湖北某工業園區周邊土壤重金屬含量調查與評估

佘健 彭聃 王婉玉 瞿宏璟 樂文喜 黃聰 喻大松

摘? 要：該文對湖北某工業園區周邊土壤中的主要重金屬含量進行調查，并依據GB 15618—2018《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準（試行）》與GB 36600—2018《土壤環境質量 建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》對其進行分析評價。結果表明，基于規劃用地條件下的農用地土壤重金屬出現一定程度的超標，超標因子以鎘、砷、鉛、鉻、銅和鋅為主；對超標因子進行單因子污染指數分析，各因子的污染程度從重到輕為鎘、砷、鋅、鉛、銅、鉻；對所有因子進行內梅羅指數分析可知，周邊農用地點位表層土壤中，56.25%屬于清潔和尚清潔水平，25%屬于中輕度污染水平，18.75%處于重度污染水平；基于規劃條件下建設用地土壤中的重金屬均低于相應的標準限值要求，土壤環境質量總體較好。

關鍵詞：工業園；土壤；重金屬；調查評估；污染指數

中圖分類號：X53? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2024）08-0075-06

Abstract： This paper investigated the contents of major heavy metals in the soil around an industrial park in Hubei， and analyzed and evaluated them according to "Soil Environmental Quality - Risk Control Standard for Soil Contamination of Agricultural Land" （GB 15618—2018） and "Soil Environmental Quality - Risk Control Standard for Soil Contamination of Development Land" （GB 36600—2018）. The results showed that the heavy metals in the soil of agricultural land exceeded the standard to a certain extent， and the main factors were cadmium， arsenic， lead， chromium， copper and zinc. The pollution degree of each factor is cadmium > arsenic > zinc > lead > copper > chromium. According to the Nemero index analysis of all factors， 56.25% of the surface soil in the surrounding agricultural sites belongs to the clean monk clean level， 25% belongs to the moderate and mild pollution level， and 18.75% is in the heavy pollution level; based on the planning conditions， the heavy metals in the soil of construction land are lower than the corresponding standard limits， and the soil environmental quality is generally good.

Keywords： industrial park; soil; heavy metals; investigation and evaluation; pollution index

近年來，隨著我國工業化、城市化的快速發展，大規模的工業生產活動使得土壤環境質量急劇下降[1]，特別是在某些大型工業園區或工業集聚區，大量工業原料及化學品的使用，對園區周邊土壤造成了較大負面影響[2-3]。據不完全統計[4-5]，這些土壤污染物以重金屬為主。為加強土壤污染防治，《土壤污染防治行動計劃》（國發〔2016〕31號）正式出臺，根據文件第六條“加強污染源監管，做好土壤污染預防工作”的規定，“有關環境保護部門要定期對重點監管企業和工業園區周邊開展監測，數據及時上傳全國土壤環境信息化管理平臺，結果作為環境執法和風險預警的重要依據”?；诖?，本文針對湖北某工業園區周邊的土壤開展了現場踏勘和采樣檢測等工作，大致掌握了園區周邊土壤重金屬的含量及分布規律，以期為今后該工業園區周邊土壤環境管理提供依據。

1? 監測項目與方法

1.1? 工業園區概況及周邊土地利用情況

本次調查的目標工業園區位于湖北省東南部，規劃總面積約33.66 km2，其中東西12 km，南北跨度約3 km。園區產業類型以裝備制造為主，其次為新材料、電子信息產業、服裝紡織等。

根據現場踏勘和影像資料，目標工業園區周邊的土地以建設用地和林地為主。其中，園區東側為村莊及農用地；南側以村莊、未利用地為主，零星分布有少量農田；西側主要為城區建設用地；北側則為自然山脈（根據現場踏勘，該山體分布較多的礦山開采企業，仍在進行采礦活動）。

根據相關規劃，目標工業園區東側土地規劃為農林用地，南側土地規劃為第一類和第二類建設用地，西側土地主要規劃為第二類建設用地，北側土地規劃與現狀一致，仍為農林用地。

1.2? 采樣點的布設

1.2.1? 土壤污染對照點的選取

參照《關于開展重點區域土壤環境質量監測風險點位布設工作的通知》（環辦監測函〔2016〕1號），在工業園區紅線2 000 m以外的主導風向上風向布設1個對照采樣點。土壤樣品編號為SDzs。

