王進(jìn)衛(wèi)

（北京市地質(zhì)工程勘察院，北京 100048）

0 前言

國(guó)內(nèi)外對(duì)災(zāi)害的研究歷史非常久遠(yuǎn)，20世紀(jì)60年代前，自然災(zāi)害研究主要限于災(zāi)害機(jī)理及預(yù)測(cè)研究，70年代，美國(guó)首先對(duì)加州的地震、滑坡10種自然災(zāi)害進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（張梁等，1998）。我國(guó)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的研究起于70年代，主要對(duì)災(zāi)害分布規(guī)律、形成機(jī)理、趨勢(shì)預(yù)測(cè)等方面分析，評(píng)價(jià)類(lèi)型有崩塌（危巖）、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂縫、海水入侵等。北京的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與研究可追溯到20世紀(jì)60年代，基本與國(guó)內(nèi)外同步，并按災(zāi)害動(dòng)態(tài)特征（北京市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局等，2008），按突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害中的崩塌、滑坡、泥石流、采礦塌陷、地震、砂土液化，以及緩變型的地面沉降和地裂縫等相對(duì)常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型進(jìn)行分析研究，并采取預(yù)報(bào)預(yù)警等相應(yīng)措施。本文結(jié)合北京風(fēng)電場(chǎng)災(zāi)害評(píng)估對(duì)北京及周邊不常見(jiàn)的水庫(kù)浸沒(méi)和庫(kù)岸坍塌等兩種災(zāi)害類(lèi)型進(jìn)行分析探討，分析了兩者對(duì)建設(shè)場(chǎng)址的現(xiàn)狀危害，并準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了水庫(kù)浸沒(méi)和庫(kù)岸坍塌對(duì)工程建設(shè)運(yùn)行的影響，提出了適宜的危險(xiǎn)性量化指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)合理的防治危害措施。經(jīng)多年運(yùn)行監(jiān)測(cè)，北京風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行平穩(wěn)，不僅保障了2008年奧運(yùn)項(xiàng)目順利召開(kāi)，且長(zhǎng)期為北京及周邊地區(qū)提供可靠的清潔能源。

1 概述

北京風(fēng)電場(chǎng)是為改善北京能源結(jié)構(gòu)，為北京電網(wǎng)提供清潔可再生資源，減少大氣污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境使首都北京成為“宜居城市”而建設(shè)的。規(guī)劃裝機(jī)總?cè)萘繛?00MW，由數(shù)10臺(tái)高度約65m、單機(jī)容量為1250kW風(fēng)力的風(fēng)電機(jī)和一座專(zhuān)用變電站構(gòu)成。場(chǎng)址位于北京市西北端、河北省懷來(lái)縣狼山風(fēng)口東南端官?gòu)d水庫(kù)南岸的狹長(zhǎng)地帶，海拔高度在476～479m之間。由于場(chǎng)址地勢(shì)較低，西北方向的氣流通過(guò)官?gòu)d水庫(kù)的水面產(chǎn)生增速效應(yīng)，不易產(chǎn)生紊流，并且無(wú)明顯的破壞風(fēng)速，狼山山口使西北氣流在這里具加速作用，使得該地區(qū)的風(fēng)力資源非常豐富，多年最大平均風(fēng)速為13.6m/s，這里風(fēng)大且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。因此，官?gòu)d水庫(kù)沿岸是北京區(qū)域內(nèi)理想的風(fēng)電場(chǎng)址。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

風(fēng)電廠場(chǎng)地位于延慶盆地與懷涿盆地交匯部位，官?gòu)d水庫(kù)庫(kù)區(qū)南岸的山前傾斜平原（圖1）。地勢(shì)總體呈南高北低之勢(shì)，自山前沖洪積扇頂部向水庫(kù)中心傾斜。周邊主要斷裂為北東向的桑園堡—狼山—方家沖斷裂、大古城—康莊斷裂和北西向的狼山—新保安斷裂。地表為第四系覆蓋層，基底為太古界，第四系沉積厚度100～200m左右，地層巖性以砂質(zhì)粉土、粘質(zhì)粉土、粉砂、砂礫石為主（圖2），第四系孔隙水主要為潛水。

