地質災害強發育區某水庫成庫條件分析

摘" 要：某水庫位于地質災害強發育區，崩塌、滑坡、泥石流發育會影響蓄水安全。該文對水庫區的地形地貌、地層巖性、地質構造、水文地質條件和主要物理地質現象等基本地質條件進行詳細分析，并在此基礎上進一步分析庫區存在的主要工程地質問題。研究表明，庫區地質災害對庫岸邊坡有一定的影響，蓄水后松散層和風化巖岸坡存在塌岸再造現象，但規模不大。此外，水庫蓄水后不存在永久滲漏問題、浸沒影響較小、誘發地震可能性小?？傮w來說，地質災害對庫區蓄水安全影響不大。

關鍵詞：地質災害；水庫；成庫條件；坍岸再造；地質工程

中圖分類號：TV62" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2025）06-0077-04

Abstract： A certain reservoir is located in an area with strong geological disasters. Collapse， landslides， and debris flows develop， affecting the safety of water storage. This paper makes a detailed analysis of the basic geological conditions such as topography， stratum lithology， geological structure， hydrogeological conditions， and main physical geological phenomena of the reservoir area， and on this basis， further analyzes the main engineering geological problems existing in the reservoir area. Research shows that geological disasters in the reservoir area have a certain impact on the bank slopes of the reservoir. After impoundment， the loose layers and weathered rock slopes have bank collapse and reconstruction， but the scale is not large. In addition， there is no permanent leakage problem after the reservoir is stored， the impact of immersion is small， and the possibility of inducing earthquakes is small. Overall， geological disasters have little impact on the safety of water storage in the reservoir area.

Keywords： geological disaster; reservoir; reservoir forming conditions; bank collapse reconstruction; geological engineering

長塘水庫位于廣西壯族自治區桂林市永?？h永福鎮、龍江鄉、百壽鎮，壩址位于永福鎮長塘村西河峽谷出口附近，工程任務以供水、灌溉為主，結合防洪，兼顧發電等綜合利用。壩址以上集水面積1 059 km2，總庫容2.35億m3。建設內容主要為碾壓混凝土重力壩，最大壩高77.5 m。

長塘水庫庫區地形地貌條件復雜，巖土體工程地質性質較差，地質構造較復雜，庫區有崩塌、滑坡、泥石流等地質災害發育。

1" 庫區基本地質條件

1.1" 地形地貌

庫區地貌類型為侵蝕-剝蝕中低山，河谷形態總體呈“V”型，兩岸山體雄厚，山坡較陡，坡度一般為30～40°，多巖體裸露，植被較好。山頂高程普遍在400 m以上，高差在150 m以上。兩岸各支流河谷形態、河谷寬度等相差較大。

1.2" 地層巖性

庫區內出露地層包括震旦系（Z），寒武系（∈）和泥盆系（D），泥盆系與下伏震旦系和寒武系呈角度不整合接觸。分布第四系松散堆積物（Q）包括全新統沖洪積、殘坡積和洪坡積物。

1.3" 地質構造

庫區內巖體為沉積巖，并經歷多期構造運動，地質構造十分發育，有復式褶皺、斷層、裂隙和層面，巖石存在輕度變質現象。庫區巖層總體走向為NWW向，受構造影響，傾向和傾角變化較大，以陡傾角為主，傾角一般45～70°，局部區域巖層傾角20°左右。

1.4" 水文地質條件

庫區地表水網發育，沿西河干流兩岸有多條較大支流及支溝發育，且切割深度均較大。切割深度一般50～100 m不等。地表水主要接受大氣降水和表層孔隙潛水的補給，向西河干流排泄。溝內一般常年流水，部分小支溝季節性流水，總體地表水受季節性影響較大。按賦存條件，水庫區地下水類型主要為松散堆積物孔隙潛水和基巖裂隙水。

1.5" 主要物理地質現象

庫區主要為巖質岸坡，且以橫向坡為主，斜向坡、反向坡和順向坡次之，受河流沖刷侵蝕、巖體風化卸荷和人工開挖活動等影響，岸坡巖體易發生拉裂變形、崩塌破壞。巖體表層一般普遍分布有厚度2～5 m的殘坡積含碎石砂質黏土層，因此易發生淺表層滑坡。根據調查，庫區發育滑坡31處、崩塌5處。

