第五章　化害为利

1、第五章化害为利人类只能在适宜的环境生存、发展，否则，难以为继。然而，异常的自然演变、人类活动，往往超越环境的承受，应变能力和人们的认识、防范状况，危及人们的生命、活动、财产、资源、环境安全。中国的先民，很早就提出居安思危，防危杜渐，有备无患，常备不懈等思想、措施，力求达到防患于未然，治乱于未始境界。孔子教导人们认真研究多种灾祸，“不见高崖，何以知颠坠之患？不临深渊，何以知没溺之患？不观巨海，何以知风波之患？”三峡库区可能引发这些祸患，更应增强热爱生命，化害为利的文明意识。三峡库区处于吕梁、印支、燕山、喜山等构造运动影响范围，形成70%以上的山地。东南、西南暖湿气流与西北干寒气流回旋于此，大雨、

2、暴雨、特大暴雨造就流水等地貌。地质复杂、地形险峻，河水湍急，形成崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害多发区，重灾区。三峡工程在长江上游与中游的过渡河段建设高坝大库，直接改变长江流域水量、水质、水能的时空分布，间接改变水循环、水环境、水资源、水灾害的时空分布。根据古今中外水利工程的经验教训，可能引发淹没、浸没、渗漏、塌岸、库岸再造、水沙冲淤等分散、渐进灾害，还可能引发山体滑坡、岩土崩落、泥石流动、岩溶发展、水体污染、水库地震等集中、突发灾害。由于就近后靠，开发式安置百万移民，加快城市化、工业化进程，人们日益集中在山麓平坝、丘陵库边，可能加重灾害损失。国家于2001年7月至2003年期间，从三峡基金中拿出

3、40亿元专款，用于治理地质灾害，充分说明防治灾害的必要性和紧迫性。防治灾害是建设三峡工程的重要组成部分，旨在提高工程的可靠性，有效性，长期性。然而，人们对防治灾害的认识尚不一致。过去，强调正面宣传，介绍巨大效益，很少涉及负面危害，加剧认识片面、知识失衡，信息非对称。因此，很多江河、城市、工程很少设防，盲目乐观，高枕无忧。一旦发生灾害，手忙脚乱，难以启用应急体系，形成快速反应功能，造成大量二次、串联、并发事故、损失。近年来，在“时间就是金钱”，“利润重于生命”等思想指引下，事故频发，灾害日增。每天的报纸都记录着悲伤的血泪。重庆被国务院列为8个高发事故城市之一。2004年1-10月，共发生2043

4、起事故，死亡2518人。可是，又出现“当交学费”、“多难兴邦”等怪论。事实上，多难未必兴邦。常是丧失元气、积重难返，以烂为烂，破罐子破摔，形成恶性循环。许多王朝覆灭，企业倒闭即是明证。因此，失败也是失败之源。逻辑上，多灾多难不是发展的必要条件，更不是充分条件，而是价值连城的镜鉴。让人们看到无知、偏见、傲慢、愚味。还有人认为是“金钱、权力、黑恶、冷漠”等因素作祟。因此，更要宣传普及防治灾害基本知识。让人们了解重大灾害的发生规律，监测预报、防治措施，相关因素在成灾、防灾、减灾、灾后重建中的地位和作用，做到全民心防，随时应急，减少损失。最好化害为利。一、灾 害威胁人类生存、发展、损害人们生命财产的自

5、然演变和人类活动称为灾害。按形成灾害的主要原因、性质分为自然灾害和人为灾害。自然灾害是自然环境发生变异达到人们难以适应或抗拒的程度，导致生命财产和经济建设受到损害或破坏。自然灾害和人类灾害常常互为因果，互相影响，互相加强或削弱。水灾害包括人类未充分认识、防范，异常运动、存贮的水分，破坏自然环境的灾害，损害生命财产，威胁人类生存、发展的现象。水分若成为致灾因素，可使成灾环境，承灾物体产生下列灾害。（一）大地灾害使地表或地壳变异、失稳，如水土污染、土壤盐碱化、潜育化、沼泽化；产生滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、山崩地裂，水土流失等。（二）地质灾害使地壳岩土软化、活动，产生地动、地震，地面升降等。（三

