关于水库蓄水所诱发地质灾害问题的分析与研究

摘 要：水库作为水资源调控、防洪发电的重要工程设施，在推动社会经济发展中发挥着关键作用。然而，水库蓄水过程中，水体荷载变化、地下水动力条件改变及岩土体物理力学性质劣化等因素，易诱发滑坡、崩塌、地震、岸坡失稳等地质灾害，对工程安全、生态环境及周边居民生命财产构成潜在威胁。本文基于水库蓄水与地质环境的相互作用机理，系统分析了典型地质灾害的诱发机制、表现特征及影响因素，结合实际案例探讨了灾害监测预警与防治对策，旨在为水库工程的安全运营及地质灾害防控提供理论参考。

关键词：水库蓄水；地质灾害；诱发机理；监测预警；防治对策

一、引言

随着全球水资源开发利用需求的提升，水库工程建设规模不断扩大。截至2024年，我国已建成各类水库超过9.8万座，总库容逾9000亿立方米，在防洪、灌溉、发电等领域成效显著。但水库蓄水过程中，水体对周边地质环境的扰动是不可忽视的“副作用”：水位升降引发的岩土体力学平衡破坏、地下水渗透路径改变、断层应力状态调整等，均可能触发各类地质灾害。历史上，意大利瓦依昂水库滑坡、我国三峡库区滑坡等案例，均凸显了水库蓄水诱发地质灾害的复杂性与危害性。因此，深入分析水库蓄水诱发地质灾害的规律与机制，构建科学的防控体系，对保障水利工程安全、促进区域可持续发展具有重要意义。

二、水库蓄水诱发地质灾害的机理分析

水库蓄水对地质环境的扰动是一个多因素耦合作用的过程，其核心机理可归纳为以下三方面：

（一）水体荷载与应力场变化

水库蓄水后，水体自重形成的附加荷载会改变库区及周边地层的应力状态。对于深厚覆盖层区域，荷载作用可能导致地层压缩变形；对于岩质库区，应力重新分布可能激活原有断层或裂隙，为地震、滑坡等灾害提供动力条件。此外，水位周期性升降（如防洪调度中的“消落带”）会引发应力反复波动，加剧岩土体疲劳损伤，降低其稳定性。

（二）地下水动力条件改变

蓄水使库区地下水位抬升，地下水渗透路径延长，渗透压力增大。一方面，地下水对岩土体的软化、溶蚀作用增强（如碳酸盐岩地区的岩溶发育）；另一方面，水位升降形成的动水压力可能导致岩土体内部孔隙水压力骤增，降低抗剪强度，诱发滑坡或岸坡坍塌。

（三）岩土体物理力学性质劣化

长期蓄水会改变岩土体的含水率、孔隙结构及胶结状态：黏性土遇水膨胀软化，砂性土可能因渗透变形产生管涌，岩体则因裂隙充水导致节理面抗剪强度下降。此外，水库运行中的风浪冲刷、水流淘蚀等外部作用，会进一步破坏岸坡表层结构，加速灾害孕育过程。

三、水库蓄水诱发的主要地质灾害类型及特征

（一）滑坡与崩塌

滑坡是水库蓄水最常见的诱发灾害之一。蓄水后，岸坡岩土体饱和软化，抗剪强度降低，加之水位升降引发的动水压力与孔隙水压力变化，易导致顺层滑坡或堆积体失稳。例如，三峡水库蓄水后，库区累计发生滑坡、崩塌险情超千起，其中多数与水位消落带的岩土体变形相关。崩塌则多发生于岩质陡坡段，因岩体裂隙充水后自重增加、结构面强度弱化，引发块体失稳坠落，其突发性强、危害范围集中。

（二）水库诱发地震

水库诱发地震是由蓄水引起的区域性地震活动，其发生与库区断层活动性、岩体渗透性及水位抬升速率密切相关。水体荷载通过孔隙水压力传递至深部断层，降低其摩擦系数，激活闭锁断层产生滑动。历史上，印度科伊纳水库（1967年6.3级地震）、我国新丰江水库（1962年6.1级地震）均为典型案例，其震中集中于库盆或近坝区域，震源深度较浅，对坝体及周边建筑威胁显著。