1.2.2? 土壤污染風險點的選取

參照《關于開展重點區域土壤環境質量監測風險點位布設工作的通知》（環辦監測函〔2016〕1號）和《四川省土壤污染重點監管單位和工業園區周邊土壤環境監督性監測工作方案》（川環辦函〔2018〕547號）中土壤風險點位的布設方法，考慮園區內企業的不同污染類型，在園區外圍75、200、400 m處設置土壤污染風險點外圍地帶。在外圍地帶上每隔3 km至少布設一個點位，采樣以深度0.5 m以內的土壤為主。

不同距離外圍的土壤樣品編號形式為SF75-××、SF200-××和SF400-××。

1.2.3? 土壤污染擴散點的選取

考慮企業污染物的排放方式，確定大氣沉降為本園區污染物的主要擴散形式，參照《農用地土壤污染狀況詳查點位布設技術規定》（環辦土壤函〔2017〕1021號），將本工業園區的大氣沉降影響范圍為3 km。在園區外圍3 km處設置土壤污染擴散點外圍地帶，在外圍地帶上每隔6 km至少布設一個點位。

土壤樣品編號形式為Sks××。

1.3? 檢測項目及監測方法

土壤監測項目共包括9項，分別為pH、鎘、砷、鋅、鉛、銅和鉻（農用地土壤測定項目為總鉻，建設用地土壤測定項目為六價鉻）、汞和鎳。

pH采用電極法測定，銅、鉻（或六價鉻）、鎳、鋅采用火焰原子吸收分光光度法測定，鉛、鎘采用石墨爐原子吸收分光光度法測定，砷采用電感耦合等離子體質譜法測定，汞采用原子熒光法測定。

1.4? 評價方法

1.4.1? 對標分析

根據土壤采樣點位所在的規劃用地類型，采用GB 15618—2018《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準（試行）》和GB 36600—2018《土壤環境質量 建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》對檢測結果進行對標分析。

1.4.2? 土壤環境質量分析

1）單因子污染指數評價。土壤環境質量評價一般以單項污染指數為主，指數小則污染輕，指數大則污染重。根據《全國土壤污染狀況評價技術規定》（環發〔2008〕39號），單因子污染指數的計算公式可表示為

式中：Pi為某評價因子的單因子污染指數，無量綱；Ci為某評價因子的實測值，單位由實測值給出；C0為某評價因子的篩選值，單位同實測值；單因子污染指數的評價標準見表1。

2）內梅羅綜合污染指數評價。單因子指數只能反映各個污染物指標的污染程度，不能全面地反映土壤的污染狀況，而內梅羅綜合污染指數兼顧了單因子污染指數平均值和最高值，可以反映各污染物對土壤的作用，同時突出高濃度污染物對土壤環境質量的影響，并劃定污染等級[6]。內梅羅綜合污染指數計算公式如下

式中：PN為內梅羅污染指數；Pi均為平均單項污染指數；Pi最大為最大單項污染指數。

Pi均和Pi最大分別是平均單項污染指數和最大單項污染指數。內梅羅指數土壤污染評價標準見表2。

2? 監測結果與評價

2.1? 對照點土壤重金屬檢測結果與分析

本次調查采集的土壤對照點位于目標工業園區上風向3 000 m以外的山地，受人為干擾小，對照點的選取具有可行性。同時采用GB 15618—2018《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準（試行）》中表1其他類農用地篩選值及其他，GB 15618—2018中未約束指標則引用GB 36600—2018《土壤環境質量 建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》中的第一類用地篩選值對其進行評價。具體結果見表3。

檢測結果表明，對照點（SDzs）土壤樣品除砷以外的各項檢測指標均低于GB 15618—2018《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準（試行）》中其他類農用地土壤污染風險篩選值和GB 36600—2018《土壤環境質量 建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》中第一類用地篩選值，整體環境質量較好。

對于重金屬砷，考慮到目標工業園所在地區的土壤類型以紅壤、黃壤、水稻土為主，且該地區金屬礦礦產資源豐富，其中伴生砷元素的可能性較大，本次評價取40 mg/kg對其進行評價，對照點砷含量（32.8 mg/kg）可滿足GB 36600—2018《土壤環境質量 建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》中第一類用地篩選值。

