王自高，何 伟 ，王 昆

（1.成都理工大学环境与土木工程学院，四川 成 都 6 10059；2.中水顾问集团 昆 明勘测设计研究院，云南 昆 明 6 50041）

0 引言

水利水电工程环境地质问题，一直是水利水电工程勘察、环境评价、设计、施工和运行监测共同关心的一个重要课题。在人水和谐、维护河流健康的理念指导下，近年来，我国水利水电工程建设在协调开发与保护的关系上取得了突出进展，有关认识也得以不断深化。至2011年，我国水电装机容量已达2×108kW，稳居世界第一，但我国水资源、能源资源紧缺以及西部欠发达地区需要快速发展等一系列尖锐矛盾，决定了21世纪仍将面临着繁重的水利水电建设任务。

随着国家“西部大开发”及“西电东送”战略的实施，一大批水利水电工程相继开工建设。同时由于水资源分布的不平衡，跨流域、跨地区引水（调水）工程越来越多，水利水电工程建设规模越来越大。在复杂的地质背景下，高坝大库、深埋隧洞、大跨度地下洞室、长引水工程、高边坡不断涌现，地质灾害问题越来越突出。工程建设活动诱发或加剧了地质灾害的发生和发展，不少地质灾害不仅使工程建设工期拖延，投资增加，生态环境受到一定影响，而且对人民生命财产造成危害。因此，加强水利水电工程地质灾害预防措施研究，做好地质环境保护工作，目前显得非常必要。

1 地质灾害成灾特点分析

水利水电工程地质灾害的发生具有时空分布规律，主要表现在以下方面：

（1）前期：主要是在一定范围内开展勘测设计和科研工作，对地质环境影响较小，但是工程场址主要受自然地质灾害（包括滑坡、崩塌、泥石流等）的危害。

（2）建设期：是工程地质灾害集中发育期，特别是建设初期，是工程地质灾害（包括边坡工程和地下工程地质灾害）高发期，其中尤以临建工程（如导流工程、进场道路工程、临时营地、堆弃渣场等）地质灾害发生频率最高，同时还受到自然地质灾害的影响，地质灾害对人身财产安全、建设工期和工程投资直接或间接产生影响（如1989年1月漫湾电站施工期左坝肩滑坡）。

（3）运行期：是工程与自然的磨合期，尤其是运行初期，是水库工程与地基工程地质灾害高发期，地质灾害直接威胁工程安全（如地基渗漏与变形、水库诱发地震及滑坡涌浪等。众多大型水利水电工程建成后存在的工程地质问题主要就是水库库岸稳定问题。如2003年7月13日，三峡工程蓄水初期，湖北省秭归县千将坪村山体突然下滑1542×104m3，造成15人死亡，9人失踪，经济损失严重。

由于地质灾害的产生在时间上具有突发性，在空间上具有隐蔽性，在机制上具有复杂性，不管是建设期，还是运行期，地质灾害一旦发生，其对水电工程建设与运行危害都是比较严重的，影响也是比较深远的。大量工程实例证明，工程地质灾害的危害具体表现在以下几个方面：①对人身财产安全的影响；②对工程进度的影响；③对工程投资和效益的影响；④对工程质量和安全的影响；⑤对生态环境的影响。

根据工程建设特点、主要工程地质问题的性质特征及成灾对象，可将水利水电工程地质灾害问题划分为水库工程地质灾害（包括由水库大流量渗漏、库岸再造、水库滑坡涌浪、水库淤积、水库浸没、库岸岩溶塌陷及采空区塌陷、水库诱发地震及其它工程地质问题等引发的灾害）、边坡工程地质灾害（包括崩塌、滑坡、岩土体大变形、潜在不稳定岩体、坡面泥石流等）、地基工程地质灾害（包括地基岩土体大变形与渗透破坏、地基大流量渗漏、地基塌陷及地基失效等）、地下工程地质灾害（包括坍塌、片帮和冒顶、岩爆、围岩大变形、流沙、涌水、地下泥石流及地下水侵蚀等）、移民工程地质灾害五大类型。