官?gòu)d水庫(kù)自1955年8月開(kāi)始蓄水運(yùn)行以來(lái)，水庫(kù)周?chē)貐^(qū)地下水位抬高，從而引起土地鹽漬化，導(dǎo)致農(nóng)作物、果樹(shù)減產(chǎn)死亡，部分民房開(kāi)裂、倒塌、道路翻漿等現(xiàn)象（河北省地礦局第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，1987）。水庫(kù)庫(kù)岸周長(zhǎng)約220km，庫(kù)岸坍塌幾乎年年發(fā)生，坍塌總長(zhǎng)度約58.74km（魯桂春，2011）。

圖1 北京風(fēng)電場(chǎng)及周邊地貌及第四系地質(zhì)圖Fig.1 The surrounding geomorphology and the fourth geological map of Beijing wind farm

圖2 北京風(fēng)電場(chǎng)工程地質(zhì)剖面示意圖Fig.2 Engineering geological section schematic of Beijing Wind Farm

3 地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型及特征

通過(guò)分析研究項(xiàng)目工程特點(diǎn)、規(guī)模及地質(zhì)環(huán)境條件，確定了除北京地區(qū)常見(jiàn)的活動(dòng)斷裂及砂土液化災(zāi)害類(lèi)型，還有北京地區(qū)并不常見(jiàn)的水庫(kù)浸沒(méi)、庫(kù)岸坍塌等兩種潛在地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型。而后者在北京市現(xiàn)行規(guī)范中亦未對(duì)其評(píng)價(jià)和量化指標(biāo)等有具體要求，故本文僅分析研究水庫(kù)浸沒(méi)、庫(kù)岸坍塌對(duì)風(fēng)電廠場(chǎng)地的影響。

3.1 水庫(kù)浸沒(méi)

（1）浸沒(méi)危害及特征

①對(duì)民房破壞：水庫(kù)浸沒(méi)對(duì)民房的破壞作用主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，其一由于地下水位抬升，地基土層飽和，巖性相對(duì)變軟，強(qiáng)度降低，進(jìn)而破壞民房的穩(wěn)定使其開(kāi)裂甚至倒塌；其二由于地下水位上升，當(dāng)?shù)叵滤簧仙恋乇韮鼋Y(jié)深度內(nèi)，在冬季的凍結(jié)過(guò)程中，凍土表現(xiàn)有明顯的凍脹性，春季凍土消融，巖性松軟，壓縮性急劇增大，強(qiáng)度降低，地基下沉，因而民房受到破壞甚至倒塌。

②土壤次生鹽漬化：水庫(kù)浸沒(méi)區(qū)范圍內(nèi)，使易溶鹽集聚，地表普遍出現(xiàn)土壤次生鹽漬化，易溶鹽含量一般為0.07%～0.18%，局部達(dá)到0.53%，超過(guò)鹽漬土0.5%的含鹽量標(biāo)準(zhǔn)；水化學(xué)類(lèi)型有重碳酸鹽硫酸鹽型、硫酸鹽氯變物型、重碳酸鹽型等，陽(yáng)離子中鉀、鈉、鈣居首位，其次為鈣鎂，土壤次生鹽漬化會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物、果樹(shù)減產(chǎn)甚至死亡，加速對(duì)建筑材料的腐蝕。

