湖南東江水電站擴機工程地質(zhì)災(zāi)害危險性評估

段中滿，方瓊，賀湘波，曾令科，馮見，李姣

(湖南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，湖南長沙 410007)

湖南東江水電站擴機工程地質(zhì)災(zāi)害危險性評估

段中滿，方瓊，賀湘波，曾令科，馮見，李姣

(湖南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，湖南長沙 410007)

東江水電站擴機工程屬湖南省重點水利建設(shè)項目，面臨諸多工程地質(zhì)災(zāi)害問題。本文根據(jù)評估區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件和擬建工程性質(zhì)，通過實地調(diào)查和現(xiàn)場勘察，分析工程建設(shè)以及竣工后可能誘發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害特征及其危險性，對工程建設(shè)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合分區(qū)，把研究區(qū)分為大、中、小三級4個不同地質(zhì)危險性區(qū)段，并提出工期地質(zhì)災(zāi)害防治措施和建議。

東江水電站;擴機工程;地質(zhì)災(zāi)害;危險性評估

0 引言

東江水電站處湘江一級支流耒水中上游郴州市資興市境內(nèi)，水庫兩岸歷史上多次發(fā)生滑坡塌岸地質(zhì)災(zāi)害。為查明東江水電站擴機工程建設(shè)場地范圍內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害情況及地質(zhì)災(zāi)害對工程建設(shè)的危害性，預(yù)防因不合理工程活動引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，保護地質(zhì)環(huán)境，按照相關(guān)要求，對東江水電站擴機工程進行地質(zhì)災(zāi)害危險性評估，分析論證工程建設(shè)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的危險性，為電站建設(shè)可研階段工作提供理論參考依據(jù)。

1 地質(zhì)環(huán)境背景

東江水電站擴機工程建設(shè)區(qū)內(nèi)屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，據(jù)資興氣象站1961－2007年資料統(tǒng)計，多年平均降水為1519.81mm，年最大降雨量2092.2mm，年最小降雨量902.0mm，日最大降雨量666.5mm，時最大降雨量85.9mm。另據(jù)東江水文站1592－2007年觀測資料統(tǒng)計，最大洪水流量2710m3/s，最小枯水流量21.5m3/s，多年平均徑流量38.82×108～78.32 ×108m3。

水電站位于南嶺山脈與羅霄山脈交匯地區(qū)，地處南嶺東西向復(fù)式構(gòu)造帶中段北緣。地貌類型以低山為主，海拔高程300～500m，山脊狹窄，脊線走向凌亂;侵蝕切割程度較強烈，溝谷發(fā)育，且多呈“V”型谷;山坡坡度25°～40°，風(fēng)化殘坡積物厚0.5～3m。構(gòu)造形跡主要為背斜，軸線走向呈近南北向，南端向東呈弧形彎曲，北端則向西呈弧形彎曲，西翼被壓扭性小斷裂切割而不完整［1］。出露地層巖性為震旦系(Z)和寒武系(e)的淺變質(zhì)長石石英砂巖、石英砂巖、板巖、砂質(zhì)板巖及炭質(zhì)板巖，泥盆系跳馬澗組(D2t)石英砂巖夾砂質(zhì)頁岵，以及燕山早期(?52－1)中粒(或中粒斑狀)花崗巖［2］。賦水巖組由相應(yīng)巖組組成，常見泉水流量0.1～0.91L/s，地下水徑流模數(shù)0.03～1.52L/s·km2，鉆孔單位涌水量0.0009～0.0462L/s· m［3］。

2 地質(zhì)災(zāi)害特征

通過實地調(diào)查和已有成果資料的分析研究，區(qū)內(nèi)發(fā)育滑坡地質(zhì)災(zāi)害5處，主要分布東江水電站至小東江水電站水庫右岸(發(fā)育4處滑坡災(zāi)害)，另有1處滑坡位于小東江水電站大壩左岸上游150m處?；聻?zāi)害一般由人為因素、地層巖性因素以及氣象因素共同作用形成，如修路建房時開挖邊坡、松散的殘坡積物、2006年7月16日特大暴雨等。其中右岸4處滑坡位于公路開挖邊坡處，邊坡高一般10～30m，坡度40?！?0。，頂部為殘坡積和全風(fēng)化土，其余為強風(fēng)化巖體，較破碎?；率?006年長時間強降雨期間發(fā)生的，主要是表層土體在強降雨飽水后，形成的泥石流狀滑坡。滑坡厚度1～3m，后緣為公路坡頂處?；乱?guī)模小，現(xiàn)狀穩(wěn)定性好，對工程建設(shè)影響小。

小東江水電站左岸上游150m處滑坡總體積約56萬m3，前緣在高程138.00～143.00m一帶，后緣頂部在高程230.00m附近，它的穩(wěn)定問題是本次擴機工程的主要工程地質(zhì)問題之一?；露逊e體中間厚，往四周變薄，最厚的部位厚35～40m?；虑熬壍叵滤顒訌娏?，見多處地下泉水成群出露。滑體內(nèi)碎石大小一般為5～50cm，含量20%不等，成分主要為石英砂巖;普遍分布于滑體內(nèi)。塊石占70%以上，塊徑一般30～60cm，多數(shù)夾碎石和粘土，局部有架空現(xiàn)象，部分仍保持層狀結(jié)構(gòu)，但產(chǎn)狀已零亂，主要分布滑坡堆積體的中間部位。滑坡總面積39400m2，部體積598400m3，共造成4人死亡，直接經(jīng)濟損失173萬元(表1)。

