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三峡库区库岸整治规划回顾及思考

2017-04-09

水利水电快报 2017年12期
关键词:库岸三峡水库库容

(扬子江工程咨询有限公司(湖北),湖北 武汉 430010)

水库与移民

三峡库区库岸整治规划回顾及思考

周晖李俊玲罗春燕

(扬子江工程咨询有限公司(湖北),湖北 武汉 430010)

三峡库区消落区岸线环境综合整治规划是三峡后续工作规划的重要内容之一,旨在解决三峡库区城镇库岸安全和消落区生态环境问题。其岸线环境综合整治工程的实施,可有效稳定和利用库岸,改善消落区生态环境,促进库区经济社会的可持续发展。在回顾三峡后续工作消落区库岸整治规划的基础上,针对规划实施中存在的问题,提出了在保障防洪安全的前提下,开展消落区库岸整治规划设计及实施管理的相关建议,对今后更加科学合理地开展消落区库岸整治相关工作具有参考和借鉴作用。

库岸整治;规划;防洪安全;三峡库区

1 三峡库区消落区概况

三峡工程是我国最大的水利枢纽工程,是治理和开发长江的关键性骨干工程,具有防洪、发电、航运、供水及生态等综合功能。三峡水库正常蓄水运用后,坝前水位在145 ~175 m之间频繁变化,形成了大面积的消落区。城镇库岸安全和消落区生态环境问题逐步显现,引起了各级政府和社会的高度重视和广泛关注。

2011年6月,国务院批复了三峡后续工作规划,该规划对建设和谐稳定新库区、确保三峡工程长期安全运行和持续发挥综合效益具有重要的战略意义。作为三峡后续工作库区生态环境建设与保护规划的重要内容,三峡库区消落区岸线环境综合整治是维护库岸稳定、保障库周人民群众生命财产安全及改善消落区生态环境的重要措施。但是,在保障三峡库区沿岸城镇安全、促进经济社会发展与生态文明建设的同时,消落区库岸整治工程也在一定程度上占用了三峡水库防洪库容,对其防洪效益的发挥和库区防洪安全带来一定影响。

三峡水库消落区总面积302 km2,岸线总长约5 700 km(坝前175 m高程)。其中,重庆库区消落区面积 268.5 km2(不含孤岛),岸线长约4 800 km;湖北库区消落区面积33.5 km2,岸线长约900 km,主要分布在长江干流和乌江、嘉陵江、御临河、渠溪河、龙河、小江(澎溪河)、大宁河、梅溪河、汤溪河、磨刀溪、沿渡河和香溪河等支流上。

三峡水库消落区是三峡库区的重要组成部分,地处陆域和水域过渡带,因水库水位涨落幅度大、逆自然洪枯变化,具有季节性淹水湿地生态系统特征。消落区生态环境既受水位涨落和库岸带人类活动的影响,又影响着库岸带居民的生产生活以及库区区域经济社会的发展,是一个特殊的复合生态系统。其生态环境特性表现如下: 消落区的季节性出露水面,使库区生物多样性降低,生态系统退化; 水库水位周期变化,导致消落区土壤侵蚀和水土流失加重,危及库岸稳定及城镇安全; 更易形成消落区水流的滞流和缓流导致岸边污染带,同时水陆交叉使环境污染加重,甚至可能诱发流行性疾病和疫情;库岸带城集镇多,人口密度高,人类活动和经济建设影响消落区正常的生态功能及库区生态景观。

2 库岸稳定性及工程地质问题

长达5 700余公里的三峡水库干支流库岸,跨越不同地貌和大地构造单元,由结晶岩、碳酸盐岩、碎屑岩等岩类和松散堆积物组成了多种岸坡结构类型。三峡水库岸坡可划分为4大类: 土质岸坡长140.5 km,占库岸总长的4.69%; 碎屑岩岸坡长2 368.6 km,占库岸总长的 79.06%; 碳酸盐岩岸坡长 454.5 km,占库岸总长的 15.18%;结晶岩岸坡长32 km,占库岸总长的 1.07%。总体来看,三峡库区库岸以稳定条件好的岸坡为主,占库岸总长的85.8%;稳定条件较好的库岸占库岸总长的 7.1%;较差的占总长的 5.6%;差的占 1.5%[1]。已形成的崩塌、滑坡、泥石流、塌岸等地质灾害,在三峡工程建设及移民工程实施过程中,基本完成了工程处理,三峡库区消落带岸坡基本处于安全稳定状态。受地形、地质、地下水等复杂因素影响,因水库消落而存在潜在安全隐患或危险的遗留崩塌、滑坡、泥石流、塌岸等问题,在三峡后续工作规划的地质灾害治理规划中亦列入了治理范围或采取安全监测、搬迁避让等安全措施。

