水库移民征地规划设计关键技术问题研究

2022-11-23 02:38李良东俞钢
河南科技 2022年21期
关键词:库区征地水库

李良东 俞钢

(1.黄河勘测规划设计研究院有限公司,河南 郑州 450003;2.水利部黄河流域水治理与水安全重点实验室,河南 郑州 450003)

0 引言

水利水电工程建设中,水库工程移民是一项非常重要的工作,关系到工程建设的成败。移民征地范围的设计是水库工程移民规划中的核心技术工作,水库移民征地范围主要包括水库淹没范围、地下水浸没范围、库周地质灾害影响范围等。其中,水库淹没范围对工程移民投资影响最大。做好研究和科学确定移民征地范围,是工程移民工作的基础,在工程实践中具有重要的意义[1−3]。

1 水库移民征地淹没范围设计技术问题

1.1 水库淹没范围设计

水库淹没范围应从大坝正常蓄水位、设计洪水标准、风浪影响、冰塞壅水影响等工程设计要素出发进行科学论证,根据安全、经济、便于生产生活的原则,综合分析确定水库淹没移民征地高程和范围[3−4]。

设计洪水标准要依据淹没对象不同而采取不同的设计洪水标准,依据规范[3],不同淹没对象的设计洪水标准,应根据淹没对象的重要性、水库调节性能及水库运用方式,在安全、经济和考虑其原有防洪标准原则下综合分析确定,具体见表1。

表1 设计洪水标准

洪水计算方法,根据雨量资料计算设计洪水,工程中可选用当地综合单位线法进行洪水计算,结合工程的实际情况,计算出计算区集雨面积洪水、上游水库的洪水调洪后的下泄流量,两者叠加后为计算水库的设计洪水入库过程线。计算设计洪水入库过程线后,可以计算出不同洪峰流量下的库水位高程及其相应的淹没高程。

计量淹没高程等于设计洪水位高程加上风浪爬高和冰塞壅水高度。风浪爬高、冰塞壅水高度需要通过相应的计算公式进行计算。此外,还要考虑水库回水情况,一般经过论证,采用的淹没高程要大于计算的淹没高程。

确定淹没范围要遵循的原则,一是保证水库按设计规模充分发挥效益,尽量少淹没土地,尽量减少迁移人口并结合其他因素合理确定水库淹没范围。二是移民和征地水位设计标准,要根据淹没对象的重要性和原有防洪标准、水库调节性能及运用方式并结合我国人多地少的国情反复论证后而定。

水库移民征地范围确定后要实测界桩,对确定的库区淹没范围开展移民实物调查工作,调查受影响的耕地、人口、房屋、工程项目、企业、通信、电力、矿产、森林及文物古迹等实物情况,在此基础上分析研究水库移民对该地区自然环境和国民经济的影响,并提出库区移民安置规划,库区建设和水库淹没处理投资概算以及移民分期实施计划。

1.2 水库淹没的影响评价

水库淹没增加了水库水面面积和调蓄水量,减少了洪水威胁,提高了河流下游防洪标准,下游群众的生产生活条件得到了改善;改善了供水条件,促进工农业生产发展;地表水资源经过水库调节后,可以实现工业供水、农业灌溉,改善库区农业、林业及工业用水供应状况;改善下游河道水质,提供清洁能源,为繁荣当地经济提供了条件;促进水库经济发展;改善生态,在库周植树造林,美化库周环境,并发展库区旅游。

当然,水库淹没也有不利影响,水库蓄水后造成的淹没损失,加重了当地的土地压力;水库蓄水运用期间,造成库区坍岸、滑坡等地质灾害,使库区附近的自然生态环境发生变化,给当地群众的生产生活带来一定困难,需要采取一定的治理保护措施。

1.3 移民安置规划

移民安置规划是水库淹没处理设计工作的核心,直接关系到广大库区移民的生产和生活,影响水库工程施工以及工程效益的发挥,水库移民安置的规划原则是水库移民安置方式多样化,充分开发利用当地资源,移民安置尽量不出县,不到病区,不分散零星插队,除少数投亲靠友者外,尽量通过新建移民新村集体安置。移民新村居民点的选定,要取得迁安双方同意,要建设好水源、电力、通信、交通、学校、集镇等基础生产生活设施。选定的安置区必须使移民每人都有地,分配土地要旱地和水浇地搭配,且适当集中,便于经营。安置后移民生产要有出路,生活有保证,不低于搬迁前的生活水平。要结合扶贫帮扶、共同富裕,认真规划好移民搬迁安置后的可持续发展的方法和途径。

