河南省地震区域性评价(河南省地震监测)
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河南省地震安全性评价管理办法
第一条 为了减轻和防御地震对工程设施的设施,合理利用建设投资,根据国家有关规定,结合我省实际情况,制定本办法。第二条 本办法所称的地震安全性评价,是指重点建设地区的地震烈度复核;大、中城市和经济开发区的地震小区划;重大工程建设场地的地震危险性分析和地震动参数的确定以及抗震设防标准的确认工作。第三条 地震部门负责本行政区域内地震安全性评价的管理和监督,为城乡建设提供抗震设防标准。第四条 凡工程建设单位必须考虑地震安全性问题。一般工业与民用建筑可参照国家地震部门颁布的中国地震烈度区划图进行抗震设防,不需要进行专门的地震安全性评价。
地震设防要求高于地震基本烈度区划图或现行抗震设计规范规定的大中型工程、重要工程、特殊工程、生命线工程,必须进行专门的地震安全性评价工作。第五条 需要做专门地震安全性评价工作的工程的具体项目和标准附后。第六条 下列地区的工程建设场地必须进行专门的地震安全性评价:
(一)位于地震烈度分界线两侧各8公里区域;
(二)占地范围较大,跨越不同工程地质条件区域的大中城市和人口稠密、经济发达的工矿区以及新建开发区。第七条 按本办法规定需要做地震安全性评价的工程建设项目,其地震安全性评价结论,根据工程的重要程度,应通过国家地震烈度评定委员会和省地震安全性评定委员会评审,评审通过后报省地震部门审批;未经相应级别评定委员会评审的地震安全性评价结论,地震部门不予审批。第八条 工程建设项目必须明确抗震设防标准(地震动参数或地震基本烈度)及其依据。按本办法规定需要进行地震安全性评价的工程建设项目,其可行性研究报告必须包括专门的地震安全性评价内容,其抗震设防标准必须经省地震部门审批。第九条 对从事地震安全性评价的单位实行资格审查制度。承担工程建设场地地震安全性评价的单位必须持有国家或省地震部门核发的评价许可证书,方可按照规定的范围开展地震安全性评价工作。第十条 省外单位在本省范围内从事地震安全性评价工作,必须持有国家地震局核发的甲级资格证书,并经省地震部门或工程项目所在市(地)地震部门验证,方可承担地震安全性评价工作。第十一条 承担地震安全性评价的单位,必须严格执行国家地震部门制订的工程场地地震安全性评价工程工作规范。第十二条 计划、土地、建设、环保等部门,应配合做好地震安全性评价的管理工作。按本办法需要进行专门的地震安全性评价的工程建设项目,有关部门在审批项目时,对没有地震部门批准的抗震设防标准的,不得办理有关手续。第十三条 省地震安全性评定委员会负责本省范围内国家重点建设项目地震安全性评价结果的初审,审定省管各类工程的地震安全性评价结论,协助省地震部门对申请地震安全性评价许可证的单位进行资格认证和考核。第十四条 违反本办法,按下列规定进行处罚:
(一)工程建设单位未按规定做专门的地震安全性评价工作,由地震部门负令其采取补救措施,并可建议审计和监察部门追究单位主要领导人和直接责任人的行政责任;
(二)设计单位未按地震部门提供的抗震设防标准,擅自确定标准的,地震部门有权责令其纠正,情节严重的,可处以相当于地震安全性评价费用两倍的罚款;
