李良東 俞鋼
(1.黃河勘測規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司,河南 鄭州 450003;2.水利部黃河流域水治理與水安全重點實驗室,河南 鄭州 450003)
水利水電工程建設(shè)中,水庫工程移民是一項非常重要的工作,關(guān)系到工程建設(shè)的成敗。移民征地范圍的設(shè)計是水庫工程移民規(guī)劃中的核心技術(shù)工作,水庫移民征地范圍主要包括水庫淹沒范圍、地下水浸沒范圍、庫周地質(zhì)災(zāi)害影響范圍等。其中,水庫淹沒范圍對工程移民投資影響最大。做好研究和科學(xué)確定移民征地范圍,是工程移民工作的基礎(chǔ),在工程實踐中具有重要的意義[1?3]。
水庫淹沒范圍應(yīng)從大壩正常蓄水位、設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)、風(fēng)浪影響、冰塞壅水影響等工程設(shè)計要素出發(fā)進行科學(xué)論證,根據(jù)安全、經(jīng)濟、便于生產(chǎn)生活的原則,綜合分析確定水庫淹沒移民征地高程和范圍[3?4]。
設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)要依據(jù)淹沒對象不同而采取不同的設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn),依據(jù)規(guī)范[3],不同淹沒對象的設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)根據(jù)淹沒對象的重要性、水庫調(diào)節(jié)性能及水庫運用方式,在安全、經(jīng)濟和考慮其原有防洪標(biāo)準(zhǔn)原則下綜合分析確定,具體見表1。
表1 設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)
洪水計算方法,根據(jù)雨量資料計算設(shè)計洪水,工程中可選用當(dāng)?shù)鼐C合單位線法進行洪水計算,結(jié)合工程的實際情況,計算出計算區(qū)集雨面積洪水、上游水庫的洪水調(diào)洪后的下泄流量,兩者疊加后為計算水庫的設(shè)計洪水入庫過程線。計算設(shè)計洪水入庫過程線后,可以計算出不同洪峰流量下的庫水位高程及其相應(yīng)的淹沒高程。
計量淹沒高程等于設(shè)計洪水位高程加上風(fēng)浪爬高和冰塞壅水高度。風(fēng)浪爬高、冰塞壅水高度需要通過相應(yīng)的計算公式進行計算。此外,還要考慮水庫回水情況,一般經(jīng)過論證,采用的淹沒高程要大于計算的淹沒高程。
確定淹沒范圍要遵循的原則,一是保證水庫按設(shè)計規(guī)模充分發(fā)揮效益,盡量少淹沒土地,盡量減少遷移人口并結(jié)合其他因素合理確定水庫淹沒范圍。二是移民和征地水位設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),要根據(jù)淹沒對象的重要性和原有防洪標(biāo)準(zhǔn)、水庫調(diào)節(jié)性能及運用方式并結(jié)合我國人多地少的國情反復(fù)論證后而定。
水庫移民征地范圍確定后要實測界樁,對確定的庫區(qū)淹沒范圍開展移民實物調(diào)查工作,調(diào)查受影響的耕地、人口、房屋、工程項目、企業(yè)、通信、電力、礦產(chǎn)、森林及文物古跡等實物情況,在此基礎(chǔ)上分析研究水庫移民對該地區(qū)自然環(huán)境和國民經(jīng)濟的影響,并提出庫區(qū)移民安置規(guī)劃,庫區(qū)建設(shè)和水庫淹沒處理投資概算以及移民分期實施計劃。