6、）人为灾害人们在改造、利用自然活动中，有意识或无意识造成的灾害，如随意筑坝建库，超采地下水，排放有毒有害物质等。造成堤坝垮塌，资源枯竭，水域突变，地面沉降，矿井突水等。二、相关因素灾害学是一门专业性、综合性很强的系统科学。灾害系统由成灾环境、致灾因素、承灾物体三部分组成，并有发生、发展、消亡过程。（一）成灾环境即灾害的空间分布，构成地球物质环境的层圈，如大气、水分、岩土、生物等气、液、固、混合态物质的状况、特征。（二）致灾因素常指成灾环境中具体引起变异，造成灾害的各种自然演变、人类活动，物质运动、能量变化等因素。（三）承灾物体常指发生变异，承受灾害的地域、生物、人类及其创建物体。这三者的实际组

7、成及其严重程度，便是灾害的灾情或灾度。三峡库区的水灾害是对库盆、水体、岩土、建筑物的多种损害。三、灾害分类发生灾害的地域、环境、原因、程度各不相同，划分灾害的依据、标准、种类也很多。（一）按学科领域或成灾环境，分为天文、大气、大地、地质、生物、海洋、人为等灾害。（二）按成灾范围和属性差别，分为全国、流域、局地、山区、城镇、海洋等灾害。（三）按承灾物体性质，分为农业、工业、工程、经济等灾害。（四）按灾害强度和持续时间，分为轻微、严重、急剧型、延续性等灾害。三峡库区的基本水害，主要是局地、山区、工程、经济、严重、急剧型灾害。也有可能演变为农业、工业、城镇、延续型，大范围灾害。由于地球各层圈有相对独

8、立性和密切关联性，使各种灾害也有类似性质。有的灾害单独出现，有的组合发生；有的互为因果，有的相互引发。因发生某一灾害而诱发其它灾害，称为灾害链。灾害链还可分为串发、并发两种类型。串发灾害链常指在某一起主导作用的原生灾害的影响下，诱发出一连串的次生灾害。并发灾害链常指发生一种灾害促使该地几乎同时衍生许多其它灾害。由于致灾因素和承灾物体，在时间上的不规则性和空间上的不均匀性，造成灾害的时空分布相对聚集或分散，即有时（如丰水期）众灾丛生，有时（如枯水期）平静少发；有的地区（如峡谷段）多灾，有的地区（如宽谷段）少灾，视成灾的物质、能量及其传播而定。三峡库区的水灾害可能形成严重的群发、链发、叠加水体灾害

9、。四、减灾措施有史以来，人们都在和自然灾害进行斗争，世世代代实施许多防卫措施。中国也坚持减灾活动，反复强调减少灾害，保护人类生存环境和人民生命财产的重大意义，加强中央、部委、地方、民间四类组织协调，明确减灾的项目标任务，逐步减少损失15-30%。但是，仍然没有减轻或消除灾害。一些地方还在重复许多同样的灾害。一时一地预报成功某种灾害，另时另地却预报失败。有时预报要发生某种（如洪水）灾害，并采取了多种防护措施，却没有出现；有时没有预报，没有准备，却发生了（如干旱）灾害；有时正遭受某种灾害，又接连发生瘟疫等其它灾害。这些情况说明灾害的复杂性、多变性、不确定性，也表明人们研究灾害还较少，还没有充分认识

10、灾害发生、发展、消亡的规律，还没有完全掌握防治灾害的措施。灾害学这门科学还不成熟。另外，人们大力开发利用水资源，开始关注保护水环境，轻视防范水灾害。这些考虑不周的行为，造成许多不应有的损失。因此，应加强对灾害的科学研究，全面、深入认识各种灾害的成因和发展规律；根据灾害发生、发展、消失过程，提出预防预报、抢灾救灾，减灾防疫，灾后重建等环节的对策；吸取国内外的经济教训，应用科技成果，把科研与综合防治灾害结合起来，推动减灾活动顺利进行，进而化害为利。重视灾害管理，已成为社会共识。但是，根据国内外的经验教训，还要增强灾害过程阶段的管理能力，包括防灾的工程、生物措施，监测、预报；成灾的社会控制，居民反应

11、；救灾的快速撤离，医疗消毒；减灾的灾后重建，恢复。这种能力，体现为物质方面的生产能力，经济实力、综合国力，居民安全生活的保障能力；精神方面的灾害管理科学发展水平，社会管理机构的服务水平，存在的必要性。第一节库水浸没库水浸润库岸，波浪增高岸贮，库盆渗漏使周边地下水达到有害高度，范围、时间，称为库水浸没。它是地表水转为地下水形成的灾害。隐蔽的库水浸没，不同于显露的库水淹没，常被人忽略，造成许多损失。三门峡等水库的浸没危害，使人们认识到它是不可忽视的环境地质和水文地质问题，必须深入研究解决。一、基本危害国内外的库水浸没已产生下列危害：（一）水土污染，含水层、饮水井的水质下降；沼泽区蚊蝇滋生，卫生条件