在消落区库岸整治工程中和岸坡总体稳定的前提下,存在库岸因水位消落和波浪淘刷造成的局部塌岸、坍岸、库岸再造过程中的岸坡坡比调整和岸线调整、水土流失等主要工程地质问题。容易发生上述工程地质问题的部位,表现在有松散堆积物分布的岸坡,部分易风化崩解的泥岩、页岩等软弱碎屑岩类库岸段,或上硬下软组合的不利地层组合类型坡段以及结晶岩岸段全风化层厚度较大的岸段。

3 整治的必要性

三峡水库正常蓄水运行后,全面形成消落区,涉及库区20座大中城市和114座集镇。库岸沿线城集镇众多、人口密集,人类活动与消落区相互影响频繁、复杂。三峡库区消落区是介于水域和陆域生态系统之间的过渡地带,拥有水资源、土地资源、生物资源、岸线资源和景观资源等宝贵财富。但由于消落区自然环境的特殊性和生态环境的脆弱性,导致一系列生态环境问题,直接影响到三峡水库水质、岸线环境、库岸稳定和人居安全,进而影响到库周区域经济社会的可持续发展。尤其是城集镇所在消落区开发利用需求大,消落区岸线环境与库区水域和陆域环境不协调,且可能处于库岸崩塌、滑坡体的前缘,影响人居环境、库岸稳定及临水基础设施安全。三峡水库蓄水运行前,结合地灾防治、城市景观建设等,已在消落区范围内实施护坡护岸工程的有376.4 km。蓄水运行后,库区未防护的水位变动带岸坡常年处于干湿交替状态,长期经受水位涨落、暴雨冲刷和风浪侵蚀剥离,岩土体风化、软化作用加剧,岸坡易发生失稳破坏,对库周房屋、道路、桥梁等城镇基础设施及人居安全构成威胁。

消落区既是库区重要的生态环境敏感区,也是库区生态环境保护工作的难点,该区域与水库水质、库容和工程安全运行等密切相关。以建设和谐生态水库和库岸稳定安全水库为目标,在保护和改善三峡库区及消落区生态环境,减少消落区水土污染,保护人民群众健康,维护库岸稳定,保障城(集)镇安全的前提下,统筹规划,科学合理地开展消落区综合整治工作,对于减少地质灾害,维护库岸稳定,保障城(集)镇安全,保护和改善库周生态环境,减少消落区水土污染,保证水库水质和饮水安全,减少流行性疾病发生,保护人民群众健康,保持库区著名风景区良好生态风貌,确保三峡工程发挥巨大综合效益和促进库周地区经济社会可持续发展具有极其重要的现实意义。因此,很有必要实施消落区岸线环境综合整治。

4 环境综合整治规划

针对三峡水库蓄水运行后出现的新情况,2009年国务院批准启动了三峡后续工作规划。作为三峡后续工作规划解决的六大重点问题之一,三峡库区消落区岸线环境综合整治,是库区生态环境建设与保护规划的重要内容,是维护库岸稳定、保障库周人民群众生命财产安全及改善消落区生态环境的重要措施。

4.1 布 局

结合水库岸线保护与利用控制规划,对库区20个区(县)毗邻城市、集镇或农村人口居住密集区、重要旅游景点等重要岸段进行岸线环境综合整治规划。按照人居安全为重、生态环境保护优先、保护防洪库容、维护库岸稳定,以及因地制宜、适度利用、促进库岸周边城镇经济社会发展等原则,针对不同岸段特点及存在问题,采取相应措施规划岸线环境综合整治项目。以改善生态环境、景观为主的城集镇岸坡尽量采用生态工程措施;对有安全防护需求的城集镇岸坡在移民迁移线以下5 m范围内主要采取生态工程措施,超过5 m可采用工程措施。

4.2 内 容

根据消落区地形、地貌、库岸地质条件和区位状况,在保护和改善库区生态环境、维护库岸稳定、保障人民群众生命财产安全、确保三峡工程持续发挥巨大综合效益的前提下,对库岸进行整治,主要包括城镇和旅游景点附近消落区范围内的景观整治、城集镇和农村人口居住密集区的消落区岸线整治。城集镇岸段整治工程涉及城集镇景观、环境、岸坡稳定处理、城市发展布局等多方面,功能多、处理较复杂,须采用综合工程措施解决。生态工程措施主要有植物种植、生态混凝土和雷诺垫等,主要用于改善生态环境和有景观要求的岸段;工程措施有混凝土护坡、抛石护坡、格构和挡墙等,主要用于岸坡稳定处理和防止岸坡受库水长期侵蚀产生水土流失的岸段。