水庫淹沒增加了水庫水面面積和調(diào)蓄水量,減少了洪水威脅,提高了河流下游防洪標(biāo)準(zhǔn),下游群眾的生產(chǎn)生活條件得到了改善;改善了供水條件,促進工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展;地表水資源經(jīng)過水庫調(diào)節(jié)后,可以實現(xiàn)工業(yè)供水、農(nóng)業(yè)灌溉,改善庫區(qū)農(nóng)業(yè)、林業(yè)及工業(yè)用水供應(yīng)狀況;改善下游河道水質(zhì),提供清潔能源,為繁榮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟提供了條件;促進水庫經(jīng)濟發(fā)展;改善生態(tài),在庫周植樹造林,美化庫周環(huán)境,并發(fā)展庫區(qū)旅游。
當(dāng)然,水庫淹沒也有不利影響,水庫蓄水后造成的淹沒損失,加重了當(dāng)?shù)氐耐恋貕毫?;水庫蓄水運用期間,造成庫區(qū)坍岸、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害,使庫區(qū)附近的自然生態(tài)環(huán)境發(fā)生變化,給當(dāng)?shù)厝罕姷纳a(chǎn)生活帶來一定困難,需要采取一定的治理保護措施。
移民安置規(guī)劃是水庫淹沒處理設(shè)計工作的核心,直接關(guān)系到廣大庫區(qū)移民的生產(chǎn)和生活,影響水庫工程施工以及工程效益的發(fā)揮,水庫移民安置的規(guī)劃原則是水庫移民安置方式多樣化,充分開發(fā)利用當(dāng)?shù)刭Y源,移民安置盡量不出縣,不到病區(qū),不分散零星插隊,除少數(shù)投親靠友者外,盡量通過新建移民新村集體安置。移民新村居民點的選定,要取得遷安雙方同意,要建設(shè)好水源、電力、通信、交通、學(xué)校、集鎮(zhèn)等基礎(chǔ)生產(chǎn)生活設(shè)施。選定的安置區(qū)必須使移民每人都有地,分配土地要旱地和水澆地搭配,且適當(dāng)集中,便于經(jīng)營。安置后移民生產(chǎn)要有出路,生活有保證,不低于搬遷前的生活水平。要結(jié)合扶貧幫扶、共同富裕,認(rèn)真規(guī)劃好移民搬遷安置后的可持續(xù)發(fā)展的方法和途徑。
為保證水利水電工程運行安全,防止水質(zhì)污染,使水庫盡快發(fā)揮綜合效益,須對庫底進行清理。要對正常蓄水位以下全部水域內(nèi)的房屋、建筑物進行拆除,對砍伐的林木和衛(wèi)生設(shè)施等進行清理,對污染源地進行消毒處理和清理[5]。
充分利用水庫進行養(yǎng)殖、種植,發(fā)展多種經(jīng)濟。水庫蓄水后,建造碼頭,購置船只,開展庫區(qū)航運工作。充分利用消落區(qū)土地,結(jié)合水庫年調(diào)節(jié)運用,明確消落區(qū)和汛期限制水位之間周期性被淹沒土地的界限,規(guī)劃出消落區(qū)長年可利用的耕地、季節(jié)可利用的耕地。在服從水庫運用的前提下,根據(jù)氣象預(yù)報,由水庫管理局和當(dāng)?shù)卣餐I劃利用好消落區(qū)土地,發(fā)展移民生產(chǎn)。
水庫移民征地范圍的確定,除了考慮水庫淹沒問題外,還要考慮水庫浸沒問題。水利水電工程修建過程中和修建完成投入運用以后,水庫要進行不同高程的蓄水,水庫蓄水后使庫區(qū)周圍地下水水位相應(yīng)壅高,從而使得庫周地下水位接近或高于地面,地下水接近或高于地面的結(jié)果會導(dǎo)致地面農(nóng)田鹽堿化、沼澤化,并導(dǎo)致村莊房屋、學(xué)校、廠房等建筑物地基條件惡化,造成墻體開裂,及地窖、礦道涌水等,這種現(xiàn)象稱為浸沒。浸沒還會帶來樹木根系腐爛、森林退化等環(huán)境問題。因此,劃定移民征地范圍時,要研究浸沒范圍。
水庫周邊地區(qū)是否產(chǎn)生浸沒,應(yīng)通過水庫浸沒定量計算進行評價,計算程序:地下水壅高水位計算,壅高水位加上土壤毛細(xì)水上升高度,再加上地下水安全超高值,可求得水庫蓄水、地下水最終上升水位高程,根據(jù)評價區(qū)現(xiàn)狀(主要指評價區(qū)地面高程、建筑物基礎(chǔ)埋深、植物作物根系最大深度等)評價浸沒情況[6?7]。