12、恶化；（二）农田荒芜，盐碱化、沼泽化，使植物根部缺氧，生长不良，减产或涝死绝收；（三）地面被库水饱和，强度下降，铁路、公路发生翻浆、冻胀、损坏；工矿企业和民用建筑物沉陷、开裂、倒塌；（四）地下水位升高，增大矿井、隧道等地下建筑的水压力或涌水量，淹没地下室、管沟、水池、油罐、煤仓等设施；（五）涉及水利建设的坝址选择，大坝安全，确定正常水位，征地范围，土地利用，库区移民，库底清理、库岸保护等重大事项。二、主要实例国内一些水库的浸没危害如下：（一）官厅水库1951年动工兴建在河北省怀来县，海河支流永定河上，库容22.7亿立方米。1953年汛期发挥防洪作用，最高蓄水高程478.11米，浸没带高程达48

13、5-500米。1955年7月下旬正式启用，浸没地带宽度在3千米以上，地下水位普遍升高：原妫水河北岸的辛庄上升2.7米，甘林村上升3米，定州营上升1.7米，使盆地数千亩农田沼泽化、盐碱化，果树和农作物减产，部分涝死绝收；几十个村庄的部分墙垣开裂，房屋倒塌。补建大量排水工程，改变相应耕作制度，才得到好转。（二）黄壁庄水库建在河北省滹沱河上，1959年蓄水后，在汛期达115米高程，尚未到正常蓄水位127.5米，副坝下游坡面出现渗漏，管涌和坍坡，灰北、小壁、郑村等七个村庄发生房屋倒塌、井水变苦和土地沼泽化。60年代初，修建排水减压井渠系统，才予解决。（三）龙门水库建在河北省沙江上，1961年8月蓄水至

14、66.32米高程，副坝下游普遍出现管涌，距坝轴线300米的一万平方米地面沼泽化；库水位升至67.42米，坝后沼泽化面积扩大到四万平方米，并有冒沙、坍坑等现象，补设排水减压井予以处理。（四）三门峡水库建在河南省黄河中游，1960年9月蓄水后，两岸地下水位普遍升高，对沙溪口居民点等周边地区造成一系列影响。、库周塌井蓄水前，地下水位较低，稳定，极少塌井。蓄水后，地下水位很快上升，粉砂或松散黄土井壁遇水崩解，坍塌或井水变苦、变咸、质量下降，给群众生活造成较大困难，需拉运库水饮用。、地面湿软房屋塌毁，道路泥泞，交通困难。、耕地大面积盐碱化、沼泽化，果树涝死，作物减产。、地面潮湿，当地群众患风湿病，腰腿病

15、增多。为改善排水条件，修建120千米排水沟，12座排水站，9项放淤工程，淤灌14万亩土地，取得初步成效。（五）水槽子水库在云南以礼河上，西邻金沙江，平距15-16千米，低1300米，两者之间有茨坪断层；西南邻那姑盆地，平距2.5-3千米，低90-150米。由于水库高于地下古代和现代的深层岩溶通道，盆地地面、江河河床，库水排泄，建成后不久即发生漏水，渗漏量为每秒1.8立方米。蓄水76天后，距水库约3千米的那姑盆地边缘，白雾三村一带田地被浸没，出现新的泉群，流量为每秒79.5升。在平距15千米以上的金沙江边龙潭沟，原有的岩溶泉流量增大，新增的泉眼流量达每秒0.616立方米。两处的平均渗漏流速分别为

16、每昼夜219米和1140米，呈现不同的水位差和地下通道特点。另外，桃子水库附近的矿区，刘家峡水库的炳灵寺古迹等亦受到浸没影响。三、浸没条件通常从地下水的运动、存贮条件，对比分析容易或不易发生浸没的相关因素。（一）地下水运动、存贮条件良好的地区容易发生浸没。、地形蓄水位上下一定高程范围内，坡度平缓、河谷宽大，阶地发育、下一级阶地与上一级阶地的连接地段，库岸与支流河口，山前冲积扇，沼泽边缘地带，地面高程低于或约高于正常蓄水位的封闭、半封闭洼地，围堤或顺河坝的背水侧，与库水向外渗漏通道相关联的邻谷或下游地区，库水能浸润，流动的地形、土壤，都可能发生浸没。、地质与库水没有不透水层（岩石、粘土、堤坝）阻