2.2? 農用地土壤重金屬檢測結果與分析

2.2.1? 檢測結果對標分析

本次調查共布設32個農用地土壤采樣點位，采集表層樣品共32個。各點位的pH及重金屬檢測結果對標評價分析見表4。

根據表4可知，目標工業園區周邊土壤pH區間為5.10～8.74，總體呈中性偏堿；送檢的32個表層樣品中有16個樣品檢測結果超出GB 15618—2018《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準（試行）》中表1篩選值，總超標率為50.0%，超標因子主要為鎘、砷、鉛、鉻、銅和鋅；其中32個表層樣品中5個樣品檢測結果超出了GB 15618—2018《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準（試行）》中表3管制值，總超標率為18.75%，超標因子主要為鎘、砷。

從超標點位與工業園區的相對方位來看，超標點位總體位于目標工業園區外北側、西北側，其次為西南側，超管制值點位集中在園區外西北側，且處于周邊山體采礦區周邊。工業園區外西側、南側、東側的農用地土壤基本未超過篩選值。

從超標點位與園區的相對距離來看，主要超標點位集中在園區外圍400 m（含400 m）風險影響范圍內，工業園區外圍3 000 m土壤污染擴散地帶并出現超標，說明工業園區的生產活動對周邊土壤已造成一定影響但影響范圍有限。結合超標點位附近分布的工業企業產排污情況，推測企業排放的重金屬污染物的大氣沉降是造成工業園區周邊農用地土壤超標的主要原因[7-8]。

2.2.2? 土壤環境質量分析

1）單因子污染指數分析。對已檢出的重金屬項目進行土壤單因子污染指數分析，單因子污染指數評價結果見表5。

通過對主要關注因子進行單因子污染指數分析，基于規劃用地下的農用地土壤重金屬單因子污染指數從高到低分別為鎘、砷、鋅、鉛、銅、鉻、鎳、汞，其中鎘、砷、鋅、鉛、銅和鉻的Pi最大＞1，處于超標狀態，汞和鎳則未超標。

鎘污染程度最高，單因子污染指數平均值為2.57（2＜Pi均≤3），屬輕度污染；極個別點位鎘的污染指數較高（Pi最大=15.53），屬重度污染。銅、鋅的單因子污染指數最大值（3＜Pi最大≤5）屬中度污染；鉻的單因子污染指數最大值（1＜Pi最大≤2）屬輕微污染，汞、鎳的最大指數均小于1，為無污染。從單因子污染指數平均值來看，基于規劃用地下的農用地除鎘以外總體屬無污染（Pi＜1）和輕微污染（1＜Pi≤2），鎘則屬于輕度污染（2＜Pi≤3）。

2）內梅羅綜合污染指數分析。單因子污染指數只能反映各個污染物指標的污染程度，無法全面地反映土壤的污染狀況，而內梅羅污染指數兼顧了單因子污染指數平均值和最高值，可以突出污染較重的污染物的作用，基于規劃用地下的農用地土壤單一調查點的綜合污染指數評價分析見表6。

由表6中可以看出，基于規劃用地下的農用地土壤環境質量可分為 5 級。對所有因子進行內梅羅指數分析可知，周邊農用地點位表層土壤中56.25%屬于清潔和尚清潔水平，25%屬于中輕度污染水平，18.75%處于重度污染水平。

2.3? 建設用地土壤重金屬檢測結果與分析

2.3.1? 檢測結果對標分析

本次調查基于規劃用地下的建設用地土壤點位共布設24個，參照GB 50137—2011《城市用地分類與規劃建設用地標準》規定的城市建設用地劃分標準，其中第一類用地8個，第二類用地16個。采集土壤樣品總數24個。

1）pH?；谝巹澯玫叵碌慕ㄔO用地24個土壤樣品，pH區間為5.01～8.55，平均值6.99。

2）重金屬?；谝巹澯玫叵碌慕ㄔO用24個土壤樣品，全部檢測了砷、鎘、鉻（六價）、銅、鉛、汞和鎳7項常規重金屬指標。檢測對標結果如圖1所示。

結果顯示，送檢的24個樣品均未超出建設用地標準篩選值，超標率為0，即全部達標。

2.3.2? 土壤環境質量分析

1）單因子污染指數分析。由于基于規劃的建設用地土壤調查對標時未出現超標情況，故只對已檢出的污染項目進行土壤單因子污染指數分析。各項污染物項目單因子污染指數見表7。