(三)没有许可证或超越许可证权限以及不遵循地震安全性评价工作规范从事地震安全性评价工作的,其评价结论无效,并可处以5000至10000元的罚款。第十五条 当事人对行政处罚不服的,可以依法申请复议或向人民法院起诉。第十六条 地震部门的工作人员玩忽职守、滥用职权、循私舞弊的,由其行政主管部门或同级监察机关给予行政处分。第十七条 本办法执行中的具体问题由省地震部门负责解释。第十八条 本办法自发布之日起施行。
河南省人民政府
一九九四年十一月七日
附表:需要进行地震安全性评价工作的工程一览表
交
通
工
程
1.公路与铁路干线的大
桥、特大桥、中长以上隧道、
公路铁路立交桥、互通式立交
桥;
2.铁路干线的车站与铁
路枢纽的通信、信号、行车、
给水、电力等主要用房;
3.高速公路、Ⅱ类以上
机场。生
命
线
工
程
1.供水、供气、供电供热的主
要干线,贮油、贮水、贮气工程;
2.市(地)及其以上粮食加工
厂及粮食仓库,大型冷库;
3.市(地)及其以上医院的病
房、药房、血库及重要医疗设备和手
术室用房。特
殊
工
程核电站、核反应堆、核供热装置
、重要军事工程以及易燃、易爆和剧
毒物质生产车间和仓库等工程。
能
源
工
程
1.大中型水库(蓄水量
≥1亿立方米)大坝和位于大
、中城市区内或上游的1级挡
水坝。
2.单机容量超过300
MW(含300MW,下同)
或规划容量超过800MW的
火电厂和装机容量超过200
WM的水电厂;超过300K
V的变电站、特别重要的22
0KV变电站和调度楼;省、
地(市)级电力调度中心。
其
他
重
要
工
程
1.各类大、中型工矿企业的主
要生产用房,全厂性动力设施,通讯
、调度、电算、试验中心、贵重仪器
(仪表)间以及地震时容易产生严重
次生灾害的工程;
2.高层(坚硬、中硬场地,高
度≥80米;中软、软弱场地,高度
≥60米)或面积超过5000平方
米的贸易、金融、宾馆等建筑工程;
3.省、市、县政府及所属各类
救灾应急(含公安、消防等)和指挥
机构办公房;
4.人员集中的大型影剧院、体
育馆(中心)、商场等公共建筑工程
。
通
讯
工
程
1.大功率(≥200千
瓦)广播发射台,电视台(包
括电视差转台、电视播控中心
、电视发射塔等);
2.大、中城市长途电话
枢纽(容量≥1万门)的主机
楼;长途通讯干线中断站、微
波通讯站、国际无线电台、卫
星地面通讯站等的主机房。
地震灾害及区域稳定性分析
1.区域构造及新构造特征
(1)构造位置
河南省位于华北古板块与扬子古板块拼合带,现有地貌由中生代燕山运动奠定,新生代被强烈的垂直差异运动强化。省内存在三组新生代断陷盆地。盆地及其周边区是新构造运动及地震活跃区。盆地沉降幅度与相关断裂活动强度都有由南向北增大趋势,地震活动也是南弱北强。北东向断陷盆地与中强震关系最为密切,北西向与东西向盆地次之。
(2)主要活动断裂特征
新生代断裂,特别是晚第四纪以来仍在活动的大断裂与中强地震关系密切。省内活动断裂可分为三组。东西向断裂主要分布于中部。其形成时代较早,曾多期活动,晚期活动表现为张扭性。它控制了济源、开封、周口等凹陷的主要形态,重要的断裂有盘古寺断裂、黄河断裂、中牟断裂、华山北断裂、偃师断裂、许昌-太康断裂、东村断裂等。