【文章內容簡介】 瀑布溝工程區(qū)地質環(huán)境條件 區(qū)域地質 氣象 水文 地 震 水庫基本地質條件 樞紐區(qū)基本地質條件 人類工程 活動影響 移民新遷城址及業(yè)主營地區(qū) 工程區(qū)地質災害危險性現(xiàn)狀評估 建筑 樞紐區(qū) 場內公路區(qū) 堆碴區(qū) 水庫區(qū) 建材開挖區(qū) 6 2 地質環(huán)境條件 氣象、水文 水電站壩區(qū)地處四川盆地與西藏高原的過渡帶，屬北溫帶與季風帶之間的亞熱帶氣候區(qū)。降雨集中盛雨季節(jié)，由于雨水集中，故常出現(xiàn)春伏旱和七、八月屢有暴雨、冰雹、山洪、泥石流等災情發(fā)生。據壩址附近的漢源富林鎮(zhèn)氣象站資料，多年平均氣溫為℃ ，極端最高氣溫 ℃ ，極端最低氣溫 ℃ 。多年平均降水量 ，最多年降雨量 ，最少年降雨量 ，最大日降雨量為 ，最大日平均相對濕度為 83%，最小值 52%。年平均風速 。最大風速為 24m/s。全年無霜期 300天左右。 壩區(qū)大渡河總體流向自北西向南東，江面寬 100～ 200m，其中石棉至 段平均坡降為 ‰ 。據壩址附近的銅街子、沙坪、毛頭碼水文站 1937～ 1999 年資料統(tǒng)計，多年平均流量 1230m3/s，折合年徑流量 388 億 m3。實測最豐年平均流量 1640m3/s，最枯年平均流量 909m3/s。壩址處多年平均懸移質輸沙量 53 萬 t。 區(qū)域地質 水電站位于川滇南北構造帶北段東側，為南北向與北西向、北東向三大構造的復合區(qū)，在大地構造部位上屬揚子準地臺西部之二級構造單元上揚子臺褶帶范疇。壩址和庫首段處于南北向的漢源 —昭覺斷裂與宜坪 —美姑斷裂所切割的相對穩(wěn)定的瓦山斷塊上。區(qū)內斷裂構造以南北向為主體，并兼有北西向及北東向斷裂交切，現(xiàn)將其主干斷裂及其所切割的斷塊予以簡述。 漢源 —昭覺斷裂：出露于壩址西側約 5～ 22km。該斷裂北起泥巴山埡口，向南延伸經漢源、桂賢、甘 洛至昭覺竹核一帶，長達 120km。主要斷切于震旦系與古生界或中生界地層間，總體走向近南北，傾向東 (局部傾西 )，傾角 60176。～ 80176。,破碎帶寬 20～ 60m,由構造角礫巖、斷層泥、糜棱巖等構造巖組成，并有石英脈、方解石脈等充填，具左旋逆沖特征。該斷裂有重、磁力異常顯示。其構造新活動性主要表現(xiàn)在：斷層陡崖、斷陷盆地以及不同規(guī)模的滑坡、崩塌、倒石堆、洪積扇和泥石流等沿斷裂帶呈線狀分布；九襄、漢源等地沿斷裂帶分布的下更新統(tǒng)昔格達組 (Q1x)砂泥質層中，有褶皺和小斷層出露，偶見中更新統(tǒng)地層錯斷形跡；斷裂帶與次級斷層局部交 匯部位 (壩址北西側約 32km的漢源 7 唐家溝 )，經電子自旋共振法測齡其最近一次活動距今 萬年；沿斷裂帶弱震活動稀少，僅在黑馬鄉(xiāng)附近記錄到一次 3 級地震；地熱活動不明顯，沿斷裂帶偶有中、低溫泉出露；斷裂兩側現(xiàn)今地殼形變幅度未超出允許限差范圍，在漢源附近，據長水準形變觀測成果1967～ 1979 年間斷裂西盤相對東盤下降的年變率為 (177。)/a。上述說明該斷裂在中、晚更新世時期具有一定活動性，但全新世以來活動較弱。 宜坪 —美姑斷裂：出露于壩址東側約 38km。北起峨邊三角寺一帶（北延與峨眉山斷裂相接 ），向南延伸至美姑附近，長約 106km?？