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水庫泥沙淤積理論暨災害治理問題(留存版)

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【正文】 峽工程和建成后投入運行的檢驗是極有意義的。便引起了中央最高領導的注意、關心和重視。由于遇到低標準三年困難時期,長江流域規(guī)劃和三峽工程勘測設計雖仍在進行,但促三峽工程開工興建的呼聲就低了。并且從已建眾多水庫實地調(diào)查中得到了證實。論證中談及了泥沙淤積部位“主要在死庫容和一些邊灘、庫尾地段。在412位專家中贊成早上快上三峽工程的人占了絕大多數(shù),其中不乏迎合之輩。各專家組提出專題報告后,由領導小組副組長兼技術總負責人潘家錚匯編成《三峽工程重新論證的主要結論》,并在1990年7月6日在國務院召開的三峽匯報會上作了報告。(三)“三峽工程的國民經(jīng)濟評價是好的”點評:快建早建,可獲得好的國民經(jīng)濟。 遵照《中華人民共和國水土保持法》規(guī)定,凡大于25度的山坡地帶一律禁止開荒墾殖,因而可供開荒墾殖的地帶幾乎沒有。經(jīng)過數(shù)十年至一百年運行后,進、出的泥沙將基本平衡(沖淤平衡)。 三峽水庫按175m蓄水,總庫容393億m179。另據(jù)專家介紹,長沙泥沙主要來源于宜昌以上地區(qū),如四川盆地多為丘陵坡地,水土本來難以保持,但人們?yōu)榱松?,將巴掌大的平地?5度以上的坡地,普遍開荒種糧,既全毀了天然植被,又挖松了大片泥土,便加大了水土流失。(1998年8月21日《中國經(jīng)濟時報》)四川省人民政府:1998年洪水后,四川省人民政府于8月24日發(fā)布《關于停止天然林采伐的布告》,從9月1日起對川西林區(qū)停止采伐木材。北京水科院曾對1954年大洪水至175m作過泥沙模型試驗,試驗結果顯示重慶最大碼頭“九龍坡河段原主河槽基本被淤死,經(jīng)兩年沖刷還未完全沖開,對航行條件不利”;“嘉陵江口的朝天門碼頭沿線出現(xiàn)嚴重淤積狀況,難于航行。因此,為使三峽水庫能在較長時間的正常運行,重慶港區(qū)航行暢通,加快金沙江向家壩、溪洛渡和嘉陵江合川等水利工程的建設是十分必要的,既可攔住上游部分泥沙,又可與三峽聯(lián)合調(diào)度,便可獲得梯級水庫工程的最佳效益。三峽水庫蓄水后,庫岸周邊在庫水位以下的巖體被水體浸泡,阻滑體容重減小,相應庫岸坡的地下水位壅高,若逢久雨和暴雨,岸坡巖體被水铇和,容重增加。為達到三峽水庫長期正常運行,作到川江航運暢通,真正體現(xiàn)功在當代,利在千秋。水庫運行管理在我國是一個薄弱環(huán)節(jié),要改變歷來“重樞紐效益,輕水庫災害治理”的情況,設立水庫災害調(diào)查管理機構,進行科學管理,在這方面,三峽特大型水庫完全可以成為重視水庫管理的示范工程?!罢{(diào)水調(diào)沙”和啟動排沙孔排沙,可以將淤積在壩前至水庫一定距離內(nèi)的粉砂泥質(zhì)泄排至下游河道,而對淤積于水庫庫尾至低水位之間的沙礫卵石是排泄不動的。人們對自然生態(tài)環(huán)境更有了進一步的認識,從方針、政策到具體措施,都體現(xiàn)了加強保護自然生態(tài)環(huán)境的決心,如停止森林采伐,植樹種草等,以恢復生態(tài)環(huán)境,但仍有值得注意的事項:在植樹種草的生產(chǎn)過程中,要挖松泥土和礫石,必須做好護土固沙工程,要根據(jù)土質(zhì)組成、地形坡度、氣候條件等方面,做好規(guī)劃設計,嚴格施工程序,如挖魚鱗坑、打梯土、作擋沙土墻等,將挖松的泥土沙石就地固定,避免雨水沖刷流失而進入江河之中,殃成泥沙淤積災害。(2000年6月27日《中國青年報》)陸欽侃等55位專家:三峽工程論證中考慮“蓄清排渾”即在非汛期水較清時“蓄清”水,而在汛期泥沙較多時盡量“排渾”水。以前江水一年四季都是清的,現(xiàn)在都變成‘黃河’了。(1998年7月29日《解放日報》)長江水利委員會陳俊府先生:每年僅長江上游地區(qū)就有16億噸土壤,被雨水沖進了長江及其支流。