水库工程地质灾害的产生主要与库水作用密切相关，受客观因素的影响较大，多半是难以避免的，但是其危害程度是可以控制的。一方面是对因为水库蓄水改变库区特定的水文地质条件，在水重力荷载、孔隙水压力、毛细水压力及渗流作用下，产生的水库大流量渗漏、浸没、塌岸、滑坡复活、岩溶塌陷、诱发地震等可以预测，但难以避免；另一方面，对水库调度运行不当或工程失事导致库水位骤降，动水压力加大，加重库岸再造的产生，以及库区人类活动，加剧水土流失，加之暴雨产生滑坡、泥石流，增加水库泥沙淤积等灾害，则可以通过加强管理来减轻危害。

边坡工程、地基工程及地下工程地质灾害的产生是自然因素与人为因素共同作用的结果，与环境地质条件、设计水平、施工技术和组织管理等多方面因素有关，受主观因素的影响较大，除地下工程不可预见因素较多，部分地质灾害（如涌水、放射性物质、有害气体等）难以避免外，多半是可以避免和进行控制的。

移民工程选址不当、规划设计不合理、在库岸影响区后靠安置等，均会产生地质灾害。另外山洪地质灾害及远程地质灾害对移民工程也会造成危害。如2010年7月27日，受暴雨的影响，四川省汉源县万工乡双合村一组二蛮山突发大型覆盖层滑坡，滑坡顺山谷而下，运动过程中转化为碎屑流，沿沟堆积长约1720 m，高差682 m，体积240×104m3，造成万工移民集镇重大人员伤亡及财产损失。

水利水电工程是一项系统工程，涉及面广，影响范围大，地质灾害与地质环境及工程建设活动密切相关，既相互依存，相互作用，又相互影响，地质灾害的发生多为综合因素引起，是自然因素（包括地形地貌、岩土体类型、降雨、地质构造、地震及水文地质条件等）与人为因素（包括勘测设计、施工处理及建设管理等方面）共同作用的结果，既有自然灾害，也有人为灾害。岩（土）体结构特征控制岩体稳定，同时也控制了地质灾害的成因类型、规模大小及其危害程度。人类工程活动（如开挖、堆载、爆破等）诱发或加剧地质灾害。

2 地质灾害预防与地质环境保护措施探讨

水电工程是一项系统工程，历经规划、勘测、设计、施工建设到运营管理等过程，与参建各方密切相关，地质灾害问题涉及工程规划设计及建设的全过程，与移民安置、生态环境保护及工程安全等重大问题均有关系。由于人类还不可能完全通过工程措施解决所有的地质灾害，所以进行有效的预防显得尤为重要。根据水电工程建设特点及地质灾害成因机制与成灾特点，宜采取综合预防措施，能避免的要尽量避免，对引起地质灾害的人为因素要加以有效控制，不能避免的要进行有效预防，防患于未然。实践证明，只要采取有效的预防措施，许多地质灾害是可以避免的，这就要求项目建设的各个阶段和环节均应充分重视地质灾害的防治工作，从源头上控制地质灾害的产生和最大限度地避免地质灾害造成的损失。根据水电工程特点，笔者认为水利水电工程地质灾害的综合预防措施应包括以下几方面：

2.1 做好地质勘察，因地制宜设计

水利水电工程前期勘测设计工作是水电项目建设各阶段中关键的一项工作，扎实的前期工作是工程顺利建设、达标投产、安全运行，并取得效益的前提和保证。水利水电工程地质灾害大部分与人为因素有关，其中最直接的原因就是勘测不到位、设计不合理。实践证明，工程地质勘察工作是水利水电工程规划、设计、施工等极为重要的前期基础工作之一。如果前期不首先对工程地质条件进行全面、深入的研究，就无法选定最佳的工程场址，更无法确定适合地形地质特点的建筑物类型、枢纽布置和科学的施工方法，地质灾害就在所难免。设计是工程建设的灵魂，脱离实际地质环境的不良设计，会诱发和加重地质灾害，并留下安全隐患。因此做好前期地质勘察，依靠科技进步，提高勘察设计水平，科学合理、因地制宜地进行水利水电工程设计，是预防地质灾害最直接、最有效的手段。不少工程（特别是中小型工程）因勘察设计工作不到位，选址不当，导致业主决策失误，形成“骑虎难下”的建设局面，既拖延工期，又增加投资，造成重大经济损失。