經統計，土壤中最大單項污染指數Pi最大=0.830＜1，可以判斷該工業園區周邊基于規劃的建設用地土壤，其所有檢出因子的單項污染指數對應的污染程度均為無污染。

注：因建設用地土壤六價鉻均未檢出，故不對其進行統計。

2）內梅羅綜合污染指數分析。根據內梅羅綜合污染指數公式，對已檢出的污染項目進行土壤內梅羅綜合污染指數分析，內梅羅污染指數結果見表8。

根據表8可知，本次調查基于規劃用地下的建設用地土壤點位中最大內梅羅污染指數PN最大=0.599＜0.7，按表8內梅羅污染指數評價標準，規劃的建設用地周邊土壤質量狀況可判定為I級清潔（安全）。

3? 結論

1）土壤對照點樣品除砷以外的各項因子均低于GB 15618—2018《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準（試行）》中其他類農用地土壤污染風險篩選值和GB 36600—2018《土壤環境質量 建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》中第一類用地篩選值，對照點選取具有可行性。

2）基于規劃用地條件下，本次調查共布設農用地采樣點位32個，采集土壤表層樣品32個，檢測結果表明目標工業園區周邊土壤pH區間為5.10～8.74，總體呈中性偏堿；送檢的32個表層樣品中有16個樣品檢測結果超出GB 15618—2018《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準（試行）》中表1篩選值，總超標率為50.0%，超標因子主要為鎘、砷、鉛、鉻、銅和鋅；其中32個表層樣品中5個樣品檢測結果超出了GB 15618—2018《土壤環境質量 農用地土壤污染風險管控標準（試行）》中表3管制值，總超標率為18.75%，超標因子主要為鎘、砷。從超標點位與工業園區的相對方位和距離，推測大氣沉降是造成工業園區周邊農用地土壤超標的主要原因。

通過對主要關注因子進行單因子污染指數分析，淺層土壤中各因子的污染程度從重到輕為鎘、砷、鋅、鉛、銅、鉻、鎳、汞；對所有因子進行內梅羅指數分析可知，周邊農用地點位表層土壤中56.25%屬于清潔和尚清潔水平，25%屬于中輕度污染水平，18.75%處于重度污染水平。

3）基于規劃用地條件下，本次調查共布設建設用地采樣點位24個，采集表層土壤樣品24個，檢測結果表明土壤pH位于5.01～8.55之間，總體呈現中性；所有土壤樣品均能滿足GB 36600—2018《土壤環境質量 建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》中表1篩選值。單因子污染指數分析結果表明其所有檢出因子的單項污染指數對應的污染程度均為無污染；內梅羅指數分析結果表明，周邊建設用地點位土壤均處于清潔水平。

參考文獻：

[1] 駱永明.中國污染場地修復的研究進展、問題與展望[J].環境監測管理與技術，2011，23（3）：1-6.

[2] 陳琪.化工企業對土壤污染的現狀及防控策略探討[J].中國化工貿易，2019，11（27）：226.

[3] 王古月.鎮江綠色化工新材料產業園土壤重金屬污染現狀及其風險[D].鎮江：江蘇大學，2018.

[4] 石磊.土壤重金屬污染及防治方法研究綜述[J].2018（4）：283.

[5] 洪堅平.土壤污染與防治[M].3版.北京：中國農業出版社，2011.

[6] 常瑛，李彥榮，施志國，等.基于內梅羅綜合污染指數的農田耕層土壤重金屬污染評價[J].安徽農業科學，2019，47（19）：63-67.

[7] 阮心玲，張甘霖，趙玉國，等.基于高密度采樣的土壤重金屬分布特征及遷移速率[J].環境科學，2006，27（5）：1020-1025.

[8] 朱慧君，江婷，閆超.大氣沉降對土壤和作物中重金屬富集的影響及其研究進展[J].中國資源綜合利用，2019，37（3）：105-107.

