南水北调西线工程侧仿—雅碧江引水线路工程地质遥感研究

南水北调西线工程位于新构造活动强烈的青藏高原东北部,采用深埋长隧洞方案经巴颜喀拉山输水入黄河,工程区的主要地质灾害包括活动断层和地震、冻土冻害、高地应力及岩爆、地温异常、库区岸坡变形等.其中,活动断层及地震是调水工程区的主要地质灾害.对主要地质灾害的特征和破坏形式进行了探讨,并提出了有关治理措施

本书由中山大学地理科学与规划学院刘希林教授和华北水利水电学院资源与环境学院黄志全教授合著,由地质出版社于2012年7月出版。全书分上、下两篇共12章30万字,全面展示了南水北调西线一期工程区泥石流、滑坡和崩塌灾害的分布规律、基本特征、危险性评价、稳定性评价、分区结果,以及对工程建设的可能影响,是论证半个多世纪以来,有

通过对南水北调西线工程区的区域地质背景的回顾,运用辩证的观点,初步分析了西线工程区工程地质的辩证特征:①地层简单,构造复杂;②总体构造复杂,局部相对简单;③总体活动强烈,局部相对稳定;④岩体类型多样,岩石强度差异性大;⑤岩性单一,岩石厚度巨大;⑥总体植被良好,外动力现象发育;⑦块石料丰富,土料、砾石料缺乏;⑧复杂的地质构造客观上不可回避,主观上可利用。认为在相对不利的总体地质特征背景下,可以寻找出有利的建设场地,满足工程建设的需要。

在扼要介绍南水北调西线工程仁青里－岗龙引水线路断层及春特征的基础上，分8段详细论述各洞段的主要工程地质问题，并从10个方面进行综合工程地质评价，为线路优化提供地质依据。

西线南水北调雅砻江调水线路,初步规划引水方式为抽水和自流两种。设计引水流量217m~3/s,年调水最45亿m~3。规划的比较引水线路有四条。(1)长一恰自流引水线路。从雅砻江长须枢纽引水,利用深埋地下长隧洞引水穿越巴颜喀拉山,在黄河右岸恰给弄沟入黄河,线路长131km。(2)长一达自流引水线路。从雅砻江长须枢纽引水,隧洞引水穿越巴颜喀拉山至黄河支流达日河入黄河,线路长94km。

74岁的黄河水利委员会勘测规划设计研究院(以下简称"黄委会规划设计院")原副院长,南水北调西线工程设计总工程师谈英武有些焦虑,尽管他已经退休.2009年度南水北调工程5000万元的研究经费一直没有下发,相关研究人员不免感到慌张,尤其在东线和中线工程整体推迟的情况下,一些年轻人甚至萌生了退意.在南水北调项目上工作了一辈子的谈英武非常清楚年度研究经费暂停的可怕.57年的工作积累,还有堆积如山的资料,顷刻之间可能变得毫无用处,谁来最终为这件事情负责?

南水北调西线工程是改善西部地区缺水和改善大西北生态环境及确保工农业牧业发展的工程。它不仅会使龙羊峡多年调节的大型水库充分发挥调节作用，提高黄河干流上各级电站的出力，还会推动青海省东南部经济发展建设，经济效益、社会效益和生态效益都会十分明显。

前期准备57年一波三折,工程投入太大,施工难度太高,预期效益难以确定,地方利益又打架……种种迹象显示,南水北调西线工程要按计划开工有些悬了!

从南水北调西线工程雅砻江调水线路的工程地质条件出发，分析论证了三大自流引水线路和两大抽水引水线路的优劣，并对3条自流引水线路进行了比选，推荐出优化的引水线路。

从距黄河上游较近的大渡河、雅砻江、通天河三条河调水，调水量１６０亿～１７０亿ｍ～3，基本上能够满足黄河流域２０５０年左右需水要求。但是紧临黄河流域的广大内陆地区，对水资源的需求仍有较大增长。在三条河调水方案规划的基础上，对澜沧江、怒江向黄河调水,进行了初步的方案研究，作为西线调水的后续水源。后续水源方案可调水量１６０亿～２００亿ｍ～3，相当于三条河总调水量,但是，调水工程规模浩大,应在三条河调水工程实施后进行深入研究。

基于工程实践,探讨西线一期工程区域稳定性评价的原则和基本思路,根据有关资料,给出工程区的稳定性分区,认为西线工程位于基本稳定区,附近断裂大多数不具有活动性,坝址场区内没有发现活动断裂和地震震中分布,没有活动断裂穿越引水隧洞。隧洞围岩主要为ii～iii类围岩,局部为iv～v类围岩,岩爆强度不高,围岩大变形主要发生在板岩段和构造破碎带处,地质条件适合tbm施工。根据水文地质资料,给出各隧洞段的涌水量。可能引起强透水或涌水的地段主要在浅埋过沟段、向斜褶皱核部破碎岩体形成的富水段、断层破碎带及其影响带。

应用遥感和gis技术,从1994年到2002年,对大型的南水北调西线工程进行冻土、水文、地质、土地覆盖和自然生态环境调查研究,取得了良好的效果,确保了南水北调西线工程前期工作的顺利开展。

该文设想构建南水北调西线工程数字化平台和虚拟环境,以完成多比例尺、多数据类型的水资源利用、生态环境、经济社会与国土状况信息的数字集成;通过西线调水区、输水沿线、受水区和后备水源区的数字仿真手段,对不同现有及存在的可能调水方案的工程可行性、有效性等予以综合分析和比选,并制定受水区水资源可持续利用与优化配置方案。