(1) 城镇消落区景观整治。根据消落区不同高程特点,城镇消落区景观采用不同方式进行整治:155~175 m高程采用生态措施,145~155 m高程采用工程措施,高程175 m以上还可设景观绿地形式的亲水平台。工程措施主要是护坡和护堤。护坡可采用混凝土护坡、抛石护坡和格构等;护堤可采用斜坡式、挡土墙(重力式、衡重式、扶臂式等)或直斜复合式。生态措施主要是植被护坡。

(2) 重要旅游景点消落区景观整治。与旅游观光结合,塑造消落区景观,为景区(点)增色。对于自然岩岸,保留其自然状态;对于缓坡库岸,在坡面中上部种植具有观赏价值的乔木、灌木,下部种植适应消落区涨落环境的草本植物,优化景区(点)环境;对于需要采用工程防护的库岸,同时采用生态措施进行生态修复。

(3) 城集镇和农村人口居住密集区消落区岸线整治。城集镇或农村人口居住密集区的消落区库岸,由于人类活动频繁,对消落区自然环境干扰较大;部分岸段为粘土、岩石风化体或破碎堆积体,在水库长期浸蚀下,库岸再造易造成岸线后退,对该区域产生较大影响。此类消落区岸线主要采取工程措施进行整治,尽可能与生态措施相结合。

三峡后续工作规划中规划的消落区岸线环境综合整治项目共104个,整治岸线长234.2 km。其中,湖北库区21个,整治岸线长 30.4 km;重庆库区79个,整治岸线长196 km;中央直属企业4个,整治岸线 7.8 km[2]。

4.3 优化完善

三峡后续工作优化完善中,为处理库岸总体趋稳与新生地灾险情之间矛盾,将库岸环境综合整治作为优化完善的重点,纳入“三带一区”中“重大地质灾害治理和地质安全防护带”建设。主要针对三峡水库2008年试验性蓄水以来出现的重大地质灾害险情和库岸险段,进行集中妥善处理,以提升对库区经济社会发展的地质安全保障能力。对地质条件较差、库岸稳定问题突出的巴东、巫山、奉节等县(区)城镇和部分重点集镇、人口密集区域库岸,在原规划确定的岸线环境综合整治基础上,结合滑坡塌岸治理、岸坡变形处理、消落区生态修复和城镇基础设施完善、安全通道建设等,以库岸段为单元,采取工程治理、生态修复等措施进行综合整治,以稳定库岸边坡、保障人民群众生命财产安全及沿江重要库岸地质安全[3]。

三峡库区纳入优化完善的库岸综合整治项目共18个,总长79.96 km。其中,重庆库区16个,总长69.88 km,涉及巫山、奉节、开县、石柱、忠县、涪陵、渝北、南岸、江北、大渡口等区(县);湖北库区2个,总长10.08 km,涉及秭归和巴东等区(县)。

三峡后续工作规划及规划优化完善岸线环境综合整治项目共122个,整治岸线总长 314.16 km。

4.4 实施情况及效果

自2011年6月三峡后续工作规划批复以来,国务院三峡办和财政部会同有关部门,先后出台了一系列管理制度,湖北、重庆等有关省市也出台了相应的配套管理办法,逐步规范了规划的实施。三峡后续工作规划按年度平稳有序推进,后续工作成效正在逐步显现。据初步调查统计,截止2015年底,三峡库区已实施规划消落区岸线环境综合整治项目48个,总长 125.8 km。其中湖北库区3个,整治库岸长 3.9 km;重庆库区45个,整治库岸长 121.9 km。已实施消落区岸线环境综合整治项目长度约占规划长度的54%。

三峡后续工作规划实施以来,消落区库岸综合整治成效显著。消落区库岸整治项目的实施,有效地稳定了城镇和农村人口密集区域岸段库岸,改善了消落区水生态环境和陆域环境状况,减少了水土流失,完善了基础设施和公共服务设施,保障了人居安全,同时提高了库岸周边土地利用价值。城镇库岸安全防护能力、基础设施水平及生态景观效果等均得到明显提升,有力促进了库区城镇经济社会的可持续发展,为库区社会稳定、经济繁荣作出了较大贡献。