1.4 库区清理及土地利用

为保证水利水电工程运行安全,防止水质污染,使水库尽快发挥综合效益,须对库底进行清理。要对正常蓄水位以下全部水域内的房屋、建筑物进行拆除,对砍伐的林木和卫生设施等进行清理,对污染源地进行消毒处理和清理[5]。

充分利用水库进行养殖、种植,发展多种经济。水库蓄水后,建造码头,购置船只,开展库区航运工作。充分利用消落区土地,结合水库年调节运用,明确消落区和汛期限制水位之间周期性被淹没土地的界限,规划出消落区长年可利用的耕地、季节可利用的耕地。在服从水库运用的前提下,根据气象预报,由水库管理局和当地政府共同筹划利用好消落区土地,发展移民生产。

2 水库移民征地浸没范围设计技术问题

2.1 水库浸没产生的原因与危害

水库移民征地范围的确定,除了考虑水库淹没问题外,还要考虑水库浸没问题。水利水电工程修建过程中和修建完成投入运用以后,水库要进行不同高程的蓄水,水库蓄水后使库区周围地下水水位相应壅高,从而使得库周地下水位接近或高于地面,地下水接近或高于地面的结果会导致地面农田盐碱化、沼泽化,并导致村庄房屋、学校、厂房等建筑物地基条件恶化,造成墙体开裂,及地窖、矿道涌水等,这种现象称为浸没。浸没还会带来树木根系腐烂、森林退化等环境问题。因此,划定移民征地范围时,要研究浸没范围。

2.2 水库浸没计算

水库周边地区是否产生浸没,应通过水库浸没定量计算进行评价,计算程序:地下水壅高水位计算,壅高水位加上土壤毛细水上升高度,再加上地下水安全超高值,可求得水库蓄水、地下水最终上升水位高程,根据评价区现状(主要指评价区地面高程、建筑物基础埋深、植物作物根系最大深度等)评价浸没情况[6−7]。

水库浸没定量计算通常采用公式法即卡明斯基法,对于地下水为潜水,计算的地质模型如图1所示,通过式(1)可计算地下水位壅高数值。

式中:h1为蓄水前的地下水位,m;h2为河水位,m;Z2为水库正常蓄水位与蓄水前河流水位的高差,m。

当浸没临界埋深值Hcr大于计算的潜水的壅水埋深值时,则会产生浸没。反之,不存在浸没问题。Hcr可按式(2)进行计算。

式中:Hk为地下水位以上的土壤毛细水最大上升高度,m,可通过土工试验或当地经验取值;ΔH为安全超高值,m,可通过论证选取,一般选取原则是,对农业区该值大致为植物、作物根系层的厚度(0.3~0.5 m),对村镇、城镇区,该值取决于基础埋深和地基土的地质条件等因素。

2.3 水库浸没范围确定

在水库前期设计阶段,要针对浸没问题进行工程地质勘察,为确定浸没范围、移民搬迁范围以及需要采取浸没防护措施提供工程地质资料。一般村镇区采用1∶1 000~1∶2 000、农业区采用1∶5 000~1∶10 000比例尺的地质测绘,对有重要意义的有可能浸没地段,要进行勘探试验和长期监测工作,以便核实和查明浸没区水文地质条件,研究地下水埋深及其动态变化规律,查明浸没临界值、土的渗透系数、给水度、土壤毛细水上升高度、地下水化学成分等。

在此基础上进行非稳定态潜水计算,编制出不同库水位情况下的潜水等水位线和埋深预测图,对不同库水位时的浸没范围作出判定,并对浸没危害作出评价,针对需要搬迁安置的移民提出处理意见,对于不需要搬迁的地区,提出针对浸没问题的防护措施建议。