水庫浸沒定量計算通常采用公式法即卡明斯基法,對于地下水為潛水,計算的地質(zhì)模型如圖1所示,通過式(1)可計算地下水位壅高數(shù)值。
式中:h1為蓄水前的地下水位,m;h2為河水位,m;Z2為水庫正常蓄水位與蓄水前河流水位的高差,m。
當(dāng)浸沒臨界埋深值Hcr大于計算的潛水的壅水埋深值時,則會產(chǎn)生浸沒。反之,不存在浸沒問題。Hcr可按式(2)進行計算。
式中:Hk為地下水位以上的土壤毛細(xì)水最大上升高度,m,可通過土工試驗或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗取值;ΔH為安全超高值,m,可通過論證選取,一般選取原則是,對農(nóng)業(yè)區(qū)該值大致為植物、作物根系層的厚度(0.3~0.5 m),對村鎮(zhèn)、城鎮(zhèn)區(qū),該值取決于基礎(chǔ)埋深和地基土的地質(zhì)條件等因素。
在水庫前期設(shè)計階段,要針對浸沒問題進行工程地質(zhì)勘察,為確定浸沒范圍、移民搬遷范圍以及需要采取浸沒防護措施提供工程地質(zhì)資料。一般村鎮(zhèn)區(qū)采用1∶1 000~1∶2 000、農(nóng)業(yè)區(qū)采用1∶5 000~1∶10 000比例尺的地質(zhì)測繪,對有重要意義的有可能浸沒地段,要進行勘探試驗和長期監(jiān)測工作,以便核實和查明浸沒區(qū)水文地質(zhì)條件,研究地下水埋深及其動態(tài)變化規(guī)律,查明浸沒臨界值、土的滲透系數(shù)、給水度、土壤毛細(xì)水上升高度、地下水化學(xué)成分等。
在此基礎(chǔ)上進行非穩(wěn)定態(tài)潛水計算,編制出不同庫水位情況下的潛水等水位線和埋深預(yù)測圖,對不同庫水位時的浸沒范圍作出判定,并對浸沒危害作出評價,針對需要搬遷安置的移民提出處理意見,對于不需要搬遷的地區(qū),提出針對浸沒問題的防護措施建議。
水庫蓄水以及庫水位升降變動等地質(zhì)環(huán)境條件的變化,會隨之產(chǎn)生水庫塌岸、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害,給庫周村民生活和生產(chǎn)帶來危害[8],移民征地范圍要考慮地質(zhì)災(zāi)害影響范圍問題。
塌岸是指水庫蓄水初期或水庫建成投入運用后,水庫回水使庫區(qū)沿岸地區(qū)的環(huán)境地質(zhì)條件發(fā)生改變,特別是在水庫上、下游水面比較開闊的沿岸地區(qū),由于水位的升高造成河流局部侵蝕基準(zhǔn)面和地下水位的抬高,原來處于干燥狀態(tài)的土石體遭受庫水的浸蝕,引起地表水、地下水流條件的改變,波浪成為地表水流改造岸坡的主要外在動力。對于抗沖刷能力較弱的疏松土質(zhì)體的岸坡,會以底部掏蝕懸空,上部剝落、崩塌、錯落、滑塌等形式破壞,造成庫區(qū)內(nèi)庫岸和壩址下游河岸岸線節(jié)節(jié)后退,塌陷的土體部分沉積于水下形成淺灘。疏松的土體庫岸在庫水作用下,岸壁逐漸后退和淺灘逐漸擴大,達到一定程度后穩(wěn)定下來,形成新的一定時段內(nèi)相對穩(wěn)定的岸坡。我國黃河流域修建的各類水庫,黃土岸坡水庫塌岸是常見的問題。水庫塌岸使得岸邊的村莊、道路和大量農(nóng)田遭受毀壞。
庫岸邊坡滑坡,是指對于土質(zhì)岸坡、基巖岸坡,如果岸坡存在潛在的滑動面或存在不利于穩(wěn)定的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面、坡體表部松散地積層與基巖面,在庫水、雨水的作用下,岸坡坡腳受庫水掏蝕,坡體表部受地表水沖刷和坡體內(nèi)部地下水流沖蝕,庫岸邊坡會逐漸失去穩(wěn)定性,沿著潛在的滑動面或者坡體表部松散堆積層與基巖面而產(chǎn)生滑坡。三峽水庫移民搬遷安置工作中,巴東某移民新城建在滑坡體上,1979—1985年前后3次遷城選址,兩次建城,造成投資浪費[8?9]。