（2）水庫(kù)浸沒(méi)歷史危害情況

官?gòu)d水庫(kù)自1954年開(kāi)始蓄水運(yùn)用以來(lái)，水庫(kù)周?chē)貐^(qū)地下水位升高，已造成過(guò)土壤鹽漬化、農(nóng)作物、果樹(shù)減產(chǎn)死亡，部分民房開(kāi)裂、倒塌、道路翻漿等危害。據(jù)懷來(lái)縣和涿鹿縣水利局1983年5月調(diào)查報(bào)告，浸沒(méi)涉及眾多鄉(xiāng)鎮(zhèn)（表1），僅懷來(lái)縣浸沒(méi)479m線以上耕地191930.5畝，涿鹿縣受官?gòu)d水庫(kù)浸沒(méi)影響范圍總面積140km2，占全縣耕地面積的19%。原建于水庫(kù)岸邊482m高程處懷來(lái)縣東花園鄉(xiāng)太師莊村，先后歷經(jīng)兩次搬遷，先是由于1954年修建水庫(kù)全村280多戶900多口人已全部搬遷至即現(xiàn)在的太師莊舊村(高程490～492m)，1956年春季浸沒(méi)災(zāi)害嚴(yán)重，村內(nèi)外翻漿，土地沼澤化，層內(nèi)地面潮濕，爐坑內(nèi)冒泉，地基下沉，墻壁裂縫的房屋占房屋總數(shù)的70%，1957年促使40多戶160多口人進(jìn)行再次搬遷至即現(xiàn)在的太師莊新村。1961年以后，庫(kù)水位后退，浸沒(méi)狀況逐漸好轉(zhuǎn)。

表1 1983年調(diào)查浸沒(méi)危害統(tǒng)計(jì)情況Tab.1 Investigation of the statistics of immersion hazards in 1983

（3）水庫(kù)浸沒(méi)現(xiàn)狀分析

官?gòu)d水庫(kù)供水運(yùn)用原則：為保證汛期水庫(kù)及下游防洪安全，汛期水庫(kù)水位不超過(guò)汛限水位(死水位)476m，其它月份不超過(guò)正常蓄水位479m。據(jù)官?gòu)d水庫(kù)多年運(yùn)行資料，水庫(kù)運(yùn)用水位低于473.5m的月份占統(tǒng)計(jì)月份的27.66%，運(yùn)用水位低于死水位476m的月份占統(tǒng)計(jì)月份的76.24%，，歷年最高運(yùn)用水位478.83m，未超過(guò)水庫(kù)汛后最高蓄水位479m。1985年后庫(kù)水位一直在473～474m附近運(yùn)行，隨后庫(kù)水位呈下降趨勢(shì)。且由圖3 知，地下水位與庫(kù)水位聯(lián)系密切，水位曲線升降變化即基本一致。

圖3 官?gòu)d水庫(kù)水位與地下水位變化曲線圖Fig.3 Graph of variation of Guanting reservoir and groundwater

由于連年降水量的減少，懷涿盆地氣候干旱，地下水位不同程度下降，浸沒(méi)區(qū)范圍縮小。通過(guò)調(diào)查了解到：原浸沒(méi)區(qū)現(xiàn)狀水位下降了4～5m，原由于沼澤化被迫棄耕的土地現(xiàn)均已恢復(fù)了生產(chǎn)，糧食平均畝產(chǎn)由300斤最高增加到1200 斤。浸沒(méi)范圍主要分布于水庫(kù)南岸定州營(yíng)以東—太師莊一帶高程473.5m現(xiàn)狀河漫灘局部地區(qū)，而建設(shè)場(chǎng)地位于476～479m間，目前水庫(kù)浸沒(méi)災(zāi)害現(xiàn)象較輕微。

（4）水庫(kù)浸沒(méi)預(yù)測(cè)分析及評(píng)價(jià)

水庫(kù)浸沒(méi)的標(biāo)準(zhǔn)取決于地下水的臨界深度。地下水臨界深度，對(duì)于建筑物來(lái)說(shuō)就是建筑物的基礎(chǔ)的砌置深度加上基礎(chǔ)下土的毛細(xì)上升高度；對(duì)于農(nóng)作物來(lái)說(shuō)，就是農(nóng)作物的根系深度加根系下土的毛細(xì)上升高度。如果地下水位的實(shí)際埋深小于或等于這個(gè)臨界深度則產(chǎn)生浸沒(méi)，否則就不產(chǎn)生浸沒(méi)。

根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)成果表明（表2），不同巖性的土層，具有不同的毛細(xì)上升高度，土的顆粒細(xì)，毛細(xì)上升高；顆粒粗則毛細(xì)上升低。工作區(qū)包氣帶巖性主要是粘性土，且多為單層結(jié)構(gòu)，毛細(xì)上升高度粘性土按1.5m左右，砂性土按0.5m左右。

