南水北调西线一期工程区断层活动性及工程地质评价

针对南水北调西线一期工程区地形、地质、地貌和气候条件复杂,及工作条件差、工期短、基础资料缺乏等特点,建立了以遥感水文地质判释为主,结合野外地面调查、现场钻孔地下水流速流向测试、现场钻孔压水试验资料分析、水化学分析、环境同位素测试分析等多手段多方法的水文地质条件综合评价方法,研究了该工程区的地下水类型、地下水化学特征及其形成条件、主要含水层的分布,主要水文地质单元及其地下水运动和补径排条件。结合水利工程勘探的特点,充分利用钻孔压水试验成果,分析探讨水文地质参数及其变化特征,对沿线隧洞涌水量进行初步估算。探讨了主要的水文地质问题。为高山覆盖地区的水文地质条件研究提供了一种新思路。

第24卷第20期岩石力学与工程学报vol.24no.20 2005年10月chinesejournalofrockmechanicsandengineeringoct.，2005 收稿日期：2005–06–13；修回日期：2005–08–15 基金项目：国家自然科学基金资助项目(90302011) 作者简介：王学潮(1964–)，男，博士，1997年于北京大学地质学系获博士学位，现为教授级高级工程师，主要从事南水北调西线工程中工程地质方 面的研究工作。e-mail：wangxchao@263.net。 南水北调西线一期工程的工程地质和 岩石力学问题 王学潮1，杨维九1，刘丰收1 ，2 (1.黄河勘测规划设计有限公司，河南郑州450003；2.中国地质大学，北京100083) 摘要：南水北调西线一期

南水北调西线一期工程由“四坝、二堰、七洞”组成,年调水量40×108m3。工程的最大难点在于深埋长隧洞的勘察、设计与施工。工程地质条件相对复杂,枢纽的建坝地质条件较好,块石料满足要求,库区淹没损失小。隧洞区的主要岩石类型为三叠纪的砂岩和板岩,局部出露有灰岩和岩浆岩。深埋长隧洞存在着诸多复杂的工程地质和岩石力学问题,但在目前的经济技术条件下是可以解决的,不存在制约西线工程实施的技术难关和地质条件。

西线调水工程是从长江上游调水到黄河上游的跨流域调水工程。其主要目的是解决西北、华北地区缺水问题。西线调水一期工程位于青藏高原东部边缘地带,地质条件复杂,构造活动频繁,该区具有独特的地壳变形和构造应力体系。一期调水工程区处在海拔3500m左右,主要是引大渡河支流的阿柯河、麻尔曲、杜柯河及雅砻江支流泥曲、达曲之水补给黄河支流贾曲。主要的工程地质问题为活动断裂、深埋长隧洞、冻土与冻害以及水库工程地质问题。1　活动断裂问题西线调水区主要有15条区域性活动断裂。其中玉树断裂(f2)、桑日麻断裂(f8)、鄂陵湖南断裂(f9)、甘德南断裂(f10)、鲜水河断裂(f4)等活动性较强,对工程影响较大。断裂活动不仅能影响引水隧洞的稳定性,而且直接影响着工程区的区域构造稳定性。2　深埋长隧洞工程地质问题由于一期工程输水洞线共长244km,其中最长者达73km,属于特长隧洞。这些隧洞埋深大,一般达300～600m,穿越不同的地质单元,并且无法避开活断层的影响。一些深埋长隧洞工程典型的地质问题如高地温、高压涌水、高地应力及岩爆等问题均可能出现。(1)高地应力及岩爆　西线调不一期工程洞体深埋于山体基岩内,上覆岩体厚度一般为300～600m,隧洞的围岩主要为三叠系的