表1 東江水電局站擴機工程區(qū)地質(zhì)災(zāi)害特征

3 地質(zhì)災(zāi)害危險性評估

3.1 評估范圍的確定

根據(jù)地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害種類和影響范圍綜合確定評估區(qū)范圍，主要考慮以下因素:

(1)工程建設(shè)對地質(zhì)環(huán)境影響的最大范圍;

(2)建設(shè)工程可能遭受地質(zhì)災(zāi)害影響的最大范圍;

(3)崩塌、滑坡其評估范圍以第一斜坡帶為限。

根據(jù)上述因素，評估區(qū)范圍北東以第一斜坡帶為限;南西除以第一斜坡帶為限外，在肖家?guī)X、張家垅等地包括完整的溝谷小流域范圍;北西以小東江水電站大壩為界;南東以東江水電站大壩向上游擴展1000m為限，最終確定評估區(qū)面積25.13km2。

3.2 評估方法

采用基于工程地質(zhì)比擬法，采用定性、半定量的地質(zhì)災(zāi)害評估分級標準及評判量化指標進行評估。各評估因子、權(quán)重及指數(shù)分配見表2。評估單元內(nèi)的各因子特征值Ni=aiβi(i=A，B，C…，H);

式中:ai——第i個影響因子的權(quán)重;

βi——第i個影響因子的特征指數(shù)值;

評估單元地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合指數(shù)的計算:

根據(jù)東江水電站擴機工程地質(zhì)環(huán)境條件、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征、人類工程活動，以及工程自身特點對地質(zhì)災(zāi)害危險性的影響程度，結(jié)合綜合指數(shù)確定劃分工程建設(shè)區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害危險性級別。

圖1 東江水電站擴機工程建設(shè)場地地質(zhì)災(zāi)害危險性區(qū)劃圖

3.3 綜合分區(qū)

采用1:10000地形圖，在地形圖上將評估區(qū)域劃分為5cm×5cm正方形網(wǎng)絡(luò)，使每個單元格面積為0.25km2，共計121個單元格。通過對每個單元格地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合指數(shù)進行計算，然后按指數(shù)進行地質(zhì)災(zāi)害危險性分區(qū)，將地質(zhì)災(zāi)害危險性級別相同的區(qū)域合并，合并時主要依據(jù)對地質(zhì)災(zāi)害危險性有顯著影響和控制作用地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、沖構(gòu)、山脊、變形體邊界等因素，對分區(qū)界線進行調(diào)整。評估結(jié)果見圖1，即:地質(zhì)災(zāi)害危險性大區(qū)，面積0.002km2，占建設(shè)用地總面積0.15%;地質(zhì)災(zāi)害危險性中等區(qū)，面積1.016km2，占建設(shè)用地總面積75.1%;地質(zhì)災(zāi)害危險性小區(qū)，面積0.32km2，占建設(shè)用地總面積24.75%。地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合評估見表3?？傮w上，建設(shè)區(qū)土地適宜性較好，個別較差或地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度較高的地段(點)，在具體論證采取之有效的工程措施后，其適宜性可滿足工程建設(shè)和今后安全運營條件。

4 防治措施和建議

(1)工程建設(shè)和運營過程中，應(yīng)查明斷層發(fā)育情況、巖體裂隙發(fā)育程度以及地下水的發(fā)育情況，建立地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)點，對工程建設(shè)區(qū)進行地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測。

(2)小東江水庫大壩左岸上150m處滑坡(H5)應(yīng)采取工程治理措施，使滑坡穩(wěn)定;夏家垅地質(zhì)災(zāi)害危險性中等區(qū)應(yīng)采取工程措施、生物措施，使斜坡穩(wěn)定;水竹灘至1號橋地質(zhì)災(zāi)害危險性中等區(qū)應(yīng)采取搬遷避讓措施，將村民撤離出險區(qū)。

(3)嚴格控制對地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生不良影響的人類工程活動，避免加劇地質(zhì)災(zāi)害危險性或形成新的威脅。

表2 地質(zhì)災(zāi)害危險性評估評判分值表

表3 地質(zhì)災(zāi)害危險性綜合分區(qū)評估表

［1］湖南省區(qū)域地質(zhì)測量隊.1∶20萬郴縣幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告［R］.湖南省區(qū)域地質(zhì)測量隊，1969.

［2］陳平，李貴仁，等.資興市地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃報告［R］.湖南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，2001，15－20.

［3］中國水電顧問集團中南勘察設(shè)計研究院.東江水電站擴機工程可行性研究階段工程地質(zhì)勘察研究［R］.2009，45－49.

1003－8035(2010)02－0140－03

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A

2010－01－25

2010－03－14

段中滿(1975—)，男，工程師，學(xué)士，水文地質(zhì)與工程地質(zhì)專業(yè)，從事地質(zhì)災(zāi)害危險性評估、地質(zhì)環(huán)境調(diào)查評價及地質(zhì)災(zāi)害防治工作。

E－mail:csmawinner@163.com