表2 水庫(kù)浸沒(méi)地區(qū)土壤毛細(xì)上升高度(單位：m)Tab.2 The height of soil capillary rise in the area of reservoir immersion

發(fā)生水庫(kù)浸沒(méi)的地下水臨界深度常按下式計(jì)算（水力發(fā)電工程地質(zhì)勘察規(guī)范，2006）：

式中：Hcr為浸沒(méi)的臨界地下水位埋深（m）；Hk為地下水位以上，土壤毛管水上升帶的高度（m）；ΔH為安全超高值（m）。對(duì)農(nóng)業(yè)區(qū)，該值即根系的厚度；城鎮(zhèn)和居民區(qū)，取決于建筑物荷載，基礎(chǔ)形式和砌置深度。

根據(jù)官?gòu)d水庫(kù)庫(kù)區(qū)浸沒(méi)工程地質(zhì)勘察報(bào)告成果，庫(kù)區(qū)以粉土和砂土為主，毛細(xì)水上升高度Hk取0.50m；農(nóng)作物以玉米及少量豆類(lèi)為主，根系埋深0.15～0.30m，偏于安全考慮，安全超高值ΔH取0.5m。地下水臨界深度范圍值為0.50～1.50m。結(jié)合工程建設(shè)場(chǎng)地情況，經(jīng)測(cè)算當(dāng)庫(kù)水位達(dá)到475.5m高程，地下水位埋深小于或等于0.5m時(shí)，建設(shè)用地(標(biāo)高476～479m)將達(dá)到嚴(yán)重浸沒(méi)程度，水庫(kù)浸沒(méi)對(duì)建設(shè)用地的危險(xiǎn)性為“中等—大”（表3）。

表3 建設(shè)場(chǎng)地水庫(kù)浸沒(méi)程度及危險(xiǎn)性分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)表Tab.3 Zoning standard talbe of reservoir immersion degree and risk in construction site

3.2 庫(kù)岸坍塌

（1）水庫(kù)塌岸因素

根據(jù)調(diào)查分析，官?gòu)d水庫(kù)塌岸的原因主要為以下幾個(gè)方面：

①地形因素：水庫(kù)沿岸局部地段岸高坡陡，易坍塌。

②地層巖性：水庫(kù)岸坡以第四系沖洪積層為主，巖性為粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土、粉質(zhì)粘土等。該種土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，水理性差，遇水易崩解，抗沖(淘)刷能力差，是造成水庫(kù)塌岸的主要原因。

③風(fēng)浪作用：水庫(kù)水面寬，吹程大，風(fēng)向以北風(fēng)、西北風(fēng)為主，在迎風(fēng)岸和凸岸，風(fēng)大浪高，水庫(kù)庫(kù)岸水流沖刷和風(fēng)浪淘刷嚴(yán)重，是產(chǎn)生塌岸的重要原因。

④庫(kù)冰凍融：庫(kù)區(qū)冬季氣溫低，結(jié)冰時(shí)間較長(zhǎng)、厚度大，凍融剝蝕和冰的擠壓破壞是造成水庫(kù)塌岸的另一個(gè)重要原因。

（2）庫(kù)岸坍塌歷史危害情況

官?gòu)d水庫(kù)庫(kù)岸周長(zhǎng)約220km,自1954年官?gòu)d水庫(kù)投入運(yùn)行以來(lái)，庫(kù)岸連年不斷發(fā)生不同程度坍塌，尤其是水庫(kù)蓄水初期庫(kù)水位驟然抬升至1956年汛后水位477.9m，以及1979—1980年、1995—1996年在477～478m水位長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，庫(kù)岸坍塌現(xiàn)象最為活躍和嚴(yán)重（圖4）。據(jù)1999年3月張家口水利水電設(shè)計(jì)院調(diào)查結(jié)果，建庫(kù)時(shí)，估計(jì)累計(jì)塌地面積3497畝，共損失百年海棠樹(shù)25株，棗樹(shù)20株、山杏4770株、成材楊柳樹(shù)3400余株，毀壞楊水站8座、林場(chǎng)專(zhuān)用路2 km左右。