17、隔的地带；结构松散，易透水，下部有相对不透水层的土壤、沙地；地表水和地下水排泄不畅地带；库区周围低于或接近正常蓄水位的矿坑、洞室、隧道、地下建筑物。、植被库岸附近的水生、湿生、中生植物的分布，根系的长度、深度、密度、吸水作用，干枝叶的生理散发作用；茂密的芦苇犹如吸水泵，阔叶榕树类似抽水机，都可能增强或减弱浸没状况。、地下水蓄水前的地下水埋藏不深，蓄水后地下水位升高。库水位超过正常高水位，按水气混合物分析，库水的含水量，水分压高于库岸岩土，大气的含水量、水分压，库水因毛细作用，物理蒸发，向岩土、大气运动，形成浸没。库岸的某些岩土潮解，加速风化，剥离也缘于此。（二）不易发生严重浸没的条件，主要有：

18、库岸是质地致密，相对不透水的岩土层；或与库水有相对不透水层、堤坝阻隔，其底板高于水库设计水位；岸坡在正常蓄水位以上，有经常流水的溪沟、泉井等水源通道，便于排除、疏干水分；地下水位高于或等于蓄水位，处于类似饱和，外来水分不能进入状态。（三）三峡库区根据相关地形、地质、蓄水位及其变化情况，容易发生浸没的地区主要分布在下游、南岸、宽谷、阶地。如水库边缘的平缓地带，一二级阶地，宽谷农耕地，河弯凸岸地，各支流的河口，山前洪积扇与洪积裙相连地带，蓄水较深，水位变化较大地带。地下水埋藏较浅，地表水和地下水排泄不畅的库岸地带，库岸附近的封闭或半封闭洼地、沼泽、湿地的边缘地区，与水库渗漏、排泄通道相连的邻谷洼地

19、（如清江流域），大坝下游至洞庭湖、江汉平原低地，范围较大，颇宜注意。四、浸没观测对水库周围，因库水引起地下水位升高而形成的浸没地，进行勘探观测和调查研究。目的是了解浸没状况，对当地生产、生活的影响；分析产生浸没的具体原因，推算最大可能的浸没范围和影响程度；为采取有效防治措施提供可靠依据，验证处理办法的效果；积累水库勘探规划中有关浸没调研的经验。（一）观测过程一般是在水库蓄水前后全过程，对地表水和地下水情况进行长期观测。1、在测绘工程地质的基础上，针对库区可能浸没地段，选择代表性剖面，进行勘探试验，了解地层结构，各层岩土的厚度、性质、含盐量，给水度，渗透系数；毛细水饱和带高度；地下水类型、水位、

20、水质、补给量与排泄量等。2、用类比法预测地下水位升高值；或根据模型试验结果，计算地下水位升高值。3、调查并确定农田和各种建筑物的地下水临界深度，即浸没标准或允许值。它与当地的气候、地质、地下水的矿化度；作物种类、耕作方法，灌溉和排水设施；以及建筑物特性、基础类型和砌筑深度等因素有关。4、绘出与水库设计蓄水位和持续时间较长水位，相对应的浸没范围和浸没程度预测图。由于地质条件的复杂性，地下水位升高值的计算结果与实际情况常有出入。因此，划定浸没范围时，应增加安全裕度。（二）观测内容根据可能的浸没范围，影响程度和地形、地质条件而定，并分为地下、地面观测两类。1、地下观测主要是浸没地区的地下水位，渗出水

21、的流量和水质等参数。通常结合实际情况，选定重点地区，在不同断面设置观测点，每个断面至少设置三个观测点。如断面附近有可利用的泉眼，水井或水文地质钻孔，也可借用。各断面都应具备水文地质和工程地质资料。否则应在设置观测点时进行勘探，以便切实、深入分析具体情况。2、地面观测包括现象观察和情况调研，主要内容有，库水位，浸没范围及其程度；水土污染、酸、碱、盐含量，沼泽化的范围和程度；地面裂缝和塌陷情况，渗出水和积水情况；建筑设施变形损坏情况，工业生产和交通运输所受影响；不同品种的草木和农作物生长情况；环境水质和居民生活情况；已采取排水设施的排水量、水质、水温等运行情况及效果等等。（三）观测时间在水库蓄水过程中，选择典型地段，进行地下水位和浸没范围的长期例行观测。以后按已发生的浸没变化，以便及时采取措施，合理利用土地，减少浸没损失。在融冰、暴雨、库水位较高或变动较大时节，采取新措施后，加强特殊观测。结合岩土性质，灌溉、供水、塌岸、水库淤积等资料，进行定期或非定期综合分析，研究地下水变化状况，规律和相关影响因素，推断在高库水位时的埋深分布和可能的浸没范围变化，并继