在山體坡面或陡坡上的滑坡過程中，由于土石的滑落及撕裂作用，產生大量涌浪會給周圍環境和人類活動帶來嚴重的危害，直接威脅人類生命安全并毀壞建筑物和基礎設施，因此對滑坡涌浪的研究十分必要[1]。

近年來，許多專家學者對滑坡涌浪的影響進行了深入研究。薛宏程等[2]在等效流體假設的基礎上，用定制的函數來編寫滑坡體沿滑動面運動的摩擦阻力程序，使用 Realizablek-ε紊流模型與 VOF法，構建出了碎石土滑坡涌浪數值模擬模型，其計算得到的涌浪波幅具有較高的準確性。王佳佳等[3]通過構建縮放后的矩形水槽滑坡涌浪三維物理實驗，研究滑坡體積、流速、水深等因素對堆積體形貌、涌浪特性的影響，揭示滑坡與水之間的能量轉換機制。馬斌等[4]基于量綱分析的非線性回歸方法，建立了壩肩處浪高的預報公式。薛宏程等[5]在對水庫滑坡涌浪進行三維數值仿真的基礎上，對水庫在不同時間點上的涌浪進行了定量分析。李東陽等[6]提出了一種基于擴展離散元（DEM）和計算流體力學（CFD）的數值模擬方法，并將流體容積法（VOF）引入到局域平均 DEM-CFD耦合方法中，構建一種適用于河床自由表面演變的擴展 DEM-CFD耦合數值模擬體系，以跟蹤滑坡涌浪的生成和傳播過程。鄭飛東等[7]通過水槽物理模型實驗，對滑坡消散過程對涌浪波形特征的影響進行了初步探討，發現隨著滑坡體分散指數的增加，初始涌浪的最大幅度、最大波高降低。王梅力等[8]以物理模型試驗觀測數據為基礎，對初始涌浪的最大波高、最大周期、有效波高、有效周期及波陡特征值進行了統計和計算，運用無量綱及多元回歸分析方法，最終得出了首浪高度的計算公式。徐衛亞等[9]將斜條分法、水阻力等傳統滑動速度分析方法相結合，建立了一套適合于復雜分汊河段涌浪遠場傳播的計算方法。

本文以某滑坡為研究對象，通過分析滑坡的整體穩定性，采用了潘家錚法和水科院經驗公式法對滑坡在鄰近居民點的涌浪高度進行估算，并對計算結果進行分析，本文對類似滑坡災害研究具有一定參考意義。

1? 工程概況

金沙江白鶴灘水電站位于金沙江中下游（攀枝花-宜賓），為大型水電站，其壩型是一座混凝土雙曲拱壩，正常蓄水位825 m，死水位為765 m。象鼻嶺居民點場地原始地面高程800～827 m，墊高造地后進行移民安置居民點建設，墊高后場地高程827.3～828.7 m，規劃圍地總面積約140畝（1畝約等于667 m2），規劃安置人口約1 618人。

王家山滑坡位于小江右岸王家山北側，距離象鼻嶺居民點直線距離約1.3 km，如圖1所示。白鶴灘水電站水庫蓄水后，該滑坡在特定工況下發生失穩將會產生涌浪，影響周邊居民的生命和財產安全。因此，對該滑坡涌浪進行研究極其重要。

2? 滑坡區地質條件

白鶴灘水電站水庫區小江支庫王家山段，左岸為格勒坪子（象鼻嶺），右岸為王家山岸坡，坡面地形較凌亂，沖溝較發育，從南往北主要發育2條小沖溝，溝內多季節性流水，雨季流量較大。該段岸坡地層巖性復雜，將地層由老到新分述見表1。

岸邊地下水以孔隙水和基巖裂隙水為主，孔隙水埋藏深度一般不大，主要賦存于小江沖洪積層內，且受地表降雨和溝谷水的補給?；鶐r裂縫水主要存在于斜坡上的裂縫中，并以大氣降雨為主要補給來源。白鶴灘水電站水庫蓄水后，受庫水位影響，該處地下水位會有所抬升。

3? 滑坡特征與穩定性分析

3.1? 基本特征

王家山滑坡位于小江右岸北側，左右側分別發育1#及2#沖溝，2條沖溝在滑坡體后部相交，具有“雙溝同源”“圈椅狀”的特點，滑坡體上植被稀疏，主要以灌木、雜草為主，如圖2所示。