圖4 庫(kù)岸(受水淘蝕)坍塌示意圖Fig.4 Schematic diagram of reservoir banks collapse（affected by water erosion）

（3）塌岸現(xiàn)狀分析

調(diào)查發(fā)現(xiàn)水庫(kù)南岸沿岸地帶存在著不同程度塌岸情況，小七營(yíng)—太師莊舊村沿線累計(jì)塌岸長(zhǎng)度為12214m（表4）。根據(jù)庫(kù)岸形態(tài)、地層結(jié)構(gòu)、風(fēng)力風(fēng)向、庫(kù)岸流等自然因素，我們按塌岸程度將塌岸劃分為三類(lèi)：即嚴(yán)重塌岸地段、中等塌岸地段、輕微塌岸地段（圖5、表4）。

①重塌岸地段：岸坡多為土質(zhì)中—高坡型岸坡（高度大于4m），土體抗沖(淘)刷能力差，遇水易崩解，岸前水上淺灘窄，水下淺灘不穩(wěn)定。多分布在迎風(fēng)岸或凸岸，一般水面寬，吹程大，風(fēng)浪及庫(kù)岸流強(qiáng)。塌岸段主要分布在水庫(kù)南岸小七營(yíng)西北、佟莊—定州營(yíng)舊村、定州營(yíng)舊村—段莊以北局部地段。該段地處河流階地前緣部位，庫(kù)岸岸頂?shù)孛娓叱?79～482m，坡角高程475～477m，坡高一般4～6m，坡度多為60°～90°，屬中低型岸坡。岸前淺灘（高程476m以上）不發(fā)育，且多為磨蝕淺灘，坡度1°～3°。庫(kù)岸主要受北、西向風(fēng)浪作用，在風(fēng)浪作用下，有較強(qiáng)的庫(kù)岸流產(chǎn)生，對(duì)淺灘及庫(kù)岸沖刷作用明顯，可看到淺灘再造作用形成的水蝕階坎，說(shuō)明淺灘再造作用仍在繼續(xù)。

表4 建設(shè)場(chǎng)地及周邊地區(qū)現(xiàn)狀塌岸分類(lèi)及塌岸長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)表Tab.4 Statistical table of classi fication and length of bank collapse in construction site and surrounding area

②中等塌岸地段：庫(kù)岸多為中等高度的土質(zhì)岸坡(高度2～4m)，也包括一部分碎石(砂礫石)及土與碎石(砂礫石)組成的多元結(jié)構(gòu)的高岸坡，岸前發(fā)育有形態(tài)完整且趨于穩(wěn)定的淺灘，但灘后緣高程低于479m。塌岸段主要分布在小七營(yíng)—佟莊局部及定州營(yíng)舊村以北京包鐵路橋兩側(cè)，岸上多為耕地或經(jīng)濟(jì)林。地處河流階地前緣，沖溝較發(fā)育。受沖溝切割影響，凸岸、岸咀、岸灣相間分布。岸頂高程一般為480～482m，部分岸頂高程低于479m。岸灣地帶岸坡坡度相對(duì)較緩，為30°～40°左右，凸岸及岸咀地帶多為近直立型岸坡。定州營(yíng)舊村以東淺灘寬度較小，一般3.5～7m，最大28m，其它岸段淺灘寬度相對(duì)較大；淺灘坡度一般為2°左右，岸灣及沖溝內(nèi)淺灘坡度3°～5°。

圖5 北京風(fēng)電場(chǎng)用地及周邊塌岸現(xiàn)狀及預(yù)測(cè)范圍圖Fig.5 Current situation and prediction range of land and surrounding bank collapse in Beijing wind farm

③輕微塌岸地段：庫(kù)岸較低(高度小于2m)，岸坡坡度較緩，風(fēng)浪對(duì)庫(kù)岸作用微弱，僅沿岸和局部沖溝地段有一定程度的塌岸。塌岸段主要分布在水庫(kù)南岸段莊—太師莊舊村段及小七營(yíng)—佟莊舊村西段局部地區(qū)，地處山前洪積扇前緣斜坡地帶，地勢(shì)呈寬緩斜坡?tīng)?，地面坡?.5°～3°，該區(qū)庫(kù)岸相對(duì)穩(wěn)定，塌岸較輕微。