3 水库移民征地地质灾害影响范围设计技术问题

水库蓄水以及库水位升降变动等地质环境条件的变化,会随之产生水库塌岸、滑坡等地质灾害,给库周村民生活和生产带来危害[8],移民征地范围要考虑地质灾害影响范围问题。

3.1 水库地质灾害类型

塌岸是指水库蓄水初期或水库建成投入运用后,水库回水使库区沿岸地区的环境地质条件发生改变,特别是在水库上、下游水面比较开阔的沿岸地区,由于水位的升高造成河流局部侵蚀基准面和地下水位的抬高,原来处于干燥状态的土石体遭受库水的浸蚀,引起地表水、地下水流条件的改变,波浪成为地表水流改造岸坡的主要外在动力。对于抗冲刷能力较弱的疏松土质体的岸坡,会以底部掏蚀悬空,上部剥落、崩塌、错落、滑塌等形式破坏,造成库区内库岸和坝址下游河岸岸线节节后退,塌陷的土体部分沉积于水下形成浅滩。疏松的土体库岸在库水作用下,岸壁逐渐后退和浅滩逐渐扩大,达到一定程度后稳定下来,形成新的一定时段内相对稳定的岸坡。我国黄河流域修建的各类水库,黄土岸坡水库塌岸是常见的问题。水库塌岸使得岸边的村庄、道路和大量农田遭受毁坏。

库岸边坡滑坡,是指对于土质岸坡、基岩岸坡,如果岸坡存在潜在的滑动面或存在不利于稳定的地质结构面、坡体表部松散地积层与基岩面,在库水、雨水的作用下,岸坡坡脚受库水掏蚀,坡体表部受地表水冲刷和坡体内部地下水流冲蚀,库岸边坡会逐渐失去稳定性,沿着潜在的滑动面或者坡体表部松散堆积层与基岩面而产生滑坡。三峡水库移民搬迁安置工作中,巴东某移民新城建在滑坡体上,1979—1985年前后3次迁城选址,两次建城,造成投资浪费[8−9]。

3.2 水库地质灾害范围确定技术问题

全面开展水库地质灾害问题勘查,查清水库环境地质条件,分析水库村民点已有和潜在可能发生的地质灾害问题,通过计算定量评价水库村民点地质灾害问题,评估地质灾害的范围、规模和影响,坚持人员迁出避险与工程措施治理相结合,妥善处置。针对水库村民点典型地质灾害,一般采取移民搬迁、工程措施治理、安全监测、群防群治等技术处理措施。

3.2.1 移民搬迁。针对现状和未来可能发生的地质灾害,若地质灾害属于点多且规模大、威胁性大、无法实施工程措施治理的,应该采取整体搬迁的方针,一次性解决村民安全问题。

3.2.2 工程措施。在确保人民群众生命和财产安全的前提下,本着尽可能保护土地的原则,对于地质灾害可以通过工程措施治理的,要通过岸坡加固,防冲、防浪、防滑坡、防塌岸等工程措施进行处理,一方面确保库岸边坡的安全,另一方面又保护了土地、耕地,保证库周村民点村民安居乐业,促进农业生产。

3.2.3 安全监测。对于未来一定不利组合条件下有可能产生地质灾害的水库周边村民点,要制定科学的安全监测方案,认真开展地质灾害监测工作,及时预警预报地质灾害,运用现代科技手段,保障人民群众生命和财产安全。

3.2.4 群防群治。通过群防群治工作,全面发动村民,建立全面系统的防灾预警预防体系。要针对库周村民大力开展地质灾害知识宣传,普及地质灾害知识,让人民群众掌握地质灾害发生的规律,了解地质灾害发生的条件、特点、危害、应急躲避措施等,提高抵御地质灾害的能力。

4 结语

工程移民问题涉及面广,具有高度的复杂性,它不仅是一个工程问题、经济问题和资源问题,更是一个社会问题和政治问题。因此,对于移民征地搬迁范围划定问题必须坚持实事求是,分门别类,区别处理,确保人民群众生命和财产安全,尽可能保护土地,制定科学的方案。对于选择移民搬迁与安置的村民,移民搬迁与安置方式要有多样性,可以采取集中建设移民新村城镇化集中安置,拨付土地传统农业化生产安置,水—山—林—景新经济的当地特色产业安置,移民一次性经济补偿自谋职业安置,建设合资参股公司生态旅游、生态养老等专业化公司安置等多种模式。把移民工程做成得民心、顺民意的暖心工程和富民工程,把被动的纯粹移民安置转化成主动为促进当地社会经济发展输送人力资源的主动安置,以有限的移民项目安置资金换取最大的社会安置效益,促进当地县域社会经济的高质量发展。

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