傮w走向近南北，斷裂面傾向西，傾角 60176?！?80176。，斷切于前震旦系與上震旦統(tǒng)、古生界地層或古生界與中生界地層間，破碎帶寬 50～ 60m，由角礫巖、糜棱巖夾斷層泥等組成，具左旋逆沖特征。該斷裂重、磁力異常顯示清晰，在地貌上斷層崖面、溝谷、埡口或滑坡、倒石堆沿斷裂帶呈線性分布，但未發(fā)現(xiàn)錯斷第四紀地層的構造形跡，僅在斷裂或旁側歷史上有 Ms≤ 級弱震活動，并有溫泉出露等。該斷裂屬中、晚更新世活動斷裂，全新世以來活動性較弱。 峨眉山斷裂：出露于壩址東北側約 40km。由峨邊三角寺 附近大致沿北 40176。東方向延伸，經龍池鎮(zhèn)、峨眉山至夾江，長達 68km，斷裂面傾向北西，傾角 50176?！?70176。，斷切于前震旦系峨邊群與古生界地層或震旦系與上三迭統(tǒng)以及澄江期花崗巖與三迭、侏羅系地層之間。峨眉山一帶，可見澄江期花崗巖仰沖于中三迭統(tǒng)地層之上。破碎帶寬 20～ 60m，由構造角礫巖、糜棱巖夾斷層泥組成，巖石強烈擠壓破碎，下盤地層普遍倒轉，顯現(xiàn)右旋沖斷特征。地貌上斷層崖或斷陷槽地沿斷裂帶呈串珠狀分布，斷裂帶與次級斷層交匯地段偶有 Ms≤ 級弱微地震活動。但沿斷裂帶尚未發(fā)現(xiàn)第四紀中、晚更新世地層被錯斷的跡象，說 明晚更世以來該斷裂現(xiàn)今活動性相對較弱。 金坪斷裂：分布于水庫中段的漢源大樹一帶，距壩址約 30km。該斷裂北西起自瀘定冷磧，向南經漢源火廠壩、大樹至甘洛沙岱附近與漢源 —昭覺斷裂相接，長約 100km?？傮w走向北 40176。西，傾向南西，傾角 50176?！?70176。，破碎帶寬 20～ 40m，局部可達 100m 余，由構造片理、糜棱巖、碎裂巖夾斷層泥組成。漢源大樹以北澄江期花崗巖仰沖于中生界含煤地層或紅層之上，垂直斷距達 500m以上；以南主要斷切于震旦系、古生界地層之間。其構造新活動性表現(xiàn)在：沿斷裂帶崩滑體、泥石流、斷層崖面呈線狀分布； 漢源大樹一帶，第四系下更新統(tǒng)昔格達（ Q1x）砂泥質層中褶皺及小斷裂較發(fā)育；但 Ⅱ 級階地以上的古文化遺址（相當于晚更新世晚期，距今約 2 萬年）保存完好。沿斷裂帶歷史上無中強震活動記載，弱微震也較少見；斷裂兩側的現(xiàn)代地殼形變的趨勢性異變，年速率 未 8 超出允許限差范圍。上述表明該斷裂在早、中更新世有一定活動性，但晚更新世晚期以來活動性較弱。 石棉斷裂：位于水庫區(qū)末端，距壩址約 50km，北西起始于安順場與大渡河斷裂、磨西斷裂相交，向南東經石棉縣城逆南椏河下游經洗馬姑、竹馬河直至甘洛海棠一帶分別與普雄河斷裂、越西斷裂相接，長 約 38km?？傮w走向北西，傾向北東或南西，傾角60176?！?80176。，主要斷切于澄江期花崗巖和下震旦統(tǒng)火山巖中，破碎帶寬窄變化較大，最寬可達 200m。由構造透鏡體、碎裂巖夾糜棱巖、斷層泥等組成。其構造新活動性表現(xiàn)在沿斷裂帶槽谷、埡口、斷崖面和崩塌呈線狀分布；洗馬姑附近昔格達（ Q1x）砂泥質層中見一組沖斷層發(fā)育，其產狀和力學屬性與該斷裂帶一致，具左旋剪切逆沖特征；沿斷裂帶有溫泉出露；弱微地震活動頻繁，但歷史上未記錄到 4 級以上的地震活動；據石棉附近長水準形變觀測資料， 1973～ 1981 年間斷裂東盤相對西盤下降的年速率僅 為。