北西、北西西向断裂形成较晚,它错断了东西向断裂,具压扭性特征,控制了安阳、商丘、北汝河、夏馆、西峡等断陷盆地与秦岭山系的基本形态,重要的代表有安阳北(南)断裂、新乡-商丘断裂、武陟-郑州断裂、五指岭断裂、北汝河断裂、栾川-明港断裂、朱阳关-夏馆断裂、淅川断裂、桐柏-商城断裂等。北东向、北北东向活动断裂形成时代更晚,但其近现代活动强烈,具张扭性特征。该向断裂在省北部最发育,控制了汤阴地堑、东濮地堑、伊洛河盆地等的基本形态。较重要的断裂有聊兰断裂、汤东(西)断裂、林县断裂、薄壁断裂、伊河断裂、洛河断裂、温塘断裂等。从历史地震情况分析,以北东,北北东向活动断裂与强震关系最密切,北西向次之,东西向更次之;不少强震与两组或多组断裂交叉区有关。
2.地震区带划分与地震烈度区划
根据《中国地震烈度区划图及说明书》(1990),河南省位于华北及华中地震区,跨越河淮、河北平原、汾渭三个地震带。本省较强地震主要分布在山西隆起的东部和南部边缘地带,以及河南中部的许昌、太康一带;其次是在大别山北麓有零星分布。地震空间分布总的特征是东部平原多于西部山区;大体以北纬34°线为界,北部多于南部。在强度上也有北强南弱的特点。
(1)地震区带河淮地震带。位于新乡-商丘断裂以南。其控制性断裂以东西向、北西向为主,地震活动较弱,未发生过7级以上强震,仅发生过8次6级左右地震,最大为1946年南阳6.5级地震。
(2)河北平原地震带与汾渭地震带。该二地震带分别位于太行山东、西侧,受北北东北东向大断裂控制。其地震活动频度高,强度大。河北平原地震带历史上发生过7级以上地震6次,邻近河南省的有1830年磁县7.5级地震,1937年菏泽7级地震。
汾渭地震带历史上发生过6级以上地震29次,7级以上地震8次,如1956年华县8级大震和1895年平陵6.75级地震。我省仅灵宝-三门峡盆地属此地震带。
(3)历史地震。我省早在公元前519年就有地震记载。公元46年的南阳地震已有详细的震情记述。根据历史记载,以及现今仪器记录,全省共发生M>4.75级地震43次。其中,6.0~6.5级地震6次,5.0~5.9级地震15次,4.7~4.9级地震22次。从强度上看最大为6.5级。因此,从频度和强度上看均属中等水平发生区。值得注意的是,与河南毗邻的北部省(山西、河北、山东)边界地区,历史上都发生过7级左右的强震。如山西平陆1815年发生的6.75级地震,河北磁县1830年发生的7.5级地震,1937年菏泽发生的7级地震,对本省均造成不同程度的破坏。这些区域在地震构造上与河南紧密相连,因而河南也存在着较强地震发生的危险。
(4)地震烈度。河南省自1970年完成台网建设以来,记录了一系列弱震。这些弱震在空间分布上与较强地震发生区是一致的,其震源深度均在20 km以内,有少数震源深度仅在5 km左右。尽管震级不大,但震中烈度可达Ⅵ~Ⅶ度。对于这种特殊类型的地震区在防震抗震工作中应给予足够的重视。
(5)地震烈度区划。由河南省综合等震线图可知,我省潜在发生地震烈度Ⅶ度以上的地区主要分布在北部。现代震源机制分析表明豫北区主应力轴较统一,呈北东-南西向;豫南则轴向散乱,与历史地震北强南弱吻合。安阳、新乡、洛阳一带震级可达Ⅶ~Ⅷ度,三门峡地震带震级可达Ⅶ~Ⅸ度,另在南阳、许昌、太康、商丘等地亦有几个强震区,烈度可达Ⅶ~Ⅷ度。
3.区域构造稳定性评价
(1)区域构造稳定性分级及依据
根据前述情况将本区划分为不稳定区、次稳定区、较稳定区、稳定区四个等级。各分区依据为:
·不稳定区的依据
a.北北东向新生代活动的地堑盆地;
b.控制地堑盆地断裂为晚更新世活动的走滑断裂,有北西西向或近东西向断裂交会;
c.地球物理资料证实大型重力梯度带;
d.人工地震及岩石学资料证实为切壳断裂;
e.历史上或现今发生过7级左右地震或具有7级左右地震的构造条件;
f.现代小震活动频繁;
g.预测为Ⅶ~Ⅷ度地震烈度区。
·次稳定区的依据
a.北东或东西向新生代构造盆地;
b.控制盆地的断裂为中更新世活动断裂;
c.断裂的规模为较活动的基底断裂;
d.历史上发生过4.75~6.5级地震;
e.近期有小震群活动;
f.预测为Ⅵ~Ⅶ度地震烈度区。
·较稳定区的依据
a.新生代沉积盆地;
b.受不稳定区影响烈度可达Ⅵ~Ⅶ度;
c.活动断裂为新第三纪至第四纪;
d.有弱震分布。
·稳定区的依据
a.弱震活动也较少;
b.现今整体上升;
c.预测地震烈度小于Ⅵ度。
(2)稳定性分区的界线和主要构造单元
界线划分依据主要考虑新生代活动的构造盆地,控制盆地的活动断裂。不同方向活动断裂交会处,断裂端部或强烈活动段;距活动断层距离,以包容中强地震震中位置及弱震震中位置为宜。据专家统计华北平原地区震中一般不是恰好落在断裂上,而是距断裂有一定距离,故划界时应包容震中位置。各稳定性分区的界线及主要构造如下:
·不稳定区(Ⅰ)
a.灵宝-三门峡不稳定区(Ⅰ1): 其界线为灵宝-三门峡盆地范围,主要断裂为华山北麓断裂与温塘断裂。
b.汤阴地堑不稳定区(Ⅰ2): 其东部边界包括汤阴、浚县(1814年6级地震)和延津(344年6级地震),主要活动地区在汤西、汤东断裂,以及安阳、新乡-商丘断裂西端与汤阴地堑交汇地段。
c.东濮地堑不稳定区(Ⅰ3): 其界线大体与东濮地堑的位置相当,包括菏泽地震震中。主要断裂有聊兰、黄河、长垣断裂。包括新乡-商丘断裂与地堑交汇段。
·次稳定区(Ⅱ)
a.林县-焦作-济源次稳定区(Ⅱ1): 其西边包括林县断裂、薄壁断裂、盘古寺-新乡断裂;东边为汤西断裂;北边为安南断裂。主要活动断裂有林县、采桑、薄壁、盘古寺-新乡断裂。
b.安阳-内黄次稳定区(Ⅱ2): 主要是安南断裂控制范围。
c.新乡-商丘次稳定区(Ⅱ3): 主要沿新乡-商丘断裂带。
d.洛阳-郑州-许昌-太康次稳定区(Ⅱ4): 北界孟县、伊洛河口、郑州;南界宜阳、伊川、登封、禹县、许昌南;东段包括鹿邑。其主要构造基本上为东西向构造控制,尽管有些北东向盆地,但主要断裂的活动地段是北东、北西向断裂与东西向断裂的交会地带。如洛宁、伊川主要活动段是交于东西向洛阳盆地的地段。东段为周口坳陷与太康隆起之间的大断裂带。其主要断裂有白阜、偃师、许昌-太康断裂;北东向的洛河断裂、伊河断裂北段;北西向崖地-新安、封门口-五指岭、武陟-老鸦陈断裂与东西向断裂的交会地段。
e.南阳次稳定区(Ⅱ5): 朱夏-桐柏大断裂穿过南阳盆地的地段。
f.信阳-商城次稳定区(Ⅱ6):东西向信阳-商城断裂与一系列北北东向断裂交会部位。
·较次稳定区(Ⅲ)
其范围在卢氏、潭头、鲁山、驻马店以北地区及南阳次稳定区的南、北地段。
·稳定区(Ⅳ)
相当于北秦岭褶皱带。其范围包括南召、方城、桐柏、新蔡一带。
河南省活动断裂与地震属性详见表10.2.1。河南省历史地震的发生情况见表10.2.2。
表10.2.1 河南省活动断裂与地震属性表
续表