雖然現(xiàn)狀水庫(kù)沿岸有不同程度的塌岸現(xiàn)象，但多是由于歷史上高庫(kù)水位時(shí)形成的，而現(xiàn)狀庫(kù)水位僅473～474m，且岸邊淺灘多已形成并趨于穩(wěn)定，僅凸岸、岸咀部位受風(fēng)浪作用有輕微坍塌外，而建設(shè)用地范圍內(nèi)大部分岸坡相對(duì)較穩(wěn)定?，F(xiàn)狀庫(kù)岸坍塌危險(xiǎn)性小。

(4)庫(kù)岸坍塌影響預(yù)測(cè)分析評(píng)價(jià)

塌岸的預(yù)測(cè)現(xiàn)在比較常用的卡丘金公式（聶文波等，2010），里面E·Г·卡丘金于1949年提出的庫(kù)岸最終塌岸預(yù)測(cè)寬度計(jì)算公式為：

式中：S為最終塌岸寬度（m）；N為與土的類(lèi)型有關(guān)的系數(shù)，按粘土取值為1；A為水位變化幅度（m），現(xiàn)狀庫(kù)水位473m左右，按上限水位476m考慮，取3m；hp 為波浪影響深度（m），設(shè)計(jì)低水位以下波浪影響深度一般取1～2倍浪高，浪高取0.5m時(shí)波浪影響深度取1m；hb為浪爬高度（m），設(shè)計(jì)高水位以上浪爬高度可按下式計(jì)算

式中：K為岸坡粗糙系數(shù)，取0.6；h為浪高（m），取0.5m。

hs 為正常高水位以上岸坡的高度（m），取4m；α為水庫(kù)水位變動(dòng)和波浪影響所涉及的范圍內(nèi)，形成均一的磨蝕淺灘的坡角（°），粘土夾塊碎石層水上穩(wěn)定坡取值20°；β為水上岸坡的穩(wěn)定坡角（°）；γ為原岸坡坡角（°）。

根據(jù)卡丘金公式預(yù)測(cè)結(jié)果（表5），當(dāng)庫(kù)水位達(dá)到汛限水位476m時(shí)，水庫(kù)發(fā)生庫(kù)岸坍塌寬度將達(dá)12.13m?？梢?jiàn)，庫(kù)岸坍塌對(duì)建設(shè)用地危險(xiǎn)性較大，雖然卡丘金公式預(yù)測(cè)偏于安全，但為保障工程建設(shè)，風(fēng)機(jī)及變電站場(chǎng)地宜遵守相關(guān)堤防工程建設(shè)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)要求，盡量遠(yuǎn)離堤岸，保證護(hù)堤地寬度不小于20m為宜。

4 危險(xiǎn)性量化指標(biāo)的選擇

目前尚無(wú)一個(gè)成熟的量化指標(biāo)對(duì)水庫(kù)浸沒(méi)的危險(xiǎn)性進(jìn)行量化，根據(jù)官?gòu)d水庫(kù)庫(kù)區(qū)地質(zhì)環(huán)境特征、庫(kù)水位情況，結(jié)合歷史上已發(fā)生浸沒(méi)災(zāi)害的情況，以及本場(chǎng)地實(shí)際情況進(jìn)行量化，即：

（1）水庫(kù)浸沒(méi)危險(xiǎn)性量化指標(biāo)

①危險(xiǎn)性中等—大：庫(kù)水位大于等于475.5m，地下水位埋深小于或等于0.5m時(shí)。

②危險(xiǎn)性小—中等：庫(kù)水位大于等于474.5m并小于475.5m，地下水位埋深大于0.5m，小于或等于1.0m時(shí)。

③危險(xiǎn)性?。簬?kù)水位大于等于473.5m并小于474.5m，地下水位埋深大于1.0m，小于或等于1.5m時(shí)。

（2）庫(kù)岸坍塌危險(xiǎn)性量化指標(biāo)