上述表明該斷裂主要活動期在早～晚更新世時期，全新世以來活動性較弱，以小震活動為主。 瓦山斷塊：壩址及庫首段所在的瓦山斷塊，其東西兩則分別為宜坪 —美姑斷裂和漢源 —昭覺斷裂所切割，塊內主要由基底和蓋層兩套巖系組成。晉寧運動使前震旦紀基底巖系褶皺變質，早震旦世伴有大規(guī)模的酸性巖漿侵入和噴發(fā)，澄江運動之后斷塊以間歇性的振蕩升降活動為主，其南北兩側始有濱海～淺海相沉積，華里西晚期以來，斷塊整體隆起成陸，印支、燕山和喜山運動在本區(qū)反映不甚強烈，沉積蓋層產狀平緩、褶皺舒闊，雖塊內萬里、順河鄉(xiāng)、七百步和 金口河等次級斷層較發(fā)育，但規(guī)模一般不大，切割不深，破碎帶擠壓較緊密，均屬斷塊邊界斷裂的低序次構造成分，對工程影響不大。瓦山斷塊的新構造活動，以繼承性的整體緩慢隆起為其基本特點，主要表現(xiàn)在斷塊內現(xiàn)代地貌無明顯差異，塊內河谷深切，階地分布極為零星，與上下游河谷盆地或寬谷地貌形成鮮明對照；近壩庫岸堆積之 Ⅱ 級階地粉砂層夾鈣質條帶（ 14C 測定年齡值距今約 ～2 萬年），層理平整，未發(fā)生構造形變；斷塊內及壩址區(qū)次級斷裂構造，未發(fā)現(xiàn)其 萬年以來的活動跡象；塊內歷史上無中、強地震活動記載，現(xiàn)今弱震稀少且分布零星。上述 表明壩址及庫首段所在的瓦山斷塊形成歷史悠久，新構造活動及地震活動微弱，晚更新世以來處于間歇性整體隆起階段，區(qū)域構造上屬相對穩(wěn)定區(qū)。 9 地震 水電站地處我國中部南北向地震帶中南段的東側。工程區(qū)無強震發(fā)生的地震地質背景 ,歷史上也無 5 級以上強震活動記載 ,其地震效應屬工程區(qū)外圍強震活動的波及區(qū)。外圍強震發(fā)生帶主要有： ① 西北面的爐霍 —康定地震帶 (歷史記載最大震級437級 )； ② 西南面的冕寧 —西昌地震帶 (最大震級217級 )； ③ 北面的松潘 、龍門山地震帶 (最大217級 )；④ 東面的馬邊 —昭通地震帶 (最大震級 級 )。其強震震中與壩址的距離分別為 95km、165km、 320km和 135km。 自公元前 26 年至今有歷史記載以來，工程區(qū)外圍約 300km范圍內 (即東經 99176。 40′ ～106176。 00′ 與北緯 24176。 50′ ～ 32176。 40′ 之間 )，共發(fā)生 7 級以上強震 16 次， ～ 級地震 42 次， ～ 級地震 137 次。其中，以 1786 年 6 月 1 日康定、瀘定磨西間 437 級地震震 級為最大、波及最強，影響到壩址區(qū)的烈度達 Ⅶ 度；其余如 1850 年 9 月 12 日西昌 217 級地震、 1936 年 4 月 27 日馬邊 436 級地震、 1974 年 5 月 11 日永善 級地震，波及到壩址區(qū)的烈度均未超過 Ⅵ 度。地震地質、地震活動性以及潛在危險性的研究成果表明，工程區(qū)未來面臨的地震危險性主要來自外圍地震帶發(fā)生強震時對它的影響（見表21），其中對壩址影響最大的潛在強震震源區(qū)是西北面爐霍 —康定強震帶的康定、磨西間和漢源 —昭覺斷裂帶的漢源地區(qū)， 其潛在的地震震級分別為 M＞ 417 級和 215 ～ 6 級，發(fā)震時對壩址的最大影響烈度可達 Ⅶ 度。 