來說,涪陵區江北堤防工程保障了涪陵區城市防洪安全,完善了城市交通功能,改善了城市環境,為城市經濟快速發展提供了條件;又比如云陽縣城庫岸綜合整治工程,結合庫岸防護建設濱江公園,為居民提供了休閑、娛樂、健身場所,既保證了庫岸穩定,美化了城市面貌,又完善了公共設施,提升了居民生活品質。
三峽后續工作規劃消落區岸線環境綜合整治項目實施取得了一定成效,庫岸總體趨穩,消落區生態環境和景觀得到改善。但也要看到,自三峽后續工作規劃實施以來,庫區出現了一些亟待解決的新情況、新問題。據監測資料,歷經多年的水位漲落,部分縣(區)出現了一些新的庫岸險段,對庫周房屋、道路、橋梁安全等構成威脅。2008年試驗性蓄水以來,奉節、巫山、巴東等縣(區)城鎮區域的部分庫岸,已陸續出現安全隱患,亟待綜合整治。而已實施的庫岸整治工程在保障三峽庫區沿岸城鎮安全、促進經濟社會發展與生態文明建設的同時,也一定程度上占用了三峽水庫防洪庫容,縮窄了河道行洪面積,對三峽水庫防洪效益的發揮和庫區的防洪安全帶來一定影響。近年來隨著庫區經濟社會的快速發展,沿江岸線開發利用需求進一步加大,城集鎮鄰水建(構)筑物日益增多,但其開發利用需以保障防洪安全與河道穩定為前提,也對庫岸穩定和庫岸整治提出了更高的要求。
對于今后如何更加科學合理地做好消落區庫岸整治工作,在不侵占防洪庫容、保障防洪安全的前提下,需要積極思考和探索如何最大限度地利用岸線,科學合理規劃設計庫區庫岸整治工程,并加強實施管理和科學研究,提高庫岸整治工程綜合效益,確保規劃目標的實現,促進庫區經濟社會可持續發展。針對庫區出現的新情況、新問題,對進一步搞好三峽庫區消落區庫岸整治工作提出如下建議。
5.2.1 科學規劃
繼續重視消落區庫岸整治,科學合理規劃,統籌兼顧,綜合治理。面對近年來庫岸總體趨穩,而庫區地質安全方面出現的一些新情況、新問題,必須繼續高度重視消落區庫岸整治工作,科學合理規劃,及時處理險情,確保庫區庫岸安全。規劃的重點和關鍵是要統籌兼顧、綜合治理。三峽庫區沿線城鎮由于受地質災害、生態環境等因素的約束,現有城區往往缺乏發展空間。為支持庫區經濟社會可持續發展,在庫岸整治規劃設計中,應當在保障庫岸穩定的前提下,與當地城鎮總體布局和城市規劃相銜接,與港口、沿江公路建設、沿江城市用地、城鎮綠化、庫岸沿線滑坡治理及基礎設施建設等有機結合起來,統籌規劃,綜合治理和利用,最大限度地改善城鎮生態環境,甚至是城鎮建設用地環境,為加強庫周生態安全保護帶、城鎮安全防護帶、地質安全防護帶和城鎮移民小區“三帶一區”建設服務,提高消落區庫岸整治工程綜合效益,促進庫區經濟社會可持續發展。比如結合庫岸整治工程在堤頂處建設濱江公路,在保護庫區岸線穩定的同時,兼顧城市交通發展,緩解周邊交通壓力,同時也為未來在庫區沿線進行城市拓展做鋪墊。
5.2.2 優化方案
合理優化消落區庫岸整治工程設計方案,盡量不占或少占用三峽水庫防洪庫容。在進行消落區庫岸整治工程設計時,可充分利用工程河段庫岸現有地形、地質條件,通過優化方案比選,提出推薦的庫岸整治工程設計方案,盡量不占或少占三峽水庫防洪庫容,減少庫岸整治項目占用的河道行洪面積,減小壅水高度,減少對水流形態、沖淤變化的不利影響,不防礙河道行洪或降低河道泄洪能力,維護庫岸及河勢穩定,保證防洪安全,保障水庫防洪效益的正常發揮。若占用三峽水庫防洪庫容不可避免,應在充分考慮三峽水庫正常運用后工程對本河段泥沙淤積和水流運動影響的基礎上,采取適當的補償補救措施,盡量減小占用水庫庫容。
5.2.3 具體措施
可從以下幾方面著手,減少庫岸整治工程對三峽水庫防洪庫容的占用。
(1) 合理布置庫岸整治工程線路。堤線布置應結合地形并盡量順應自然河勢,按天然河道隨坡就勢,力求平順,采用直線和圓弧平順連接,不得采用折線或急彎,嚴格控制河道的人工渠化,避免出現盲目截彎取直。在岸線過于曲折的位置,可以進行適當開挖或回填,但總體上應保證壩前水位145~175 m之間工程河段各斷面的開挖量和回填量基本平衡,或開挖量大于回填量。應加強堤腳加固,在確保河岸穩定的前提下,盡量不縮窄水庫行洪斷面,減少對河勢和行洪的影響。若需要截彎取直,應進行相應的專題論證,必要時還應進行模型試驗。