表10.2.2 河南省历史地震记录表
续表
河南省宝泉抽水蓄能电站地质灾害调查评价及防治措施
李莲花
(河南省地质矿产勘查开发局第一水文地质工程地质队,新乡,453002)
摘要 河南省宝泉抽水蓄能电站为国家级重要建设项目,地处中山区,地质灾害比较发育,存在崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,文章对场地各种地质灾害的分布、特征进行了分析论述,对其危险性进行了评估,并对地质灾害提出了相应的防治措施。
关键词 地质灾害 调查 危险性 防治措施 宝泉抽水蓄能电站
河南省宝泉抽水蓄能电站位于河南省辉县市峪河上的宝泉水库一带。抽水蓄能电站装机容量为1200MW,年发电量20.1亿kW·h,年抽水耗电量为26.42亿kW·h,属日调节纯抽水蓄能电站,综合效率0.76。电站建成后,将以500kV一级电压两回路出线接入新乡500kV变电站,承担河南电力系统削峰填谷、事故备用、调频等任务。为国家级重要建设项目。电站由上水库、下水库、引水发电系统及附属设施组成。
河南省宝泉抽水蓄能电站建设场地地处中山区,地质灾害比较发育,地形起伏较大,地质构造复杂,岩性岩相不稳定,人类工程活动较强烈,地质环境条件复杂。本次工作采用资料收集、野外地质灾害调查和综合分析相结合的方法,本文对场地各种地质灾害的分布、特征进行了分析论述,对其地质灾害危险性进行了评估,并对地质灾害提出了相应的防治措施。
1 地质灾害类型及特征
经野外地质灾害综合调查,河南省宝泉抽水蓄能电站建设场地现状条件下存在崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,其分布、特征如下:
1.1 崩塌
评估区内崩塌体分布密集,主要分布于库岸岸边及山前陡壁,其成因和分布明显受地形地貌、岩性和构造条件控制,主要崩塌类型有灰岩崩塌、石英砂岩崩塌。
(1)灰岩崩塌:
主要分布在寒武系下统毛庄组(
)灰岩及寒武系中统张夏组(
)灰岩陡崖处。
分布于高程770~820m之间的毛庄组(
)灰岩及在高程900m以上的张夏组(
)灰岩,中至厚层状结构,岩性坚硬,性脆,岩体风化、卸荷裂隙发育,致使局部岩体离开母岩形成危岩,危岩分布较普遍,稳定性较差,在重力、地震、降水等因素作用下,危岩体失稳,崩塌滚落至山坡和沟谷,形成崩塌灾害。崩塌体形态多为不规则状,且规模大小不一,体积多为3.0~135m3。
(2)石英砂岩崩塌:
主要分布在中元古界汝阳群浅变质石英砂岩形成的陡崖处。
在地形上,中元古界汝阳群浅变质石英砂岩(
)形成近160m高的陡壁,使岩体临空,在构造节理及风化、卸荷节理的作用下,使局部岩体形成危岩,危岩体分布较普遍,加之岩体中粉砂质页岩较软夹层的存在,导致危岩体稳定性较差,在重力、地震、降水等因素作用下,发生失稳,坠落于山坡、坡脚、沟谷等,形成崩塌灾害。该类崩塌一般以下列两种形成出现:一种是后缘裂隙上下贯通,底部软弱夹层形成岩腔,引发坠落式崩塌;另一种是后缘裂隙宽大,危岩体沿软弱夹层滑动,形成滑移式崩塌。崩塌体形态多为矩形,规模大小不一,体积一般为6~350m3,最大为22×104m3。
1.2 滑坡
龟山滑坡为区内主要的滑坡,位于电站下水库左岸160m的直壁陡崖上并向电站下水库临空,滑向即为下水库,直接危胁电站安全。其特征叙述如下:
