三峡库区库岸塌岸机理与防治措施研究（尚敏 易庆林 王征亮 叶良斌）

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1、三峡库区库岸塌岸机理与防治措施研究（尚敏易庆林王征亮叶良斌）　　摘要:水库塌岸导致沿岸植被破坏，水土流失加剧，对当地的经济及环境产生影响，故对库岸的塌岸机理及防治措施应重视。三峡水库的蓄水运行，大大改变了库岸的水文地质与工程地质条件，对岸坡的稳定性产生了巨大的影响。在总结库区的主要岸坡结构类型的基础上，分析了三峡库区几种典型的塌岸模式机理:侵蚀—剥蚀型、坍塌型、滑移型、崩塌型。针对岸坡的不同物质构成，提出了相应的防治措施，可以给库区库岸塌岸的防治提供借鉴。 　　关键词:库坡结构;塌岸机理;防护措施;三峡库区 　　中图分类

2、号:TV697.2+3文献标识码:A 　　长江三峡水库是一座狭长的河道型特大型水库，其岸线长度约为5311km。据《长江三峡水利枢纽初步设计报告》，三峡水库建成后，坝前水位为175m，而6月中旬至9月底水位将保持在145m左右的防洪限制水位，10月至次年的4月上旬坝前水位保持在145～175m间波动，库水位变幅30m。水位抬升近百米。水库建成后采用“冬蓄夏泄”的水位调度方式，水位调幅变化可达30m。随着三峡水库2002年蓄水以及蓄水后的正常运行，如此大的水位变幅，使库岸地质条件将大大改变。库岸在库水浸泡、风浪冲击、水流侵

3、蚀以及干湿交替作用下发生坍塌，使水库岸线后退，在水库周边波浪作用范围内形成浅滩，这种现象称为水库塌岸现象，促使塌岸现象发生的作用称为塌岸作用。 1塌岸的危害 　　水库塌岸给当地的经济及环境产生巨大的影响。以1960年9月运行的XX水利枢纽为例，1973年后，“蓄清排浑”运用，由于蓄泄变化，蓄水时，风浪的冲击造成岸坡坍塌;泄水时，不仅将塌岸的松散体带走，而且能冲刷到老岸，造成新的不稳定坡岸。于是，上自潼关，下至XX，塌岸长201km，最大日塌岸宽50m，最大每米塌岸量1052m3，最大塌岸宽281m。塌岸入库的土方占淤积的

4、16.2%。此外，塌岸还毁坏耕地、村庄、设施，威胁生命。如:1979年10月9～19日，东古铎大队塌岸150m，塌毁耕地20多公顷，扬水站塌入库中。另据统计，截止到2001年，仅XX市已经造成塌岸段总长119.8km，其中严重段78.9km。建库以来，坍塌面积为67.58km2，坍塌土方量20.22亿m3，淹没耕地3280万m2，塌毁机电灌站53座、机井69眼。塌岸导致沿岸植被严重破坏，一方面使国家土地遭受损失，加剧了水土流失;另一方面使岸边移民多次搬迁，生活更加贫困。 2库区岸坡结构分类 　　由于塌岸是一种比较复杂的岸

5、坡稳定性的综合地质现象，一般认为在河水位或水库正常蓄水位附近，由于岸坡直接受到水体的作用影响，引起的各种库岸再造都在此范畴之列。不同的岸坡结构塌岸机理也不相同，因此对库区岸坡结构的分类对于研究库岸岸坡塌岸机理尤为重要。 对库区岸坡结构分类主要考虑以下几种因素: 　　岸坡的物质构成，这也是最主要因素。总体上有岩质岸坡与土质岸坡两种构成方式，其破坏的模式是绝然不同的。在土质岸坡中由于第四系成因、物质成分、粒度成分等的不同，其产生塌岸的可能性又有很大的区别;在岩质岸坡中由于岩体的风化程度，变形程度以及岸坡结构特征的不同，都可能

6、导致不同的塌岸现象。另外一种类型就是土岩复合岸坡，即岸坡的表层为土质，下部为岩质构成的岸坡。 　　将土质岸坡根据物质成分的不同可以划分为黄土状土质岸坡、冲洪积岸坡、崩滑堆积岸坡，残坡积岸坡4种亚类;将岩质岸坡进一步划分，当岩层走向与岸坡走向之交角小于30°时分为顺向坡和逆向坡，当岩层走向与岸坡走向之交角大于30°时定为斜向坡，当岩层的倾角小于10°时，确定为近水平坡，少数巨厚层状的岩层构成的岸坡可以确定为块状岸坡。 　　以层状岩层构成的岸坡，根据其岩性的风化、力学性质及岩层各自又可以划分为上硬下软，上软下硬两种类型，其变

7、形、破坏的模式亦是不同的。 　　因此根据岸坡物质组成、岩层产状、岩石坚硬程度和河流的走向，总体上可以将岸坡划分为15个亚类。 3库岸塌岸机理分析 　　水库库岸塌岸受多种因素影响，是由水、土、风等因素造成的。其中土质的好坏是塌岸的内在因素，水则是塌岸的主要外力因素。水流因素是造成河段崩岸的重要外在条件，主要反映在主流顶冲、弯道环流动力作用及高低水位的突变等。此外，地质因素、河床边界条件、风浪对坡岸的淘蚀及可液化土体均是产生崩岸的重要因素。由于河床组成、河岸边界条件的不同，各河段崩塌的具体原因又有所不同，即可能的情况为:在同

8、一河段，水流因素是崩塌的主要原因，其它因素仅起着次要作用;对另一河段，水流因素可能不是主要的，而河岸组成或其它因素则是造成崩岸的主要原因。通过分析大量野外调查资料，水库库岸变形失稳的破坏机理可划分为侵蚀—剥蚀型、坍塌型、滑移型和崩塌型3种类型。 3.1侵蚀—剥蚀型 　　在库水、风浪冲刷、地表水及其他外部营力的作用下，