從地貌上看，滑坡后緣特征明顯，有“雙溝同源”“圈椅狀”的特點；滑坡左側以1#沖溝為界，該沖溝約呈S62°W流向，基巖裸露，巖體破碎；滑坡右側以2#沖溝為界，該沖溝約呈N75°W流向，沖溝左岸地形坡度15～35°；滑坡前緣至小江邊，該處地形較陡，小規?；F象明顯，受其影響，剪出口不明顯。

3.2? 穩定性分析

王家山滑坡所在岸坡地形較陡，為第四系崩坡積物所覆蓋，厚度較大，且距離小江斷裂較近，坡體在自重作用下，在暴雨或地震條件下，沿基巖和覆蓋層邊界發生破壞，滑坡體積約611萬m3。

現場調查發現，滑坡前緣存在塌滑破壞現象，位于滑坡體中央的S303省道（2016年擴建）的路面、擋墻、護坡出現隆起、開裂現象，路面出現塌陷、開裂等變形征兆，開裂寬度在20～30 cm，沉降深度在40～50 cm。

以上種種跡象均表明滑坡現狀雖整體處于基本穩定狀態，但在暴雨工況下，滑坡整體處于欠穩定狀態。當蓄水高程超過825 m后，滑坡前緣會被庫水所淹沒，坡體內骨架間細顆粒物質會受到浸泡，土體物理力學參數將有所降低，滑坡穩定性下降，有發生整體滑動破壞的可能。

4? 涌浪估算

4.1? 最大入水速度估算

4.1.1? 潘家錚法

潘家錚法根據動力平衡條件，求每滑動微小水平距離△L后的速度。其中水平速度計算公式為

式中：v0為滑體的初始速度；ax為滑體的水平加速度，可通過滑體的動力平衡條件得到；△L為各條塊的寬度。

根據潘家錚法計算出滑坡整體失穩破壞的最大速度為7.44 m/s。

4.1.2? 美國土木工程師協會推薦公式法

美國土木工程師協會推薦的計算方法是，將滑板置于半無限大的水中，視為一個整體，并將其重心作為一個質點進行移動，計算出滑板的滑動速度，滑板滑動的動力為下滑力與抗滑力之間的差值，由此計算出滑板滑動S距離后的滑速vs為

式中：？琢為滑動表面的傾斜角度；W為滑體單寬重量；φ和c為滑動面剪切強度的參量；H為重心到水面的高度；l為滑坡體與滑面接觸面長；g為重力加速度，9.8 N/kg。

根據美國土木工程師協會推薦公式法計算得出滑坡最大速度為13.22 m/s。

4.1.3? 謝德格爾法

謝德格爾法考慮了滑坡體的體變效應，研究表明，滑坡體的體變與滑坡體的當量摩擦系數（fe）在對數坐標系下是線性的。二者之間的關系公式為

式中：V為滑坡體體積；a＝-0.156 66；b＝0.622 19。據V求出fe后，按下式計算滑速

計算得出滑坡整體失穩的最大速度為16.81 m/s。

4.2? 涌浪高度估算

4.2.1? 潘家錚法

潘家錚給出了一種計算模型，該模型中考慮了坡度對波面反射的影響，在坡度發生水平形變時，所引起的初浪高度可由下述公式表達

當岸坡上厚度為？姿的滑坡體以速度ν′進入水庫后，初始浪的高度ζ0為

式中：f（ν′/）的變化視ν′/的大小而定，特別地，當0＜ν′/＜0.5時，f（ν′/）≈ν′/；當0.5＜ν′/＜2時，f（ν′/）呈曲線變化；當ν′/＞2時，f（ν′/）≈1。

對岸距滑坡中心區距離為x的A點最高涌浪由下式給出

式中：n取1、3、5…；？茲n為傳到A點的第n次入射線岸坡法線的交角；B為河道寬度；L為滑體寬度；k為波的反射系數，取0.9～1.0；x0為滑坡區中心到A點的水平距離。