2.2 开展地质灾害评估，落实防治措施

进行地质灾害危险性评估是为水利水电工程建设相关的立项、征地、投资决策、合理确定开发方案及地质灾害防治工程设计等工作，提供科学依据，防止工程建设遭受地质灾害的危害，使国家、企业或人民群众的生命、财产受到损失，避免由于预防和治理地质灾害失策，不合理地增加工程建设投资，或者影响企业的经济效益。

根据《地质灾害防治条例》（国务院令第394号），水利水电工程地质灾害危险性评估工作应在可行性研究阶段进行，且地质灾害危险性评估不替代建设工程各阶段工程地质勘察或有关的评价工作。对地质灾害危险性要做出正确的评价，必须与工程紧密结合，既要进行科学的预测与评估，又要提出有针对性的预防措施，并在水利水电工程建设全过程中加以认真落实。金沙江阿海水电站即因业主重视，防治措施落实到位，施工期未发生大的地质灾害，确保了工程建设又好又快地进行，实现了提前发电目标。

2.3 强化施工管理，确保质量安全

不少工程边坡变形破坏、地下洞室坍塌冒顶、临时围堰溃决或被冲毁均与施工质量有关，包括施工方法不当、施工质量差及工程抢险留下隐患等等，导致了很多可以避免的灾害发生。施工质量是工程质量与安全的基础和保障，是工程产生经济社会效益的前提。水利水电工程建设是综合性的实施过程，在注重勘察设计质量的同时，要重视工程建设质量，强化施工管理，发挥好建设监理的作用，切实加强施工质量控制，确保工程质量安全。

2.4 加强预测预报，及时有效处理

地质灾害难以避免，但可以预防。加强施工地质，对地质灾害进行超前预测预报，是水电工程施工中不可缺少的环节，是一道至关重要的工序，对于指导施工，确保岩（土）体稳定是必不可少的，尤其是地下工程。大量的工程实践证明，对岩（土）体稳定性加强超前预测预报（如地下工程采用地质雷达与地质分析相结合的超前预测预报，地基与边坡工程采用变形监测预报等），对有安全隐患或已变形开裂甚至局部失稳破坏的岩土体进行及时有效处理，是有效防治地质灾害发生或发展、减小危害程度、降低工程建设风险的重要手段。

小湾水电站坝前2#山梁饮水沟堆积体边坡开挖过程中，监测发现堆积体边坡出现了变形，及时采用边坡监测数据库分析处理系统，对表面变形资料、典型测斜孔资料进行统计回归分析，跟踪监测的变化速度及加速度，并进行预报。通过及时有效的综合治理，使得已整体变形的边坡稳定了下来，避免了灾害的发生。

2.5 明确责任主体，完善管理体系

（1）水利水电工程地质灾害的产生与人为因素密切相关，根据《地质灾害防治条例》（第三十五条）规定，因工程建设等人为活动引发的地质灾害，按照谁引发谁治理的原则，由责任单位承担治理责任。

（2）认真贯彻建设项目“三同时”的规定，切实保证安全设施与主题工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用，严格按照国家有关规定实行工程建设招标投标制、工程监理制、业主负责制和设计责任终生制。

（3）切实搞好水库区的全面管理工作。如水位控制与科学调度、开发性移民与合理安置规划、库岸绿化与水土保持等。许多地质灾害问题直接影响着移民生活环境，做好水库移民区的建设规划和移民安置工程的减灾防灾工作，对水利水电工程建设的持续发展都是至关重要的。

2.6 重视水情预报，采取防汛措施

汛期，是水利水电工程地质灾害的多发期，据统计70％ ～90％的崩塌、滑坡、泥石流发生在汛期。由于降雨形成的洪水导致围堰溃决、河岸冲刷及泄洪雾化等对水利水电工程建设造成危害。不少大、中型水电工程施工期都曾经发生山洪引发的泥石流及滑坡造成重大人员伤亡，以及发生围堰溃决、河岸冲刷导致设备损失和工期拖延的事故。

水利水电工程抗洪能力相对较弱，安全度汛工作是防汛工作的重点和难点。汛前应对工程建设区的地质灾害隐患点进行排查，将隐患点的监测和地质灾害易发区的巡查任务落实到具体责任人，建立和完善群测群防体系，确保人民生命财产与建设工程的安全。汛期应加强水情预报，及时采取防范措施。