　〔收稿日期〕　2002-07-25 南水北调西线一期工程区 活动断裂及其对工程的影响 伍法权 (中国科学院地质与地球物理研究所) 　　南水北调工程是从长江引水至黄河的跨流域调 水工程,是缓解我国北部地区缺水问题的重要战略 措施。南水北调西线工程引长江上游通天河、雅砻 江、大渡河之水至黄河上游,旨在缓解西北青海等6 省区水资源匮乏问题,是南水北调工程的有机组成 部分。西线调水工程将分期实施。一期工程规划自 雅砻江支流达曲河阿安枢纽,向北东至黄河支流贾 曲河,引水线路全长260km。工程由“五坝七洞一 渠”组成。5座枢纽的坝高分别为115m、108m、104 m、123m、63m。7条引水隧洞共计长244km,占全 长的93.8%,其中最长的洞段为泥曲至杜柯河段, 长达73km;洞线埋深一般为300～600m,最大埋深 达11

在海拔数千米的青藏高原开渠凿洞引水,如何将南水北调西线工程在施工时可能产生的生态影响降到最小?近日,由中国科学院青海盐湖研究所、中国科学院成都生物研究所分别完成的《南水北调西线第一期工程前期招标项目调水影响区域生物本底调查及影响预测》和《南水北调西线第一期工程调水影响区域干旱河谷分布现状与影响分析研究报告》项目通过了黄河水利委员会南水北调西线工程办公室组织的验收,专家们对工程施工和运行期可能产生的影响进行

分析了南水北调西线一期的生态补偿问题,讨论了所涉及的补偿主体、补偿客体、补偿依据、补偿方式、补偿标准等五大要素,初步提出了生态补偿的措施和建议,以期对工程的建设和运行有所借鉴。

南水北调西线工程是一项特大型跨流域调水工程,安全、高效的通信系统是保证工程安全、可靠运行的重要因素之一。文章结合南水北调西线一期工程的布置情况及工程管理的初步设想,比较了数字微波通信、卫星通信、光纤通信几种通信方式,提出了利用opgw、基于mstp技术建设南水北调西线一期工程专用光纤通信网的初步方案。

南水北调西线一期工程位于川青地块及其南缘鲜水河断裂带,地质条件复杂。gps监测表明,川青地块及其邻区的地壳运动水平速度,具有自西向东递变下降的顺时针涡旋转动的总趋势;鲜水河断裂带有较高的移动速率;工程区东、西两侧的测站之间有一定的水平速度矢量差。工程区为高地应力区,并可产生局部高应变能带。鲜水河断裂带为我国西部的强震带;川青地块内部已发生5级以上地震25次。与中强震有关的断裂带通过工程区,并表现出工程区地壳活动性。地壳活动性将对南水北调西线一期工程建设产生重大影响。

通过对研究区103条泥石流沟发育状况统计显示,泥石流沟的数目、发育密度及规模在不同流域表现出不同特点;综合分析表明,泥石流沟的流域面积、主沟长度及平均沟床比降存在明显的分维特征,泥石流堆积物粒度组成具有很好的分形结构,这种良好的非线性关系在一定程度上揭示了研究区泥石流发育的非均一性和自相似性;分析得出了在沟谷流域面积<5km2,主沟长度<5km及主沟平均沟床比降10%～60%时研究区内泥石流最易暴发的结论。

南水北调西线工程区活动断裂不发育,地震活动水平低;地球物理资料证实,工程区具有稳定型地壳;构造稳定性分析显示,工程区不发育突发活动地段,属于构造稳定型地区。

对南水北调西线一期工程投入产出的定量分析显示,现实施的《规划》中的投资可能被低估,效益可能被高估。在国民经济主要评价指标中,经济净现值为负,经济效益费用比小于1,经济内部收益率小于具有公益性的低社会折现率7%。这说明其经济可行性仍待进一步研究。此外,敏感性分析也表明,该项目不具备最基本的经济抗风险能力。因此,南水北调西线一期工程方案在经济上是否合理,建议慎重研究。

南水北调工程是缓解我国北方水资源严重短缺问题的重大战略性水利基础设施。南水北调西线工程从长江上游调水入黄河上游,以缓解我国西北地区水资源严重短缺的紧迫形势。一期工程从长江支流雅砻江、大渡河两流域上游调水80亿m3,根据调水区实测的水文、气象资料,分析调水流域降雨、地表水、地下水变化规律及发展趋势,为南水北调西线调水的影响研究提供基础支撑。