利用30个站的1965—2000年日降水资料,分析了南水北调西线工程区的降水气候特征、降水过程特征和降水极值特征.结果表明:该区多年平均降水量为520.5mm,年降水量等值线呈东北-西南向分布,由西北向东南递增,半干旱区和湿润地区年降水量的分界线在该区沿玉树-清水河-大武-河南-合作-临洮一线分布;降水过程大部分大于5d,降水集中在3d左右,过程降水量可分为纬向类和斜向类两种,斜向类占大多数,其中斜向类又可分为西北-东南向、东北-西南向两种,以西北-东南向的发生较多.降水中心由西北向东南方向移动,或中心变动不大,但范围先加大后减小.在所有降水过程中,一日最大雨量出现在壤塘的频率最高,其次为若尔盖和临洮;3d最大降水量最频繁发生在临洮,其次为壤塘和若尔盖.18次过程降水极值分布与多年的年降水量大值区相对应.1965年、1984年、1992年过程降水偏弱,1981年、1989年、1999年过程降水偏强.

在分析深埋隧洞岩爆破坏机制和地应力条件的同时,详细论述了南水北调西线工程主要引水线路区的现代构造应力场特征及主应力的大小、相互关系;根据地应力、岩性等特征初步评价主要引水线路区隧洞围岩发生岩爆的可能性

根据断裂构造和环形构造的解译标志和野外考察的结果,在南水北调西线工程区内确定了近200条断裂构造和26个规模和成因不尽相同的环形构造。断裂构造分别沿nw,ne,近sn和近ew向分布,nw向断裂为区域性的断裂构造,控制工程区内地貌、水系等的发育。有22条断裂构造影像特征比较清晰,规模相对较大,而其中有8条nw向区域或主干断裂对工程区输水线路和相关坝址的稳定性影响更加突出一些。但综合分析的结果表明,全新世活动的断裂构造并没有穿越输水线路;而穿过了输水线路的区域性大断裂自晚更新世晚期以来就基本停止活动,区域地质构造分析也说明工程区处于一个相对安全岛内。环形构造多为岩浆热液作用的产物,它们的存在对于工程稳定性起到积极的作用,是改善和提高工程稳定性的一种因素。

以南水北调西线工程区的构造解译为例,对信息源选择、波段组合、影像融合、几何精校正、图像镶嵌等一系列处理方法进行针对性研究,证实了该方法组合对南水北调西线工程区的遥感影像处理的有效性,进而建立了色调、形状、地层或岩体被错断、地貌形态差异和水系格局等解译标志。通过对断裂构造解译的实地验证,表明解译准确率达到90%以上,位置误差小于15m。与常规地质调查方法相比,遥感信息具有视域宽广、内容丰富、主要断裂突出、受地面条件限制较少、有效提高野外验证效率的优势。

首先介绍了南水北调西线工程区及各河段枢纽的工程地质条件,工程区岩性以砂岩、板岩为主,地层褶皱强烈,活断裂发育,地表覆盖厚,地质条件相对复杂。讨论了西线工程可能遇到的主要工程地质问题,如地应力和岩爆、软岩蠕变、突水、碎屑流、活断层的突发性位错及高地温灾害等;一期工程的地质问题主要集中在深埋长隧洞和引水明渠方面,其中,输水明渠的工程地质问题主要为边坡稳定和水文地质条件评价

表2　丽水市1998年度两次降水的离子含量(μmolπl) table2　theionsquantities(μmolπl)in twicerainsin1998 时间so2-4no - 3ca 2++mg2+nh + 4ph 1月853642675170 3月711815354180 表3　美国伊利诺州降水离子含量(μmolπl) table3　theionsquantities(μmolπl)inrainsof illinoisstateofamerica 年份so2-4no - 3ca 2++mg2+ph 19546020826105 19777030104140 年相等。那么当年的降水ph值就应该是4117,而不 是6105,所以美国学者认为美国

南水北调西线工程地处高寒地区,存在一系列工程地质和岩石力学问题,其中,一些非常规问题往往难以发现或不被重视,如断裂活动性与洞室抗断问题、特大可能泥石流问题、洞室高压涌水和突泥问题、高地温引起的岩石物理力学性质改变问题、高地应力场及其演变问题、tbm条件下的岩石力学问题、区域地质环境变迁问题等.这些问题处理不好,可能会带来灾难性后果.提出并讨论上述一系列问题,以引起岩石力学与工程领域同行们的注意.

“在山西黎城县，考察队员周宇下去拍摄一个刚建成的城市水景观，水面泛起的恶臭熏得他当场就吐起来。”杨勇指着照片说。照片中的水景观造型很漂亮，可惜里面是一潭污黑死水，周围行人寥寥。“人们没事根本就不愿到这里来。”

金沙江、长江上游、雅砻江、大渡河是我国宝贵的水电基地,规划69座电站装机容量13000万kw,年发电量7530亿kwh,是我国21世纪永续利用的电力能源。而南水北调西线工程规划自四大基地河源调水190亿m3,即将减少保证出力1054.3万kw、电量1099.3亿kwh,分别损失15%、14%。西水北调分期建设方案,自雅鲁藏布江及怒江调水近1000亿m3,可济黄补金。既可向黄河补水500多亿m3,又可向金沙江补水近400多亿m3。彻底解决黄河流域的缺水问题和增加黄河各梯级装机容量,而不影响四大基地的保证出力与保证电量,又能增加金沙江的下泄流量,确保北方用水,还可增加金沙江和长江上游的装机容量。