(2) 結合庫岸穩定性分析,合理確定整治工程斷面形式。如果不考慮堤線的布置和地質狀況,僅從三峽庫區實踐應用常見的3種主要庫岸整治工程結構型式來看,斜坡式護岸占用庫容最少,復合式護岸占用庫容較多,直立式護岸占用庫容最大。因此,在庫岸整治工程選型時,應首選岸坡挖填平衡、逐級放坡的斜坡式護岸。為確保庫岸安全和水庫防洪安全,應綜合考慮岸坡穩定性和庫容占用問題,針對不同地形地質條件及巖土體物質構成情況下不同穩定狀況的岸坡,合理設計庫岸整治工程結構斷面,選擇合適的堤軸線、護坡坡度和坡腳位置。以自然坡度為基礎,以岸坡地形地質為條件,盡可能減少坡面大量開挖和回填,保證壩前水位145~175 m之間工程河段同一斷面上的開挖量和填方量基本平衡,或開挖量大于回填量。在滿足行洪和保護庫岸穩定的前提下,盡量少占水庫防洪庫容。在對岸坡進行穩定性分析時,應當充分考慮地形地貌(坡度、坡高、坡形和植被發育狀況)、地層巖性、岸坡結構和三峽庫區水位陡漲陡落對岸坡造成的影響。
(3) 加強庫岸綜合整治項目實施管理,保障三峽水庫防洪安全。三峽工程的首要任務是防洪,保護好三峽水庫防洪庫容是發揮三峽工程防洪效益的關鍵所在,而庫岸消落區和水庫防洪庫容息息相關。庫容保護和管理是庫岸綜合整治項目實施管理的重要內容。水庫岸線利用審批許可是加強三峽水庫消落區岸線管理,保障三峽水庫岸線資源依法使用、可持續利用的重要措施。建設單位應重視開展庫岸整治項目前期工作及涉河建設方案防洪評價工作,完善項目審批相關程序。相關部門應嚴格項目審查審批環節,依法依規做好消落區岸線利用的審批許可工作。
另外,應加強三峽水庫庫岸監測及庫岸綜合整治項目實施的動態監督管理與檢查,尤其是對消落區岸線整治項目審批后建設情況、施工期管理及庫容保護等情況的跟蹤檢查。檢查是否存在未按批準的建設方案和庫容補償措施組織實施的現象等,進一步加強三峽水庫防洪庫容監督管理,強化占用庫容項目的監督檢查和現場執法,切實保護三峽水庫防洪庫容,保障三峽水庫防洪安全。
(4) 開展三峽庫區消落區庫岸整治相關課題研究,科學指導消落區庫岸整治工作。建議開展庫岸穩定性、庫岸整治與防洪安全影響、庫容保護政策、庫容管理辦法、庫岸整治項目防洪綜合評價指標體系等三峽庫區消落區庫岸整治相關課題研究,尋求能有效進行庫岸整治、同時減小庫岸整治對三峽水庫防洪不利影響的科學方法及得力措施,進而有力地指導消落區庫岸整治工作,使消落區庫岸整治真正做到既維護庫岸穩定,改善生態環境,促進地方經濟社會的可持續發展,又切實保護三峽水庫防洪庫容,確保三峽水庫防洪安全和三峽工程巨大綜合效益的可持續發揮,為長江經濟帶建設提供安全保障。
三峽后續工作規劃的庫岸綜合整治工程,對有效穩定庫岸、改善消落區生態環境、促進庫區經濟社會可持續發展至關重要。但部分整治工程也一定程度上占用了三峽水庫防洪庫容,縮窄了工程段河道行洪斷面,對三峽工程防洪效益的發揮和庫區防洪安全帶來一定影響。面對近年來庫岸總體趨穩而庫區地質安全方面出現的新情況、新問題,必須繼續高度重視庫岸整治工作,科學合理規劃,及時處理險情,確保庫區庫岸安全。同時,在不侵占防洪庫容、保障防洪安全的前提下,優化工程設計方案,加強實施管理,保障三峽水庫防洪安全,促進庫區經濟社會可持續發展。
[1] 長江水利委員會.三峽工程地質研究[M].武漢:湖北科學技術出版社,1997.
[2] 長江水利委員會.三峽后續工作總體規劃[R].武漢:長江水利委員會,2011.
[3] 長江水利委員會.三峽后續工作規劃優化完善意見[R].武漢:長江水利委員會,2014.
2017-10-20
周 暉,女,揚子江工程咨詢有限公司(湖北),高級工程師.
1006-0081(2017)12-0022-05
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(編輯:唐湘茜)