小浪底水庫塌岸特征與基于工程措施的移民避險安置策略研究

常志兵，趙元

（南水北調中線干線工程建設管理局，河南 鄭州 450003）

1 前言

黃河小浪底水庫建成并投入運營以來，在防洪、防凌、供水灌溉、發電，尤其是在減少黃河下游河道淤積、保護黃河生態環境、維持黃河健康生命等方面發揮了巨大作用。然而，由于降雨、洪水、地表及地下水文地質條件改變等不可控的自然因素以及庫區水位升降變化等觸發因素的綜合作用影響，庫區岸坡的穩定也會發生改變，在一定條件下有的庫岸有可能會產生塌岸問題。處于有可能產生塌岸區域的村民需要進行塌岸避險搬遷，以確保人民群眾生命及財產安全。塌岸避險搬遷問題不僅涉及到移民數量、財產、土地資源等方面，還關系到當地社會穩定與發展，因此，如何科學地認識塌岸避險搬遷范圍，有效解決移民避險安置問題，以有限的移民資金投入換取最大的綜合效益是值得研究的課題。

2 塌岸特征

為研究黃河小浪底水庫庫周地質災害問題，開展了涉及小浪底庫周2省7縣58個行政村的地質災害調查工作。其中，庫區塌岸最為嚴重的河流主要分布在河南省澠池縣及山西省垣曲縣境內。

2.1 塌岸影響因素

水庫塌岸與庫岸再造是復雜的工程地質問題，影響塌岸的因素很多，結合小浪底庫區具體特點，將其歸納為5 大類，即自然地理條件、氣象條件、地質條件、水庫運用條件、人為作用條件。

自然地理條件，小浪底庫區地跨晉、豫2 省，涉及2 省7 縣（市），地處內陸，屬暖溫帶半濕潤、半干旱的大陸性季風氣候。小浪底水庫位于豫西山地和山西高原的接壤部位，西部和北部屬太行山系，南部屬于秦嶺余脈的崤山山系。區內地勢由西北向東南傾斜，西北部山峰海拔一般在1 000～1 500 m，東南部丘陵區一般為250～450 m。區內最低點為橫穿該區的黃河河谷地區，小浪底壩址附近高程130 m左右。小浪底庫區位于中低山區峽谷型山區大型水庫，黃河兩岸岸坡大多呈V 型，岸坡坡度在400以上，還有部分坡段為陡立狀，河流以侵蝕-沖刷為主，庫周發育有四級階地，小浪底水庫屬于典型的峽谷型水庫，通過現場調查和對比可以發現，小浪底水庫塌岸問題相比于小浪底大壩下游的西霞院平原型水庫塌岸問題要嚴重。

氣象條件，近幾年小浪底庫區區域，大雨、暴雨、洪水出現頻次遠高于氣象歷史記載頻次，特別是大雨和暴雨頻繁出現及其引發的坡面徑流沖刷加強，是引起庫區岸坡坍塌的重要因素。

地質條件，庫區岸坡出露地層巖性主要為二疊紀灰白色石英砂巖、粉砂質泥巖（頁巖）夾黃綠色砂巖、砂巖與泥巖互層以及三疊紀紫紅色粉砂巖、粉砂質泥巖與細粒石英砂巖互層、磚紅色泥質粉砂巖夾紫紅色砂巖、黃綠色石英長石砂巖與灰紅色粉砂質泥巖互層等，岸坡表部覆蓋第四紀沖積層、洪積層、坡積層。此外，除了上述基巖岸坡外，庫區還存在大量黃土岸坡。基巖地層呈層狀發育，傾角較緩，小斷層、節理、裂隙發育，岸坡地下水不發育。調查結果表明，岸坡節理、裂隙越發育則塌岸越容易發生，巖土體中礦物成份對塌岸也有很大影響，與水崩解礦物含量越多，岸坡坍塌也愈嚴重。

水庫運用條件，小浪底水庫蓄水后，水面開闊，水深加大，浪蝕作用增強，對岸坡會帶來侵蝕和淘刷效應，特別是水庫運用過程中的庫水位升降變化，加劇了岸坡的坍塌與庫岸再造，引起庫岸線后撤。

人為作用條件，小浪底庫區右岸存在多處較大的煤礦，煤礦開采加劇了地下采空區發展，進而引發地表及庫坡塌陷，此外，庫坡耕作加劇地表水入滲以及庫岸岸坡簡易道路開挖也是造成小浪底庫區岸坡失穩坍塌的重要因素。

2.2 塌岸機理分析

小浪底水庫塌岸主要是黃土塌岸，黃土塌岸所表現出來的形態可分為剝落、崩塌、座落和滑塌4種基本類型。其發生、發展過程，大致可分為4個階段：①庫岸土體性質的弱化；②岸壁的坍塌和庫岸線后退；③坍塌物質的搬運和堆積；④淺灘的形成和發展。以上過程隨著庫水位的頻繁變化，呈反復性和累進性地進行，見圖1。