全面開展水庫地質(zhì)災(zāi)害問題勘查,查清水庫環(huán)境地質(zhì)條件,分析水庫村民點已有和潛在可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害問題,通過計算定量評價水庫村民點地質(zhì)災(zāi)害問題,評估地質(zhì)災(zāi)害的范圍、規(guī)模和影響,堅持人員遷出避險與工程措施治理相結(jié)合,妥善處置。針對水庫村民點典型地質(zhì)災(zāi)害,一般采取移民搬遷、工程措施治理、安全監(jiān)測、群防群治等技術(shù)處理措施。
3.2.1 移民搬遷。針對現(xiàn)狀和未來可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害,若地質(zhì)災(zāi)害屬于點多且規(guī)模大、威脅性大、無法實施工程措施治理的,應(yīng)該采取整體搬遷的方針,一次性解決村民安全問題。
3.2.2 工程措施。在確保人民群眾生命和財產(chǎn)安全的前提下,本著盡可能保護土地的原則,對于地質(zhì)災(zāi)害可以通過工程措施治理的,要通過岸坡加固,防沖、防浪、防滑坡、防塌岸等工程措施進行處理,一方面確保庫岸邊坡的安全,另一方面又保護了土地、耕地,保證庫周村民點村民安居樂業(yè),促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
3.2.3 安全監(jiān)測。對于未來一定不利組合條件下有可能產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害的水庫周邊村民點,要制定科學(xué)的安全監(jiān)測方案,認(rèn)真開展地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測工作,及時預(yù)警預(yù)報地質(zhì)災(zāi)害,運用現(xiàn)代科技手段,保障人民群眾生命和財產(chǎn)安全。
3.2.4 群防群治。通過群防群治工作,全面發(fā)動村民,建立全面系統(tǒng)的防災(zāi)預(yù)警預(yù)防體系。要針對庫周村民大力開展地質(zhì)災(zāi)害知識宣傳,普及地質(zhì)災(zāi)害知識,讓人民群眾掌握地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的規(guī)律,了解地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的條件、特點、危害、應(yīng)急躲避措施等,提高抵御地質(zhì)災(zāi)害的能力。
工程移民問題涉及面廣,具有高度的復(fù)雜性,它不僅是一個工程問題、經(jīng)濟問題和資源問題,更是一個社會問題和政治問題。因此,對于移民征地搬遷范圍劃定問題必須堅持實事求是,分門別類,區(qū)別處理,確保人民群眾生命和財產(chǎn)安全,盡可能保護土地,制定科學(xué)的方案。對于選擇移民搬遷與安置的村民,移民搬遷與安置方式要有多樣性,可以采取集中建設(shè)移民新村城鎮(zhèn)化集中安置,撥付土地傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)化生產(chǎn)安置,水—山—林—景新經(jīng)濟的當(dāng)?shù)靥厣a(chǎn)業(yè)安置,移民一次性經(jīng)濟補償自謀職業(yè)安置,建設(shè)合資參股公司生態(tài)旅游、生態(tài)養(yǎng)老等專業(yè)化公司安置等多種模式。把移民工程做成得民心、順民意的暖心工程和富民工程,把被動的純粹移民安置轉(zhuǎn)化成主動為促進當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展輸送人力資源的主動安置,以有限的移民項目安置資金換取最大的社會安置效益,促進當(dāng)?shù)乜h域社會經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展。