举例来说,涪陵区江北堤防工程保障了涪陵区城市防洪安全,完善了城市交通功能,改善了城市环境,为城市经济快速发展提供了条件;又比如云阳县城库岸综合整治工程,结合库岸防护建设滨江公园,为居民提供了休闲、娱乐、健身场所,既保证了库岸稳定,美化了城市面貌,又完善了公共设施,提升了居民生活品质。

5 思 考

5.1 存在的问题

三峡后续工作规划消落区岸线环境综合整治项目实施取得了一定成效,库岸总体趋稳,消落区生态环境和景观得到改善。但也要看到,自三峡后续工作规划实施以来,库区出现了一些亟待解决的新情况、新问题。据监测资料,历经多年的水位涨落,部分县(区)出现了一些新的库岸险段,对库周房屋、道路、桥梁安全等构成威胁。2008年试验性蓄水以来,奉节、巫山、巴东等县(区)城镇区域的部分库岸,已陆续出现安全隐患,亟待综合整治。而已实施的库岸整治工程在保障三峡库区沿岸城镇安全、促进经济社会发展与生态文明建设的同时,也一定程度上占用了三峡水库防洪库容,缩窄了河道行洪面积,对三峡水库防洪效益的发挥和库区的防洪安全带来一定影响。近年来随着库区经济社会的快速发展,沿江岸线开发利用需求进一步加大,城集镇邻水建(构)筑物日益增多,但其开发利用需以保障防洪安全与河道稳定为前提,也对库岸稳定和库岸整治提出了更高的要求。

5.2 建 议

对于今后如何更加科学合理地做好消落区库岸整治工作,在不侵占防洪库容、保障防洪安全的前提下,需要积极思考和探索如何最大限度地利用岸线,科学合理规划设计库区库岸整治工程,并加强实施管理和科学研究,提高库岸整治工程综合效益,确保规划目标的实现,促进库区经济社会可持续发展。针对库区出现的新情况、新问题,对进一步搞好三峡库区消落区库岸整治工作提出如下建议。

5.2.1 科学规划

继续重视消落区库岸整治,科学合理规划,统筹兼顾,综合治理。面对近年来库岸总体趋稳,而库区地质安全方面出现的一些新情况、新问题,必须继续高度重视消落区库岸整治工作,科学合理规划,及时处理险情,确保库区库岸安全。规划的重点和关键是要统筹兼顾、综合治理。三峡库区沿线城镇由于受地质灾害、生态环境等因素的约束,现有城区往往缺乏发展空间。为支持库区经济社会可持续发展,在库岸整治规划设计中,应当在保障库岸稳定的前提下,与当地城镇总体布局和城市规划相衔接,与港口、沿江公路建设、沿江城市用地、城镇绿化、库岸沿线滑坡治理及基础设施建设等有机结合起来,统筹规划,综合治理和利用,最大限度地改善城镇生态环境,甚至是城镇建设用地环境,为加强库周生态安全保护带、城镇安全防护带、地质安全防护带和城镇移民小区“三带一区”建设服务,提高消落区库岸整治工程综合效益,促进库区经济社会可持续发展。比如结合库岸整治工程在堤顶处建设滨江公路,在保护库区岸线稳定的同时,兼顾城市交通发展,缓解周边交通压力,同时也为未来在库区沿线进行城市拓展做铺垫。

5.2.2 优化方案

合理优化消落区库岸整治工程设计方案,尽量不占或少占用三峡水库防洪库容。在进行消落区库岸整治工程设计时,可充分利用工程河段库岸现有地形、地质条件,通过优化方案比选,提出推荐的库岸整治工程设计方案,尽量不占或少占三峡水库防洪库容,减少库岸整治项目占用的河道行洪面积,减小壅水高度,减少对水流形态、冲淤变化的不利影响,不防碍河道行洪或降低河道泄洪能力,维护库岸及河势稳定,保证防洪安全,保障水库防洪效益的正常发挥。若占用三峡水库防洪库容不可避免,应在充分考虑三峡水库正常运用后工程对本河段泥沙淤积和水流运动影响的基础上,采取适当的补偿补救措施,尽量减小占用水库库容。

5.2.3 具体措施

可从以下几方面着手,减少库岸整治工程对三峡水库防洪库容的占用。

(1) 合理布置库岸整治工程线路。堤线布置应结合地形并尽量顺应自然河势,按天然河道随坡就势,力求平顺,采用直线和圆弧平顺连接,不得采用折线或急弯,严格控制河道的人工渠化,避免出现盲目截弯取直。在岸线过于曲折的位置,可以进行适当开挖或回填,但总体上应保证坝前水位145~175 m之间工程河段各断面的开挖量和回填量基本平衡,或开挖量大于回填量。应加强堤脚加固,在确保河岸稳定的前提下,尽量不缩窄水库行洪断面,减少对河势和行洪的影响。若需要截弯取直,应进行相应的专题论证,必要时还应进行模型试验。