庫區發育溝谷型小型水石流1處，位于庫區支流大田河左岸，流域面積約0.34 km2，最低處高程212 m，相對高差389 m。

2" 主要地質問題

2.1" 水庫滲漏

庫區河谷呈“V”字型，兩岸山體高大雄厚，不存在低于正常蓄水位的地形鄰谷。水庫正常蓄水位以下庫周和庫盆巖體主要由寒武系清溪組（∈q）、泥盆系蓮花山組（D1l）砂巖、泥巖、頁巖和硅質巖等組成，層狀結構，均為透水性差巖體。

庫尾末端上游約1.5 km局部南北向河段分布少量泥盆系桂林組（D3g）可溶巖（白云質灰巖、灰巖），巖溶形態主要為零星發育的溶洞和溶蝕裂隙，無巖溶管道分布。在該河段以南存在一個垂直于河道的地下分水嶺，該分水嶺封閉了地下巖溶水向南的滲漏通道；東、西兩側均為碎屑巖體并存在地下分水嶺。由此造成該段河段巖溶水流向北，并最終匯入西河，成為庫區范圍內地表水和地下水補給來源的一部分。

庫區發育永福-龍勝斷裂（F2）分支斷層，該斷層在庫區中游河段與西河支流近平行或呈小角度斜交，角礫巖、糜棱巖和硅化等現象發育，斷層帶普遍膠結良好，滲透性差，不會構成管道型的滲漏通道。

庫區地表泉水出露位置和地下水位長期觀測結果來看，庫區兩岸地下水位高于河水位，地下水位向兩岸逐漸抬升，且存在高于正常蓄水位的地下分水嶺。

2.2" 水庫岸坡穩定

2.2.1" 庫岸邊坡類型

根據庫岸地質結構、邊坡分布的巖土體、結構面發育程度及其組合關系、表生地質作用程度等，將庫岸邊坡結構劃分為松散介質的土質邊坡、層狀結構的巖質邊坡及巖土混合邊坡。

1）土質邊坡物質組成主要為第四系全新統坡殘積的碎石土或黏土、粉質黏土等；結構松散，易受沖刷入庫，一般形成淺表層土質滑坡。

2）層狀或互層狀結構巖質邊坡物質組成為砂巖及泥、頁巖，夾炭質頁巖及硅質巖，薄層～中厚層為主，少量的厚層狀構造；岸坡變形主要受原生結構面控制。

3）巖土混合邊坡上部主要為第四系全新統坡殘積的碎石土或黏土、粉質黏土等；下伏薄層～中厚層狀的砂巖及泥、頁巖。邊坡破壞形式一般為淺表層覆蓋層首先失穩，進而牽引下部破碎巖體塌滑。

河段段長56.4 km，土質邊坡、巖質邊坡及巖土混合邊坡長度分別為1.3、52.9、2.2 km，各占岸線總長度的93.79%、2.30%、3.90%。

2.2.2" 水庫坍岸預測

庫區回水線附近局部分布土質岸坡，部分臨河前緣岸坡地形變化較大，部分坡段坡角大，地層主要為第四系全新統坡殘積碎石土、沖洪積含砂（礫）粉質黏土或粉土等，結構松散，抗沖刷能力弱，易發生坍岸。

通過實測岸坡地形斷面結合工程地質類比和經驗確定岸坡穩定坡角，用圖解法確定最終坍岸寬度。水庫按正常蓄水位蓄水后，變幅帶（死水位170 m～多年平均流量回水位之間岸坡）穩定坡角可類比原河道最高洪水位至平水位之間岸坡平均坡角，水上（多年平均流量回水位以上）岸坡自然穩定坡角可類比原河道最高洪水位以上現狀穩定岸坡的坡角，水下淺灘（死水位170 m以下）坡角根據工程經驗取值。根據現場調查，碎石土及含砂（礫）粉質黏土水下穩定岸坡角α在15～20°之間，水上穩定岸坡角β在30～35°之間。

經計算，庫區蓄水后兩岸坍岸岸線長度約為2.3 km，占岸線總長的2.04%，土質邊坡、巖土混合邊坡分別占43.4%、56.6%。預測最終坍岸寬度為29.1～32.3 m，多年平均流量回水位以上坍岸影響面積約為7.06萬m2。