2.7 进行长期监测，建立预警系统

监测资料能反映各种自然和人为因素的综合影响和各种环境地质问题的动态变化。由于岩（土）体变形与破坏是一个渐进的、由量变到质变的变化过程，加之客观地质条件的复杂多样性，要准确预测预报变形与破坏发生的时空关系是较为困难的，因此应采取巡视检查与长期监测相结合的因地制宜的预防措施。

对枢纽工程区的高边坡、危岩体、所有建筑物边坡（特别是曾经产生过变形或破坏但已经过综合处理的边坡），除施工期要加强监测外，运行期应视具体情况进行长期监测。通过运行期监测，特别是水库运行初期的监测，可以正确地预测其发展趋势，以便发现问题，及时采取补救措施。新疆开都河柳树沟水电站泄洪洞进口边坡施工期产生大塌方（边坡高差150余m，塌方150×104m3），由于监测到位，预报准确，及时采取应急措施，撤离现场工作人员，避免了伤亡事故发生。大渡河泸定水电站2号泄洪洞出口边坡塌方也因为进行了成功的监测预报，避免了人员伤亡。瑞丽江一级水电站右岸进水口边坡因未及时支护产生了大范围变形，由于及时建立了稳定监测系统，对局部失稳边坡进行了成功预报，确保了工程安全。

对于水库工程区，按照“检测预报、群测群防、搬迁避让”的原则，对现在还没有变形失稳迹象、但预计将来可能失稳的有移（居）民点的库岸边坡，应加强观察并进行必要的监测，对边坡稳定性进行预测预报；对可能诱发地震的水利水电工程，应设立地震监测网站，适时监控蓄水后地震情况，发现新的隐患或灾情，及时通报，并进行妥善安置处理。

2.8 保护地质环境，促进和谐发展

在保护生态的基础上有序开发水电，做到促进经济建设和保护生态环境并重。水利水电工程是系统工程，涉及工程建设区和影响区的地质环境、生态环境及人文环境等问题。如工程区域稳定性（包括地震安全性及诱发地震可能性）、开发建设必要性、方案技术可行性与经济合理性、地质灾害危险性与建设场地适宜性、工程建设对陆生生态与水生生态及自然景观（或保护区）的影响、文物古迹及民俗文化的保护、土地与矿产资源淹没、移民安置规划与生产资源恢复重建等，依据国家的法律法规及相关规程规范，均要进行专门的评价和论证，并需要经过有关部门的审查和批准。其中生态环境是较为敏感的话题，从工程规划、勘测设计到开发建设，越来越受到社会各界的关注。生态环境是地质环境的“屏障”，对地质环境起着巨大的保护作用，而地质环境是生态环境及人文环境的“载体”，也是地质灾害产生的物质基础，它们相互作用，相互影响，相互制约，又相对统一，形成完整的生态—地质—人文环境系统。水利水电工程建设涉及面广、影响范围大，要获得持续、健康、稳定的发展，实现工程建设与自然环境的和谐，必须更加重视地质环境保护，做好地质环境影响评价工作，包括地质环境监测，地质灾害防治，地质环境治理，地质遗迹、景观和古生物化石保护等。

西部自然地质灾害较发育，地质环境脆弱，而很多地区吃水难、用电难和发展难等问题非常突出，建设水利水电工程是不可替代的选择。由于工程活动会进一步诱发或加剧地质灾害，并对地质环境产生影响，因此，在水利水电资源开发建设中，加强地质环境保护显得更为重要。

3 结论

（1）水利水电工程是国民经济的基础产业，它给国民经济建设和人民生活带来巨大利益的同时，也会对环境产生许多不利的影响，形成特有的环境地质问题。我们应当充分估计到可能产生的危害，能避免的要尽量避免，不能避免的主动采取预防措施，防患于未然，使水利水电工程更好地、更长久地发挥作用。做好地质灾害预防工作，不仅具有巨大的经济效益和社会效益，还具有潜在的环境效益。

（2）水利水电工程开发建设是认识自然、改造自然、利用自然的过程，只有充分地认识自然，才能有效地利用和改造自然。地质灾害总是受所在自然地质环境控制，由于地质环境的复杂多变性，地质灾害是不以人们主观意志为转移客观存在的，但是，只要对地质环境有充分的认识和了解，做好地质勘察与地质灾害评估、设计、加强预测预报并采取防汛措施，地质灾害是可预防的。和谐与可持续发展的社会应当具备适度承受灾害风险的能力及科学地应对灾害和主动防灾减灾行为。

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