庫(kù)岸坍塌受地質(zhì)條件、地形、風(fēng)浪和庫(kù)水位等因素影響，根據(jù)庫(kù)區(qū)基本為土質(zhì)岸坡的特點(diǎn)及庫(kù)岸形態(tài)、風(fēng)力風(fēng)向、庫(kù)岸流等自然因素、現(xiàn)狀塌岸情況，針對(duì)建設(shè)項(xiàng)目特點(diǎn)將建設(shè)用地塌岸危險(xiǎn)性程度做如下劃分：

①危險(xiǎn)性大的地段：土質(zhì)岸坡高度大于4m，坡度60°～90°。

②危險(xiǎn)性中等的地段：土質(zhì)岸坡高度為2～4m，坡度30°～60°。

表5 庫(kù)岸塌岸預(yù)測(cè)計(jì)算表Tab.5 Calculation table for prediction collapse of reservoir bank

③危險(xiǎn)性小的地段：土質(zhì)岸坡高度小于2m，坡度小于30°。

5 綜合評(píng)價(jià)

結(jié)合水庫(kù)浸沒(méi)和庫(kù)岸坍塌現(xiàn)狀和預(yù)測(cè)分析評(píng)價(jià)，根據(jù)危險(xiǎn)性量化指標(biāo)對(duì)北京風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行了綜合分區(qū)（圖6），北京風(fēng)電廠用地范圍內(nèi)西部和東部屬危險(xiǎn)性中等，基本適宜工程建設(shè)，而中部定州營(yíng)村一帶危險(xiǎn)性大，適宜性差。

（1）場(chǎng)地現(xiàn)狀水庫(kù)浸沒(méi)危害輕微，但當(dāng)庫(kù)水位達(dá)到475.5m高程運(yùn)行時(shí)，建設(shè)場(chǎng)地(標(biāo)高476～479m范圍)將達(dá)到嚴(yán)重浸沒(méi)程度，浸沒(méi)危險(xiǎn)性為“中等—大”。為保證風(fēng)電廠順利建設(shè)并安全運(yùn)行，工程建設(shè)位置因地制宜，在其周邊筑防護(hù)堤或采取架空(高架)措施，抬高(±0)，并加強(qiáng)建筑物基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的整體剛度和強(qiáng)度。

圖6 北京風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)用地地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性綜合分區(qū)圖Fig.6 Comprehensive zoning map of geological hazard risk in the construction land of Beijing wind farm

（2）場(chǎng)地周邊的庫(kù)岸邊凸岸、岸咀等部位受波浪作用有不同程度的坍塌外，現(xiàn)狀岸坡相對(duì)較穩(wěn)定；但當(dāng)庫(kù)水位抬高為476m時(shí)，塌岸表現(xiàn)將趨于活躍，部分岸坡將產(chǎn)生塌岸，危險(xiǎn)性為“小—中等，局部為大”。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及變電站的建設(shè)用地盡量避開(kāi)陡坎，地形高差較大的地段;若須臨近庫(kù)岸，可采取漿砌石護(hù)坡或抗滑樁、坡頂和坡角開(kāi)挖截、排水溝等支擋措施，并須加固建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)或采用樁基，基礎(chǔ)埋置深度進(jìn)入下伏密實(shí)度相對(duì)較好的地層。

6 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行監(jiān)測(cè)，官?gòu)d水庫(kù)庫(kù)水位一直在473m以下運(yùn)行，北京風(fēng)電場(chǎng)平穩(wěn)運(yùn)行，未發(fā)生相應(yīng)地質(zhì)災(zāi)害，為首都藍(lán)天計(jì)劃提供了保障和清潔能源。通過(guò)對(duì)北京風(fēng)電場(chǎng)用地的評(píng)估，為今后水庫(kù)浸沒(méi)和庫(kù)岸坍塌等規(guī)范沒(méi)有提到的災(zāi)害類(lèi)型評(píng)估提供了借鑒，針對(duì)不同工程項(xiàng)目評(píng)估時(shí)仍須具體問(wèn)題具體分析，確保工程建設(shè)順利進(jìn)行。

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