圖1 土質岸坡塌岸及再造示意圖

因此，塌岸的發生機理可概括為：水庫蓄水到一定高度時，庫岸上部由于浸水和岸邊拉張裂隙發育而開始塌落；由于風及波浪掏蝕作用使庫水位高程附近的岸坡出現浪蝕龕以及塌落物在水下斜坡初步形成淺灘的雛形；由于水庫放水而形成水位消落到低水位時，使水下淺灘在較緩斜坡處形成；水庫蓄水再次到高水位時繼續掏蝕庫岸，使岸壁后退，并到第二次消落水位時使淺灘繼續擴大；由于水庫高低水位不斷輪回使庫岸不斷改造，直到水下淺灘及斜坡形成穩定坡角為止，此時庫岸邊坡穩定，淺灘擴大終止。

2.3 塌岸類型

對小浪底庫區黃河干流及重要支流開展了野外塌岸調查，其中，調查沄河塌岸河段4.50 km，亳清河塌岸河段7.50 km，西陽河塌岸河段6.80 km、閆家河塌岸河段3.20 km、板澗河塌岸河段4.60 km、黃河岸坡塌岸河段10.80 km。

根據調查結果，按照岸坡地層巖性特征，總體上，將小浪底庫岸岸坡劃分為基巖岸坡、基巖-松散覆蓋層岸坡、砂礫石岸坡、土-砂礫石岸坡、土質岸坡，相比較而言，庫區塌岸程度依次增大。

結合小浪底庫岸岸坡地質條件和地層巖性組合特征，可將小浪底庫岸塌岸類型劃分為沖磨-蝕型塌岸、坍塌性塌岸、滑移型塌岸等，其中，沖磨-蝕型塌岸約占70%、坍塌性塌岸約占25%、滑移型塌岸約占5%。

3 基于工程措施的移民避險策略

工程移民問題涉及面廣，具有高度的復雜性，它不僅是一個工程問題、經濟問題和資源問題，更是一個社會問題。因此，對于移民搬遷范圍的劃定需要慎之又慎，切不可簡單化和教條化，建議塌岸避險搬遷范圍劃定時，在確保人民群眾生命和財產安全的前提下，采取慎重對待、實事求是、分門別類、區別處理、保護土地、人員遷出避險與工程治理相結合、遷出異地安置與原地后靠安置相結合的原則，確定水庫塌岸避險搬遷范圍。考慮到村民傳統認識、當地習俗、生活習慣、耕作方式、土地資源保護等因素，特別是遷入安置區社會經濟發展水平、移民融合、就業問題等，通過對庫岸岸坡工程處理，盡可能地保護珍貴土地資源的同時，解決好工程治理與原地后靠安置問題，為此，提出如下基于工程措施的移民避險安置對策。

通過對塌岸庫段不同類型的岸坡加固與防護等工程措施，見表1，消除庫岸岸坡破壞，保持庫岸岸坡穩定，起到保護土地資源、保護環境、降低庫區邊岸線后撤，減少塌岸帶來的庫區淤積等作用的同時，可以核減因水庫塌岸避險移民的人數。在此基礎上提出如下建議。①小浪底庫區內以基巖為主的岸坡的崩塌，不具規模，范圍小且影響小，不用大規模治理，不用大規模避險搬遷。②對于下伏基巖上覆松散堆積層的土-巖混合型岸坡，且覆蓋層底面與基巖頂面高程在正常庫水位275 m附近的庫岸，一旦發生塌岸則多屬于坍塌型、淺層滑移型破壞，塌岸規模小，影響有限，可以采取工程治理措施，以庫岸保護為主，少數搬遷，少量需要避險搬遷人員則采取原地后靠安置為主。③對于土質庫岸，通過外業調查和內業計算分析證明，年代老的黃土岸坡水庫塌岸，塌岸寬度多在百米以下，規模小，影響有限，可以采取工程治理措施加少量搬遷的策略開展移民避險安置工作。④對于新近堆積黃土的土質庫岸，一旦發生塌岸則多屬于沖磨蝕型，這類塌岸則規模大，范圍大，塌岸寬度在百米以上，塌岸對岸坡的破壞影響大，需要避險搬遷的人數多，這類災害避險搬遷安置除了原地后靠安置外，還需要異地安置。⑤基于庫岸岸坡工程措施保護治理的移民避險搬遷安置策略，必須在開展全面地工程地質內外業工作的基礎上，選取適宜的庫段，開展詳細地技術可行性論證、經濟指標對比、移民安置意愿調查、移民后續發展方式研究、當地就業條件分析、當地社會經濟發展前景研究等工作，最后做出庫岸岸坡工程措施保護治理的移民避險搬遷安置決策。

表1 水庫塌岸防護工程措施表

4 結語

水庫塌岸是水庫建成蓄水及運營期不可避免的地質災害問題，為了避免簡單化的移民大搬遷大安置問題，在工程地質勘察和塌岸分類的基礎上，可以采取差異化和精細化的處理方式，通過對塌岸庫岸適宜的岸坡采取工程措施保護治理，避險搬遷原地后靠安置，可以達到核減因水庫塌岸避險異地搬遷與安置的移民人數，減少土地資源損失，保護環境的多重目的。