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水电水利规划总院地质勘测处原处长朱建业:水电开发中的地质问题
2011/3/6 11:56:37    新闻来源:中国水力发电工程学会

  (本网讯) 今天(2011年3月6日),为了回答社会各界对水电开发,包括怒江等流域水电开发中的地质和地震问题的疑问,中国水力发电工程学会、中国大坝委员会邀请从事怒江等流域地质勘探和抗震设计工作的同志与我国的水库大坝地质、抗震专家一起,在北京中国科协会堂召开“水电开发中的地质和地震问题”主题论坛,向社会介绍情况,并解答各种有关怒江等流域水电开发中地质、地震方面的疑问。 

  水电水利规划总院地质勘测处原处长朱建业在论坛上发表了《关于水电开发中的地质问题》的主题演讲。



“绿色能源---水库大坝与环境保护论坛”

——水电开发中的地质和地震问题

关于水电开发中的地质问题

  一、    区域构造稳定问题

  区域构造稳定性指“建筑物所在地区一定范围、一定地质历史时期内,断层和地震的活动性。”,是河流规划和初期地质勘察阶段必须调查清楚和作出结论的首要任务,历来均非常重视。我国是多地震的国家,地质构造复杂,地震烈度高,区域地质构造稳定性及地震地质的研究成为水电工程选址和工程设计不可或缺的工作。我们制定的选址避开活断层,加强抗震设计的原则,在2008年5月12日的汶川特大地震中经受住了考验,灾区的大、中型水利水电工程,虽有不同程度的震损现象,但没有一个发生重大次生灾害,说明我们的工作方法、技术标准和评价原则是经得起历史考验的。

  中华人民共和国国家标准GB50287-99《水利水电工程地质勘察规范》和GB50287-2006《水力发电工程地质勘察规范》中强制性条文更明确规定,5.2.1条“区域构造稳定性硏究应包括下列内容:1 区域构造背景研究;2 活动断层活动性质鉴定;3 地震安全性评价。”

  区域构造稳定性具体的研究包括6项:(1)分析周围的区域地质构造背景,确定工程区所在的大地构造单元;(2)调查断层的活动性质(蠕滑或粘滑)、活动年代、活动速率;(3)收集历史地震和地震台网的资料,分析地震活动的趋势和规律;(4)鉴定地震基本烈度,对于地震地质条件复杂地区的大型工程,需在地震危险性分析的基础上,确定地震设防的水平加速度;(5)调查可能产生水库诱发地震的地质条件,并预测其发震震级和地点;(6)搜集和建立地震台网和地形变监测,积累建坝前的地震活动趋势。

  怒江中下游河段初步规划了13个梯级水电站,从上游往下游依次为:松塔、丙中洛、马吉、鹿马登、福贡、碧江、亚碧罗、泸水、六库、石头寨、赛格、岩桑树和光坡水电站。

    怒江断裂带的具体位置和它是不是活动断层是水电开发首先必须要查明白的关键性问题。为此水电水利规划设计总院会同中国地震局地震预测研究所,针对怒江中下游河谷及其两侧的主要断裂带的组成、展布、活动性等特征,通过野外卫片解译、野外断裂填图、测定断层年龄等,用了几年的时间进行调查研究。因此,对怒江中下游研究区的地震地质背景有了较深刻的认识。2009年3月完成《怒江流域(中下游)区域构造稳定性与水电开发关系》。

  怒江中下游流域历史地震少、震级小;怒江断裂中更新世以来已不是活动块体的边界断裂;怒江断裂带无晚更新世以来活动的地质地貌证据,至少十万年以来它不是活动性断裂;虽不能排除沿怒江断裂带发生中强地震的可能性,但其发震震级不会超过6.5级;根据已有的场地地震安全性评价成果,本区50年超越概率10%的基岩水平地震动峰值加速度为0.1g~0.2g,相应的地震基本烈度为Ⅶ度~Ⅷ度。因此,就西南地区复杂的地震环境而言,怒江流域(中下游)的区域构造稳定性仍属相对稳定的地区。

  规划中的两个龙头水库,也是13个水电开发最上游的两个高坝大库研究结论是:

  松塔水电站近场区范围内无历史地震发生,也无发生强震的构造标志,区域构造稳定性较好。

  马吉水电站场址区内区域断裂的主要活动期均在晚更新世以前,至少在十万年以前有过活动,因此场址区内不存在活动断裂;近场区范围内无历史地震发生,也无发生M≥6.5级强震的构造条件。因此,马吉水电站场址的区域构造稳定性较好。

  其余11个水电站均有落似情况。怒江断裂带在六库以北不存在强震构造标志,六库以北沿怒江断裂带存在发生地震的可能性,但震级不会超过6级。水电站所在场地主要受外围地震活动的影响,地震基本烈度均为Ⅶ度。六库以南各梯级水电站的场址区内虽无活动断层,但周围存在活动断裂带,且强震频繁,场地受外围地震活动的影响较大,地震基本烈度均为Ⅷ度,各梯级电站宜适当控制坝高。综上所述,怒江断裂带的分布及其活动性不制约怒江流域(中下游)水电站的开发建设。

  二、     关于活动断层上建坝的问题

  同样在上述国家标准中5.2.9条“在构造稳定性方面,坝址的

  选择宜符合下列规定:1 坝址不宜选在震级为63/4级及以上的震中区或地震基本烈度为Ⅸ度以上的强震区;2 大坝等主体工程不宜建在已知的活动断层上。”因此,在水电站在规划选点中和坝址选择时都避开活动断层,同时也避开强震震中区。怒江的松塔水电站和马吉水电站坝址区都没有活动性断层通过。要做到这一点,都是在大范围地质工作完成后选定坝址。通常分为3个程序进行:1 收集硏究坝址周围不小于150km范围内的表部和深部的断层、区域性活动断层和地震活动性等资料,分析其稳定性;2 查明坝址近场区25km范围内的区域性断层和活动性;3 临近区域性活动断层时,应进行坝址及5km范围内的专门性地质测绘,鉴定对坝址有影响的活动断层。如果影响大,如工程措施不能处理,就要另选坝址。怒江规划的各个坝址都没有活动断层通过。

  三、     关于大滑坡、大崩塌体问题

  这属于边坡稳定问题,也是水电工程地质勘察的主要任务之

  一,水电工程中至少有两本技术标准作为我们工作的依据。查明影响建库建坝的大滑坡、大崩塌体也是尽可能的避开,它不仅危害大坝安全,也关系到水电站的造价和成本。一个大的滑坡处理费用经常是几亿元人民币,还要延误工期。水库蓄水后由于库水位变化和风浪作用,会发生一些小型滑坡和岸坡坍塌,这是正常情况,通过地质工作在水库蓄水前予以查明和进行稳定性分析,如果距离大坝较近,还要根据滑坡形成的涌浪进行预测计算,研究其对大坝的影响,设计时采取工程措施,还要进行长期观测,直到水电站运行期间。至今已建的大中型水电站尚无因滑坡产生堰塞库区而影响电站运行的情况。因此,大江大河上水电站的地质勘察工作,要进行很多年,钻探孔总进尺和两岸勘探洞深度,通常分别超过万米甚至几万米,地质勘探测试费用通常是工程造价的2%~3%。


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