重達700萬噸,初步研究可在蓄水前進行適當?shù)腻^固處理和設置長期監(jiān)測,倘若在蓄水期間產(chǎn)生變形傾倒。另外40%排出庫外,水庫排沙比達40%,比原來設計的33%高,說明泥沙淤積比預想的要好。以上兩項共安置農(nóng)村移民53%,其余則利用水面和草原資源,發(fā)展?jié)O業(yè)及牧業(yè),并利用天然資源和土特產(chǎn)優(yōu)勢,發(fā)展鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和二、三產(chǎn)業(yè)進行安排。 一、 對《三峽工程重新論證的主要結論》點評(一)“三峽工程的興建,不僅是必要的,而且是緊迫的。這種對黨,對國家,對人民負責的精神是值得欽佩的。與國家建設的青藏鐵路、西電東送、南水北調(diào)、西氣東輸?shù)仍旄诵腋5暮陚スこ滔啾?,三峽工程的科學技術經(jīng)濟大辯論是獨一無二的了。”其前提是水庫先按156米水位運行,通過運行驗證泥沙淤積對庫區(qū)航道的影響,這是一個留有余地的結論。這是經(jīng)過辯論和重新論證得到的有益結論,是指導三峽工程建設和水庫蓄水運行的方針。1958年3月25日,中共中央成都會議通過《關于三峽水利樞紐和長江流域規(guī)劃的意見》,明確了三峽工程正常高水位應當控制在200米以下,研究190米和195米方案,提出有關資料和論證。這樣便引起了國人、水利、水電部門的專業(yè)技術人員、社會經(jīng)濟學家、地質(zhì)、環(huán)保、泥沙等多方面的人物,展開了一場科學技術經(jīng)濟大辯論,連篇累牘的文章在水利水電的專業(yè)技術刊物上發(fā)表,各抒己見,暢所欲言。在經(jīng)歷了1954年長江全流域性的洪水災害后,便加快了研究治理長江洪水,開發(fā)長江水利資源的勘測、試驗、規(guī)劃設計工作,以根治長江洪水,變水害為水利。從已建水庫運行實踐得知,嚴重的泥沙淤積造成的災害為人所知,即:一是在枯水季節(jié)和水庫低水位運行時,在通航的河流上將阻塞航道;二是在汛期攔洪蓄水抬高水位時,增加庫尾及庫周的淹沒損失,其損失大小視庫尾和庫周的淹沒范圍城鎮(zhèn)居民、工礦企業(yè)與農(nóng)田面積多少而定。經(jīng)過現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查和測量,在庫周有48處常年遭受洪水淹沒災害的農(nóng)田與鄉(xiāng)鎮(zhèn)和移民村比較集中的地區(qū),可以修建防洪堤,既保護農(nóng)田耕種,又保護居住安全。除坍岸和滑坡外,尚有庫岸崩塌、沉陷、地陷等庫岸變形,也是水庫泥沙的來源。2 沙礫來源分析經(jīng)過現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查分析,柘溪水庫建成后,在長期運行中,其沙礫來源主要有以下幾個方面:(1)庫區(qū)資水流域內(nèi)的建設柘溪水庫在蓄水運行的34年中,特別是在改革開放的15年以來,在流域內(nèi)開展了公路、鐵路、工礦、企業(yè)和城鎮(zhèn)建設,挖松了大量的泥土和碎石;廣泛開采煤礦、燒磚、燒瓦、燒石灰等大量的尾礦、廢渣、工業(yè)垃圾及庫周城鎮(zhèn)居民生活垃圾等等,都隨著水流沖入柘溪水庫,這是水庫沙礫的最大來源??傆嫼?490萬t,接近5500萬t。并據(jù)此進行水庫設計,認為泥沙淤積對水庫運行的影響不大。乃順風,隨流,緩而積,惡懸可實指也。為此,在1993年10月中國水利學會勘測專業(yè)委員會召開《全國巖土工程環(huán)境地質(zhì)區(qū)域構造穩(wěn)定》學術會議時,便寫出了《泥沙檄》一文在大會上交流,并在《工程地質(zhì)信息》1994年第一期上發(fā)表。曾用三年時間進行海南島全島水利水電規(guī)劃地址勘察,對工作過的工程,都撰寫了工程地質(zhì)報告,經(jīng)上級組織審查后,提交設計和施工方使用。感到的的確確有些道理??赡苁莻€辦法。