1981 年經四川省地震局鑒定，水電站地震基本烈度為 Ⅶ 度； 1985 年國家地震局地質研究所、四川省地震局和國家地震局工程力學研究所又對其開展了大量的地震地質、地震活動性研究和地震危險性分析，以及地震動參數(shù)和地震基本烈度復核鑒定工作，并經國家地震局全國地震烈度評定委員會審查、國家地震局審定批準，水電站地震基本烈度定為 Ⅶ 度。有關超越概率水平 1104的壩址基巖峰值加速度為 和地面峰值加速度為 等一套設計地震動參數(shù)詳見表 2表 23。 10 壩址外圍潛在震源區(qū)及其對壩址地震的影響烈度 表 21 潛在震源區(qū) 潛在地震震級 構造部位 與壩址最近距離 (km) 對壩址的最 大影響烈度 康定、磨西間 ≥417 鮮水河斷裂帶東南段 95 7176。 石棉 6~216 安寧河斷裂帶北端 50 6176。 冕寧 —西昌 ≥417 安寧河 斷裂帶 100 6176。 漢 源 215~6 漢源 —昭覺斷裂帶 15 7176。 峨 邊 6~216 峨邊 —煙峰斷裂帶 40 6176。 馬邊 —昭通 436~7 隱伏斷裂帶 80 6176。 不同概率水平下的壩址基巖峰值水平加速度 表 22 年超越概率 1104 5104 1103 校正前 校正后 壩址不同深度處最大地震加速度 Amax與基巖自由面最大加速度 Amin 表 23 深度 Ain Amax(g) Amax/Ain 1 水庫基本地質條件 水庫地跨漢源、石棉、甘洛三縣境區(qū)，控制流域面積 萬 km2，當正常蓄水位 ，干流水庫回水至石棉縣城，庫長為 72km，總庫容 億 m3。 水庫河谷總體呈東西向展布，具有峽谷與寬谷或河谷盆地相間分布的特點。其中，庫首～官地沱段和庫尾火廠壩～石棉段，屬中高山峽谷型地貌，兩岸谷坡陡峻，基巖裸露；官地沱～漢源～火廠壩之間的庫中段，河谷開闊，河道蜿蜒曲折，谷坡寬緩，顯現(xiàn)出斷陷河谷盆地之地貌景觀。 庫區(qū)出露地層以震旦系下統(tǒng)陸相酸性火山熔巖、火山碎屑巖和澄江期花崗巖為主；庫中段則由上震旦統(tǒng)～古生界碳酸鹽巖、中生界紅層和下更新統(tǒng)昔格達組地層組成。此外，河谷、支溝及兩岸谷坡，尚有零星的第四系沖洪積、冰水河湖相堆積或坡崩積等松散層分布。 11 庫區(qū)斷裂 構造以北西向、南北向為主，北東向和東西向次之。其中，漢源 —昭覺斷裂、金坪斷裂和石棉斷裂對庫區(qū)的地貌和工程地質條件具有較明顯的控制作用。根據庫區(qū)構造發(fā)育特征，可將庫區(qū)分為庫首、庫中、庫尾三段 (見表 24)。 庫區(qū)主要斷裂構造特征 表 24 類型 斷裂 名稱 長度 (km) 產 狀 所斷 地層 破碎帶特征 性質 所在工 程部位 走向 （ 176。） 傾向 傾角 (176。) 寬度 (m) 組成物 南北向 漢源 — 昭覺斷裂 120 近南北 北或西 60~80 震旦系 ~ 中生界 20~60 糜棱巖、碎裂巖、 斷層泥 左旋 逆沖 庫中段 北東向 楊家溝 斷 裂 10 北 30~ 40 東 北西 陡傾 震旦系 5~10 碎裂巖、糜棱巖 右旋 逆沖 河南站 斷 裂 ＞ 19 北 30~ 60 東 南東 60~80 震旦系 10 碎裂巖、糜棱巖 右旋 逆沖 北西向 金坪斷裂 100 北 40 西 南東 50~70 震旦系 ~ 中生界 20~40 糜棱巖、碎裂巖、 斷層泥 左旋 逆沖 庫中段 順河鄉(xiāng) 斷 裂 32 北 20~ 50 東 北東 60~85 震旦系 ~ 中生界 30~60 千枚糜棱巖