南水北调西线工程调水方案基本确定,一期工程调水40亿m3,受水区为青海、甘肃等6省(区)。主要介绍了甘肃省受水区规划的思路与方法,受水区的选定原则,初步规划的成果以及调水水资源配置所需的配套工程情况,分析了南水北调工程在甘肃省经济社会发展及生态建设中的地位和作用。

根据水利部和黄河水利委员会对南水北调西线一期工程的部署要求,甘肃省对全省受水区进行了总体规划,论证了工程的必要性。提出了全省的供水对象,及对应的高线、中线、低线供水方案,并对配水方案的整体效益进行了分析。南水北调西线一期工程将为甘肃受水区提供有力的水资源保障,促进当地的经济发展,其社会效益、生态效益是十分显著的。

采用历年天然径流系列对南水北调西线一期工程水源区河流进行丰枯遭遇分析,结果表明:当水源区两个流域处于同丰、同平和丰枯异步时,不会影响正常的调水,其频率为73.7%。当两个流域同时处于枯水状态时,则不利于调水,其频率为26.3%。这说明通过南水北调西线工程向黄河相机补水是可能的。

南水北调西线第一期工程位于青藏高原东部边缘地带。项目区人口稀少,人为开发扰动程度较轻,属高寒脆弱生态系统。南水北调西线一期工程实施后对该区生态系统完整性和生态敏感区域产生的影响包括:对生物群落的完整性影响;对湿地、自然保护区及干旱河谷等生态敏感区的影响。主要结论是:工程建设对项目区区域生态完整性产生一定影响,需要相应的生态恢复措施做保障;对湿地和自然保护区的影响不会导致植物种类之间的演替变化和某些珍稀植物种类的灭绝;不会导致干旱河谷区区域气候发生明显改变。

基于南水北调西线一期工程主要影响区景观类型分布图,应用景观格局分析方法、gis空间分析和模型分析功能,计算热巴、阿安与仁达、珠安达与霍纳和克柯四大景观区的几种常用景观指数,分析了四大区域景观格局特征。结果表明:四大区域景观格局在总体上呈现"基底—廊道—斑块"的结构,珠安达、霍纳景观区景观多样性指数和均匀性指数高于其他区域,反映出景观异质性程度高于其他区域;热巴景观区和阿安与仁达景观区各景观指数都差别不大,破碎度指数比其他两个区域要小,说明人类活动对景观的干扰程度低;克柯景观区景观优势度最大,说明该区景观类型空间分布结构受草甸单一景观类型支配。

南水北调西线一期工程区的地质矿产资源调查表明:珠安达库区锑金矿点估算金资源量为1948kg,色曲洛若库区批准砂金储量为a+b级246kg、a+b+c级2134kg、d级369kg,其余库区均无矿产出露;仁达—珠安达线路、珠安达—霍纳线路、克曲-黄河线路等的输水隧洞对矿产资源压覆不多或对矿产资源开采影响不大。对工程区压覆的矿产资源开发,应在库区淹没前选择有利地段进行强化开采。

南水北调西线一期工程区压覆矿产资源评估

通过对南水北调西线一期工程6座水库淹没实物特点分析,提出移民初步规划建议,库区移民均以后靠安置为主,居民点布局采用依山就势,生产安置以牧业为主,班玛县城规划在县城中心地带莫巴沟宽阔地带,专项设施按原标准、原功能规划恢复,寺院迁建尊重当地寺院活佛、僧侣和周边广大信徒意见选址规划。

调水区地貌上为构造侵蚀浅-强切割高山区,外动力地质现象具有南强北弱的特点，主要岩性为三叠系的砂板岩,为中等坚硬-坚硬岩。工程区地震烈度主要为ⅷ度。一期工程的工程地质问题主要集中在深埋长隧洞方面，其中,深埋长隧洞的关键工程地质问题有地应力和岩爆、软岩大变形、突水和碎屑流、活断层的突发性位错及高地温灾害等。