二十世紀六十年代初參與由水力發(fā)電建設總局和中國科學院地質(zhì)研究所共同組織對國家科委下達的全國重大科研項目《水利水電工程地質(zhì)研究》課題研究工作,我被分配研究《壩基巖體抗滑穩(wěn)定》。 陸欽侃先生是早年在美國學成歸國工作的專家,我們在二十世紀五十年代便相識,當我主持資水流域規(guī)劃和柘溪水電站建設的勘測工作時,便在我院技術領導陪同下到達資水現(xiàn)場指導工作,并在許多大型水利水電建設的技術論證會上聆聽他的指導意見。 治水宜攔上及其支,中、下疏,固堤防,暢其流,保環(huán)境,順自然,策為上,民樂萬世,何不為? 粗論治水大端,蓋加詳。柘溪水庫從大壩庫首至坪口屬雪峰山峽谷區(qū),是資水干流的深水區(qū),主要落淤積為懸移質(zhì);坪口至庫尾屬新化盆地,庫水面寬闊,主要為推移質(zhì)——卵礫砂石淤積區(qū)。②1995年3月調(diào)查測量結果從1975年1月至1995年3月,水庫又運行了20年,進行了第二次庫區(qū)泥沙淤積調(diào)查測量工作。(3)庫岸變形 坍岸。如新化縣城關柘溪水庫東岸在1994年汛期曾遭受5次洪水淹沒,造成90hm2菜地和耕地,23hm2魚塘全部失收,許多移民房屋受到了水淹浸泡,經(jīng)濟損失巨大。并達到政治,社會安定的目的。為開發(fā)長江水利資源,發(fā)揮防洪、發(fā)電、航運等綜合效益,從二十世紀五十年代起,便對長江流域規(guī)劃和三峽工程展開了一場科學技術經(jīng)濟大辯論,使許多科學技術經(jīng)濟問題,在辯論中得到解決,并為隨后的重新論證積累了豐富的科學技術經(jīng)濟資料,從而使重新論證的主要結論,為眾多的科學技術經(jīng)濟專家所理解,并為三峽工程的正式動工興建創(chuàng)造了條件。2. 辯論簡要過程及主要成果1956年《中國水利》第6期,連續(xù)刊出了長江流域規(guī)劃辦公室林一山主任《關于長江流域規(guī)劃若干問題的商討》的文章,該文提出在三峽修建蓄水位235米的大壩,無論川江發(fā)多大的洪水,均可一庫而容之,徹底解決長江的洪水災害,并開鑿隧洞和渠道,將水引入華北灌溉農(nóng)田,還建設河川運河,將全國江河聯(lián)成水運網(wǎng)等一幅宏偉蘭圖。1958年1月,中央南寧會議將長江流域規(guī)劃和三峽工程問題列入了會議日程。隨后又開展了以革命為中心的“十年文化大革命”,三峽工程仍只能處在規(guī)劃設計中。黃河三門峽水庫由于泥沙淤積引起的災害及其改建整治是眾所周知的?!鄙车[卵石主要淤積在庫尾地段,泥質(zhì)粉砂多淤積在死庫容內(nèi),并隨緩慢水流可淤到壩前,啟動排沙設施便可排出一部分。而僅邀請了認為三峽工程害大于利,應緩上馬的持不同意見者為數(shù)極少。隨后在全國人大七屆四次會議和全國政協(xié)七屆四次會議期間印發(fā)給全體代表和全體委員,是促進三峽工程早建快上的依據(jù)。(四)“結論是在所有比較方案中,三峽工程的投資是最少的,其綜合利用效益是不可替代的”點評:金沙江上可建相當于兩個三峽,都替代不了。(十)“對于需要搬遷的工廠,本著先建后遷,發(fā)展生產(chǎn)與安置移民相結合。三峽仍然能保85%的防洪庫容和92%的興利庫容,長期發(fā)揮作用。,庫岸總長度達5930km,水庫面積1084k㎡,按水庫運行調(diào)度,汛前145m,汛后175m,汛前汛后差30m,在投入運行初期的若干年內(nèi),若遇久雨或暴雨,岸坡巖體受水飽和重量增加,滑面受地下水侵潤穩(wěn)定系數(shù)降低時,便易產(chǎn)生急劇變形或緩慢變形,尤其是對庫岸的順層岸坡易導致失穩(wěn),而且經(jīng)實地調(diào)查,從壩址至江津間長690km干流兩岸坡已有不同規(guī)模的準滑坡崩塌體277處,總方量達18X108m179。(人們?yōu)楂@得食物,停止農(nóng)業(yè)耕種,恐難做到)。川西林區(qū)現(xiàn)有森林面積463萬公頃,處于長江上游干流和支流的源頭,是長江流域主要水源涵養(yǎng)區(qū)?!?998年洪水長江上游泥沙比1954年更多。