(2) 结合库岸稳定性分析,合理确定整治工程断面形式。如果不考虑堤线的布置和地质状况,仅从三峡库区实践应用常见的3种主要库岸整治工程结构型式来看,斜坡式护岸占用库容最少,复合式护岸占用库容较多,直立式护岸占用库容最大。因此,在库岸整治工程选型时,应首选岸坡挖填平衡、逐级放坡的斜坡式护岸。为确保库岸安全和水库防洪安全,应综合考虑岸坡稳定性和库容占用问题,针对不同地形地质条件及岩土体物质构成情况下不同稳定状况的岸坡,合理设计库岸整治工程结构断面,选择合适的堤轴线、护坡坡度和坡脚位置。以自然坡度为基础,以岸坡地形地质为条件,尽可能减少坡面大量开挖和回填,保证坝前水位145~175 m之间工程河段同一断面上的开挖量和填方量基本平衡,或开挖量大于回填量。在满足行洪和保护库岸稳定的前提下,尽量少占水库防洪库容。在对岸坡进行稳定性分析时,应当充分考虑地形地貌(坡度、坡高、坡形和植被发育状况)、地层岩性、岸坡结构和三峡库区水位陡涨陡落对岸坡造成的影响。

(3) 加强库岸综合整治项目实施管理,保障三峡水库防洪安全。三峡工程的首要任务是防洪,保护好三峡水库防洪库容是发挥三峡工程防洪效益的关键所在,而库岸消落区和水库防洪库容息息相关。库容保护和管理是库岸综合整治项目实施管理的重要内容。水库岸线利用审批许可是加强三峡水库消落区岸线管理,保障三峡水库岸线资源依法使用、可持续利用的重要措施。建设单位应重视开展库岸整治项目前期工作及涉河建设方案防洪评价工作,完善项目审批相关程序。相关部门应严格项目审查审批环节,依法依规做好消落区岸线利用的审批许可工作。

另外,应加强三峡水库库岸监测及库岸综合整治项目实施的动态监督管理与检查,尤其是对消落区岸线整治项目审批后建设情况、施工期管理及库容保护等情况的跟踪检查。检查是否存在未按批准的建设方案和库容补偿措施组织实施的现象等,进一步加强三峡水库防洪库容监督管理,强化占用库容项目的监督检查和现场执法,切实保护三峡水库防洪库容,保障三峡水库防洪安全。

(4) 开展三峡库区消落区库岸整治相关课题研究,科学指导消落区库岸整治工作。建议开展库岸稳定性、库岸整治与防洪安全影响、库容保护政策、库容管理办法、库岸整治项目防洪综合评价指标体系等三峡库区消落区库岸整治相关课题研究,寻求能有效进行库岸整治、同时减小库岸整治对三峡水库防洪不利影响的科学方法及得力措施,进而有力地指导消落区库岸整治工作,使消落区库岸整治真正做到既维护库岸稳定,改善生态环境,促进地方经济社会的可持续发展,又切实保护三峡水库防洪库容,确保三峡水库防洪安全和三峡工程巨大综合效益的可持续发挥,为长江经济带建设提供安全保障。

6 结 语

三峡后续工作规划的库岸综合整治工程,对有效稳定库岸、改善消落区生态环境、促进库区经济社会可持续发展至关重要。但部分整治工程也一定程度上占用了三峡水库防洪库容,缩窄了工程段河道行洪断面,对三峡工程防洪效益的发挥和库区防洪安全带来一定影响。面对近年来库岸总体趋稳而库区地质安全方面出现的新情况、新问题,必须继续高度重视库岸整治工作,科学合理规划,及时处理险情,确保库区库岸安全。同时,在不侵占防洪库容、保障防洪安全的前提下,优化工程设计方案,加强实施管理,保障三峡水库防洪安全,促进库区经济社会可持续发展。

[1] 长江水利委员会.三峡工程地质研究[M].武汉:湖北科学技术出版社,1997.

[2] 长江水利委员会.三峡后续工作总体规划[R].武汉:长江水利委员会,2011.

[3] 长江水利委员会.三峡后续工作规划优化完善意见[R].武汉:长江水利委员会,2014.

2017-10-20

周 晖,女,扬子江工程咨询有限公司(湖北),高级工程师.

1006-0081(2017)12-0022-05

TV861

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(编辑:唐湘茜)

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