（三）岸坡失稳与塌岸

岸坡失稳多发生于土质岸段，表现为渐进式坍塌。蓄水后，水位上升使岸坡下部受浸泡软化，波浪冲刷加剧坡脚侵蚀，形成“上部悬垂—下部掏空—整体坍塌”的循环过程。如丹江口水库部分库段，年均塌岸宽度达1-3米，导致耕地流失、居民点迁建。

（四）地面塌陷与浸没

地面塌陷主要见于岩溶发育区或松散覆盖层较厚的库区，因地下水水位抬升引发溶洞充填物被潜蚀掏空，或土体自重超过抗剪强度导致表层坍塌。水库浸没则是由于地下水位上升至地表或近地表，引发土壤沼泽化、盐渍化，破坏农作物生长及建筑物基础，如新疆某水库因浸没导致周边2000余亩农田减产。

四、水库蓄水诱发地质灾害的影响因素

（一）地质条件

地质条件是灾害发生的内在基础。断层发育区易诱发地震，松散堆积层岸坡易发生滑坡，岩溶地貌区易出现地面塌陷。例如，澜沧江流域因岩体破碎、断裂密集，水库蓄水后滑坡与诱发地震风险显著高于其他区域。

（二）水库运行参数

水位抬升速率、消落幅度及蓄水周期直接影响灾害发生概率。快速抬升易引发孔隙水压力骤增，大幅消落则加剧岸坡应力释放，长期高水位运行可能导致岩土体持续软化。如三峡水库每年30米左右的水位消落幅度，是诱发消落带滑坡的关键因素。

（三）人类活动

库区周边采矿、公路开挖等工程活动会破坏岸坡稳定性，加剧灾害隐患。此外，移民安置区选址不当、防洪设施不完善，可能放大灾害的社会影响。

五、监测预警与防治对策

（一）监测预警体系构建

1. 技术手段：采用“空—地—井”立体监测网络，结合遥感（InSAR）、无人机航测识别宏观变形，布设GPS监测站、测斜仪追踪局部位移，通过孔隙水压力计、应力传感器实时监测岩土体力学状态。

2. 预警机制：建立灾害数据库，基于机器学习模型分析监测数据，划分风险等级，制定分级响应预案。如三峡库区已建成覆盖175米水位线的自动化预警系统，成功预警多起滑坡险情。

（二）工程防治措施

1. 滑坡与岸坡治理：对潜在滑坡体采用抗滑桩、锚索格构加固，坡脚设置防波堤或抛石护岸抵御冲刷；对松散堆积层实施注浆防渗，减少地下水渗透影响。

2. 地震防控：通过前期地质勘察圈定断层危险区，优化坝体抗震设计，对高风险区采取帷幕灌浆封堵断层，降低渗透性。

3. 塌陷与浸没治理：岩溶区采用充填灌浆处理溶洞，浸没区修建排水明沟或竖井降低地下水位，改良土壤盐碱化。

（三）非工程措施

加强库区规划管控，严格限制高风险区人类活动；建立灾害保险与生态补偿机制，提高社会应对能力；开展公众防灾教育，增强居民自救意识。

六、结论与展望

水库蓄水诱发的地质灾害是地质环境与工程活动相互作用的结果，其复杂性要求从机理研究、监测预警到防治实践的全链条防控。当前，通过多技术融合的监测体系与针对性工程措施，已能有效降低灾害风险，但在深部岩体力学响应、长周期灾害演化预测等方面仍需深化研究。未来，应结合大数据、物联网技术，构建智慧化防控平台，实现“风险识别—动态监测—精准治理”的闭环管理，为水库工程安全与区域可持续发展提供更坚实的保障。

参考文献

[1] 黄润秋. 地质灾害防治工程理论与实践[M]. 北京：科学出版社，2020.

[2] 三峡库区地质灾害防治工程指挥部. 三峡水库诱发地质灾害监测与预警技术[R]. 2019.

[3] Chinnery M A. Reservoir-induced earthquakes[J]. Science, 1964, 144(3624): 1235-1243.

[4] 水利部. 中国水库建设与管理发展报告（2023）[R]. 2023.

本文通过系统分析水库蓄水诱发地质灾害的机理、类型及影响因素，提出了“监测—预警—防治”一体化方案，为水库工程的安全运营提供了理论与实践参考。随着水利工程建设的持续推进，需进一步加强跨学科研究，提升灾害防控的科学性与精准性。白斌 报道

作者单位：云南地质工程第二勘察院有限公司

文章来源：《云南国土》杂志