根據潘家錚法，計算得到了該滑坡的最大入水流速為7.13 m/s，并推算出該滑坡發生在象鼻嶺居住區附近時涌浪高為3.52 m。

4.2.2? 中國水科院經驗公式法

中國水利水電科學研究院考慮水庫滑坡的滑速和滑體的體積因素，并建立了三者間如下的關系，入水點最大涌浪高度計算公式如下

式中：k取0.12；V為滑坡體積，萬m3；u為滑速，m/s；hmax為最大涌浪高度，m；g為重力加速度，m/s。

距滑坡x點處的涌浪高度估算

式中：k1為與距滑坡點距離有關的系數，可由k1-x0.5關系曲線查得（圖3）；n為系數，n=1.3～1.5；h為涌浪高度，m。

根據上述公式，計算出王家山滑坡在象鼻嶺地區的涌浪高度分別為2.09、5.67、6.54 m。

4.3? 影響評價

從滑速計算成果來看，如圖4所示，王家山滑坡在“暴雨+蓄水”工況下發生整體滑動破壞的最大入水速度，根據潘家錚法、美國土木工程師協會推薦的計算公式、謝德格爾法分別為7.44、13.22、16.81 m/s。3種方法有各自適用的情況，但潘家錚法綜合了多種因素，既可以求解直線型滑坡體，又可以求解曲線型滑坡體，更符合實際情況。所以從整體上看，潘家錚法的應用面要廣得多，得到的結論也要可靠得多。

從涌浪計算結果來看，如圖5所示，象鼻嶺居民點處的涌浪，潘家錚法為3.52 m，中國水科院經驗公式法分別為2.09、5.67、6.54 m，2種方法計算出的涌浪高度有很大差異，這是因為中國水科院的經驗公式中包含了容積效應，但中國水科院的不穩定體體積很小，所以得到的涌浪高度要比中國水科院的低。潘家錚法則是綜合了多種因素，得到了較為合理的結論。

象鼻嶺居民點場平高程為827 m，僅高出正常蓄水位2 m。根據研究結果，在825 m“蓄水+強降雨”條件下，王家山滑坡發生整體滑移破壞，象鼻嶺居民區的涌浪高（潘家錚法）為3.52 m，而在地震條件下，涌浪高將更大，對居民區造成的沖擊災害將有一定的影響。

5? 結論

本文以金沙江白鶴灘水電站王家山滑坡為研究對象，基于勘察資料及滑坡基本特征對滑坡整體穩定性進行分析，研究發現在“暴雨工況+蓄水”825 m下，滑坡整體失穩，同時，通過4種不同的計算方法，對象鼻嶺居民區的涌浪高度進行了估算，得出王家山滑坡總體失穩破壞時，對居民區的涌浪高度為3.52 m。建議在象鼻嶺居民區采取適當的水浪防護措施，或在王家山滑坡上實施工程處理，確保居民區的安全。

參考文獻：

[1] 陳世壯，徐衛亞，石安池，等.高壩大庫滑坡涌浪災害鏈研究綜述[J].水利水電科技進展，2023，43（3）：83-93.

[2] 薛宏程，彭杏瑤，馬倩，等.考慮阻力作用的碎石土滑坡涌浪數值模擬方法研究[J].人民長江，2023，54（7）：153-58.

[3] 王佳佳，陳浩，肖莉麗，等.散粒體滑坡涌浪運動特征與能量轉化規律研究[J].水文地質工程地質，2023，50（4）：160-172.

[4] 馬斌，李會平，劉東明，等.窄深河谷庫岸滑坡壩前涌浪特性及浪高影響因素[J].南水北調與水利科技（中英文），2023，21（2）：362-370.

[5] 薛宏程，馬倩，彭杏瑤，等.基于Herschel-Bulkley流變模型的滑坡涌浪數值模擬方法研究[J].水利學報，2023，54（3）：268-278.

[6] 李東陽，年廷凱，吳昊，等.滑坡-堵江-涌浪災害鏈模擬的DEM-CFD耦合分析方法及其應用[J].工程科學與技術，2023，55（1）：141-149.

[7] 鄭飛東，王平義，李云.滑坡體散體化對涌浪波動特征的影響[J].水科學進展，2022，33（5）：826-834.

[8] 王梅力，田野，楊勝發，等.水流動力條件下滑坡涌浪初始波浪特征研究[J].水運工程，2022（8）：129-134，171.

[9] 徐衛亞，秦創創，張貴科，等.基于分流比的復雜分汊河道滑坡涌浪遠場傳播計算方法[J].水利水電科技進展，2022，42（3）：20-24.