應重視三峽水庫泥沙淤積和庫岸變形引發(fā)災害20060720提要: 水庫泥沙淤積和庫岸變形是引發(fā)庫區(qū)災害和水庫安全運行的環(huán)境工程地質(zhì)問題。這是水庫蓄水后,對庫岸產(chǎn)生的水文地質(zhì)環(huán)境變化,是觸發(fā)庫岸巖體變形的主要因素,準滑坡和潛在滑坡復活滑動,崩坍、塌岸、地陷均可隨時發(fā)生,從而引發(fā)災害。筆者以實踐理論實踐為指導,從在長江流域先后建成投入運行的八個水庫泥沙淤積實況,闡述三峽水庫攔門沙淤積及治理對策,以供參閱。 三峽水庫庫周邊坡地質(zhì)環(huán)境十分復雜,在水庫蓄水運行中,庫岸邊坡變形隨時可能發(fā)生,特別是在久雨和暴雨季期間,突發(fā)庫岸邊坡變形是不可避免的,為了基本消除和減少由于庫岸變形給當?shù)鼐用裆a(chǎn)、生活、交通、電力、通訊等設施的破壞災害損失,作好長期安全監(jiān)測設計,布置觀測網(wǎng)站和設置報警系統(tǒng),若出現(xiàn)緊急情況能及時進行防范是十分必要的。這已在長江流域內(nèi)早年修建的一些大型水庫運行中出現(xiàn)了的實際情況,并且多在水庫投入運行20年到30年便先后發(fā)生了。經(jīng)過1998年長江流域發(fā)生特大洪水,給人民生命、財產(chǎn)造成巨大損失。 水土流失還造成江河湖庫泥沙淤積,加劇了旱澇災害,目前全國大中型蓄水工程累計淤積泥沙,達200億噸以上。當?shù)乩相l(xiāng)說:“每一場暴雨都造成洪水和滑坡、塌方。據(jù)統(tǒng)計,建國以來,長江流域的水土流失面積增加了40—45% (1998年8月9日《工人日報》)華東師大河口海洋研究所陳西慶先生:1998年洪水,主要由于長江上游岷江、嘉陵江流域的大片植物遭到破壞,上游洪水壓力直接施加給中下游。據(jù)勘測資料對在壩前27km位于長江南岸的鏈子巖危巖體已有岸坡裂隙十多條,其中最大體積達250—300萬m179。這些泥沙60%淤積在庫內(nèi)。(九)“經(jīng)航廳解譯核實有123萬畝荒山草地,開發(fā)水平梯田,發(fā)展柑桔等經(jīng)濟作物,建成高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的糧食生產(chǎn)基地。希望熱心和關心三峽工程的人們,可以再讀該結論文件,針對投入運行的實際情況進行對比,以得到某些啟迪。說明對三峽工程仍心存疑慮。這在國民經(jīng)濟建設中是少見的。得出的結論是“三峽工程泥沙問題是可以解決的。三峽工程在重新論證中將建設規(guī)模定下來后,對于優(yōu)化樞紐布置、機電設備設計選型制造、施工技術、投資概算……這些都可以通過初步設計和施工詳圖設計中得到解決,只有水庫泥沙淤積問題尚未解決,只能先按156米水位運行,通過運行驗證泥沙淤積對庫區(qū)航道港口的影響,才考慮175米蓄水運行。根據(jù)周總理率團現(xiàn)場考察,并聽取了各方意見后。因為在長江這樣大的河流上建設高壩大水庫,形成內(nèi)陸湖泊,引起大范圍的淹沒,破壞自然生態(tài)環(huán)境,還將中國西部通向東部的黃金水道攔腰斬斷,擋住魚類回游,可稱是創(chuàng)國內(nèi)的先例,必須經(jīng)過充分的科學技術經(jīng)濟研究和論證,采取慎之又慎的態(tài)度。中華人民共和國成立之初,在五十年代便組建了長江流域規(guī)劃辦公室,直屬國務院領導。水庫泥沙淤積便成為普遍發(fā)生的現(xiàn)象,且只有隨河流含沙量的多少而有時間長短的差異,沒有不受泥沙淤積作用的水庫。如新化縣城柘溪水庫西岸,保護了大片菜地和新化城區(qū)的安全。因此,庫岸滑坡的發(fā)生,也是庫區(qū)泥沙的來源。并且在攔門沙逐年發(fā)展的情況下,其損失也會逐年增大,這是很值得注意的問題。 d,γ=,%。這是五十年代流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境保持尚好情況下的泥沙量。 漆富冬2011年7月5日泥沙檄199309—20 泥沙伏地,工松、風揚、
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