2.2.3" 水庫滑坡

庫區共發育31處滑坡，主要分布在公路沿線，多發生于淺表層，均為小型土質滑坡。由于人工開挖導致坡腳破壞，表層松散堆積物剝落或強風化巖體沿巖土界線及軟弱結構面向凌空一側滑動，以倒石堆形式堆積在坡面下部和坡腳，雨后滑坡現象尤其明顯。其中6處滑坡位于正常蓄水位（196 m）以下；10處滑坡位于正常蓄水位至校核洪水位（201 m）之間；15處滑坡位于校核洪水位以上。

以庫區中段典型滑坡H34為例，滑坡位于山坡底部，滑坡頂部為較平坦的林地，滑坡體地面坡度約35～55°，植被以松樹、桉樹和雜草為主，上覆土層為粉質黏土，厚約0.5～2.5 m，下伏基巖為寒武系清溪組砂巖，滑動面為泥巖層面（圖1），面較為平直光滑，產狀NW300°/SW∠46°，為逆向坡，滑坡前緣位于公路邊，局部坡度35～45°，受人工削坡形成臨空面，滑坡最大寬度約20 m，最大長度約17 m，深度約0.5～1.0 m，總方量約160 m3，滑坡后緣臺坎高約0.6 m，局部土層已被人工清理，露出較為光滑的巖層面。該滑坡現狀不穩定。

庫區31處滑坡均具有產生滑動的地形、巖土條件及結構面，主要受人工削坡和降水的影響，滑體殘留土層有順著結構面繼續滑動的可能，現狀不穩定或穩定性差；其中10處滑坡已停滑，現狀基本穩定。

水庫蓄水后部分滑坡位于水位變動帶附近，極易引發滑坡的再次發生，主要威脅對象為林地及農田。

2.2.4" 水庫崩塌

庫區共發育5處崩塌，均為小型崩塌，坡高一般6～16 m，坡角60～80°。崩塌處巖石較為硬脆，發育多組節理面，在降水及人工擾動下，表層風化、卸荷巖土體剝落，進而發生崩墜，雨后崩塌現象尤其明顯。崩塌堆積物主要由大塊石及碎石土組成，堆積厚度一般不超過10 m。其中2處崩塌位于正常蓄水位至校核洪水位之間；3處崩塌位于校核洪水位以上。

以庫區典型崩塌B09為例，崩塌位于山坡底部，整體地面坡度約55～65°，崩塌下方為縣級道路（龍福路），因修路開挖形成了高約10～12 m，坡度約70～80°的邊坡，植被以松樹和雜草為主，上覆土層為粉質黏土，厚約0.5～1.0 m，下伏基巖為寒武系清溪組砂巖（圖2），巖體較完整，風化差異不明顯，地層產狀NW300°/SW∠62°，崩塌寬度約15 m，高度約12 m，厚度約0.5～1.0 m，危巖體總方量約84 m3。倒石堆高約3 m，寬約7 m，塊石含量約75%，最大塊石粒徑約120 cm×60 cm×50 cm。崩塌體以切向坡的層狀基巖碎石崩落為主，局部夾少量的中風化塊石，該崩塌已發生，現狀不穩定，進一步發展可能性較大。其主要因修路不當挖方造成切角，產生了高陡臨空面，邊坡上的巖土長期暴露于空氣中，未經支護，風化劇烈，受降水的影響，進而產生崩塌。

庫區5處崩塌均具有產生崩塌的地形、巖體條件及結構面，主要受人工削坡和降水的影響，崩塌殘留巖體沿結構面存在繼續塌滑的可能，現狀不穩定或穩定性差。

水庫蓄水后部分崩塌位于水位變動帶附近，極易引發崩塌的再次發生，主要威脅對象為庫周公路局部路段，對附近林地亦有不利影響。

2.2.5" 庫岸穩定評價

根據庫岸地形地貌特征、地層巖性、巖石強度、巖體風化程度、巖體結構特征、坡體變形破壞程度及水文地質條件等控制因素，將庫岸穩定程度分為4類，其庫岸變形破壞類型分別為：穩定庫岸多為中厚層均質層狀岸坡、逆向岸坡或橫向岸坡，破壞形式為表層覆蓋層和淺層松動巖塊塌滑入庫；基本穩定庫岸為斜向坡或順向坡，破壞形式為表層覆蓋層和淺層松動巖塊塌滑入庫、局部巖塊受結構面不利組合影響，出現楔形掉塊；穩定性較差庫岸為巖土混合岸坡，破壞形式為表層土體塌滑入庫；穩定性差庫岸為土質岸坡，破壞類型為塌岸。水庫區現狀條件下，穩定、基本穩定、穩定性較差的岸坡岸線長度分別為3.4、107.5、2.2 km，各占岸線總長度的3.0%、95.1%、1.9%。建庫后，穩定、基本穩定、穩定性較差和穩定性差的岸坡岸線長度分別為3.4、103.0、4.7和2.0 km，分別占岸線總長度的3.0%、91.0%、4.2%和1.8%。

水庫建成后，水位上升，部分岸坡的穩定性變差。岸坡失穩主要是覆蓋層坍岸和陡坡地段小規模崩塌或滑坡，主要損毀林（耕）地，對局部路段亦有不利影響，局部岸段坍岸范圍內還涉及民房，也為水庫淤積提供物質來源。綜上所述，水庫蓄水后庫岸以巖質岸坡為主，總體穩定—基本穩定。局部庫岸岸坡穩定性較差—差，存在庫岸再造問題。

2.3" 水庫浸沒

水庫正常蓄水位附近和以上大多為巖體斜坡，局部覆蓋有較薄土層。根據現場調查結果，含礫粉質黏土毛細水上升高度約為0.5 m，主要農作物（砂糖桔、羅漢果等）根系深度一般0.3～0.5 m；依此確定農田浸沒Hcr臨界地下水埋深為0.8～1.0 m，因此高程196.8～197.0 m附近存在農田浸沒問題。民房多為砌石基礎，基礎埋置深度一般為0.8～1.0 m，依此確定建筑物浸沒Hcr臨界地下水埋深約為1.3～1.5 m，因此高程197.3～197.5 m附近存在建筑物浸沒問題。

根據調查統計結果，庫區兩岸共有8處耕地（其中左岸4處，右岸4處）及23處民居（其中左岸11處，右岸12處）受到浸沒影響，浸沒影響面積共計約0.035 km2。農田及建筑物浸沒程度以輕微為主，僅個別建筑物為嚴重浸沒。

2.4" 水庫誘發地震

工程區基本地震動峰值加速度為0.05 g，相應地震烈度為6度，周圍不存在活動性斷裂，工程場地區域構造穩定性好。因此，水庫區不會產生構造破裂型誘發地震。

庫盆巖體普遍為透水性較差的砂巖、泥巖和硅質巖，軟、硬巖相間，透水性較差。巖石強度、巖體組成和滲透性都不利于巖體內應力集中，不利于水庫誘發地震的產生。

根據設計方案，庫水位最大抬升高度約60 m，形成的水體荷載不大，不利于產生水庫誘發地震。

3" 結論

水庫區所在河段兩岸山體高大雄厚，不存在低于正常蓄水位的地形鄰谷；庫盆主要由砂巖、泥巖、硅質巖等構成，巖體滲透性差；穿過庫區并延伸至庫外的幾條斷層寬度不大，破碎帶結構緊密；兩岸存在高于正常蓄水位的地下分水嶺。水庫蓄水后不存在永久滲漏問題。

庫區地質災害強發育，但崩塌、滑坡、泥石流均為小型，未發現大體積崩塌、滑坡現象。水庫岸坡蓄水后基本穩定；預計蓄水后松散層和風化巖岸坡存在塌岸再造現象，但規模不大。塌岸主要分布在西河干流庫尾上游部分路段及部分支流回水線附近，塌岸影響范圍內主要為農田及零星民居。水庫蓄水后會受到岸坡再造影響。

正常蓄水位附近和以上大多為巖質陡坡，居民點和耕地稀少，除局部存在浸沒問題外，不存在大的水庫浸沒問題。

工程區構造穩定性好，庫盆主要由滲透性差的砂巖、泥巖和硅質巖等構成，水庫蓄水后誘發地震的可能性較小。

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基金項目：水利部重大科技項目（SKS-2022147）

第一作者簡介：孫翊博（1992-），男，碩士，工程師。研究方向為工程地質勘察與地質信息化。