1.范围
滑坡体南及西南界为峪河,东界以馒头组、毛庄组、徐庄组中发育的挠曲为界,西及西北界为沟谷。龟山滑坡体东西长550~800m,南北向宽260~350m,滑坡体最大厚度为210m,平均厚度约110m,体积为2100万m3。属巨型滑坡。
2.滑体
滑坡体地层组成从西向东依次为寒武系下统馒头组(
)、毛庄组(
)、寒武系中统馒徐庄组(
)、张夏组(
)地层,并以张夏组(
)灰岩、白云岩为主,滑坡体表层大部分已呈胶结状态,内部一般较完整,基本保持原岩结构,滑体底界面平整、光滑,为摩擦镜面,镜面上镶嵌有滑带中的角砾岩,并发育有擦痕、擦沟。
3.滑带
滑带为寒武系下统馒头组第一段(
)底部泥灰岩,滑带底滑带厚度0~15m。滑带岩性由角砾、泥、泥灰岩屑碎组成。角砾大小混杂,呈次棱角—棱角状,泥质或钙质胶结。在滑面高程652~736m区域,处于水位变动带。
4.滑床
滑床主体为中元古界汝阳群(
)浅变质石英砂岩。
5.运动特征
运动方向:滑体总体向西或南西西滑动;
滑动距离:前缘滑体滑距可达510m,后缘滑体滑距达250m;
滑动时间:根据滑带物质测年资料,滑体年龄14万~21万年,由此判断滑体形成于中晚更新世。
6.滑体形成演化过程
龟山滑坡体的形成演化过程大致可分为3阶段。
第一阶段:正常岩层受断层、裂隙切割和河流的侵蚀,形成与周围岩层分离的块状岩体,在峪河及宝泉沟处具有高陡边坡和有效临空面;
第二阶段:在地壳运动和地震力的作用下,分离的块状岩体沿较弱的
泥灰岩向临空方向滑动;
第三阶段:滑体滑动后,进一步经受地质构造运动、河流的侵蚀、风化及人为等因素的影响,形成了现状地貌。
1.3 泥石流
评估区泥石流沟谷有东沟和寺沟,其特征分述如下:
1.东沟泥石流
东沟为峪河左岸支流,位于宝泉村东。上游三面环山、一面出口,河谷呈“V”字型,下游河谷呈“U”字型。沟谷汇水面积6km2,沟长约4km,谷坡坡度30°~40°,沟谷纵坡降为4%~10%,。以上地形地貌条件有利于泥石流的形成。
东沟河谷覆盖层为坡洪积物组成,其岩性主要为碎石、块石及壤土,呈松散或半胶结状。覆盖层在谷底厚度0~15m,在谷坡厚度0~6m。据调查、测算,碎屑固体物储量约90×104m3,为泥石流的形成提供了物源条件。
东沟地形地貌条件、碎屑固体物源条件具备,沟谷植被发育较好,在暴雨作用下,易形成泥石流,据调查,泥石流规模属小型。
2.寺沟泥石流
寺沟为峪河左岸支流,位于宝泉村北,上游三面环山,一面出口,河谷呈“V”字型。沟谷集水面积2km2,沟长约2km,谷坡坡度30°,沟谷纵坡降为13%。以上地形地貌条件也有利于泥石流的形成。
寺沟河谷覆盖层为坡洪积物组成,其岩性主要为碎石、块石及壤土,呈松散或半胶结状。覆盖层在谷底厚度0~13m,在谷坡厚度0~5m。据调查、测算,碎屑固体物储量约30×104m3,为泥石流的形成提供了物源条件。
寺沟地形地貌条件、碎屑固体物源条件具备,植被发育较好,在暴雨作用下,易形成泥石流,据调查,泥石流规模属小型。
2 地质灾害危险性评估
2.1 崩塌灾害
场地崩塌灾害,主要发生在灰岩、浅变质石英砂岩形成的陡崖。崩塌体堆积于沟谷谷坡地带。现状条件下,处于稳定状态,危险性小。工程施工过程中,在施工扰动或爆破震动等诱发因素作用下,危岩易发生失稳,形成崩塌地质灾害,危险性为中等;也可能影响原崩塌体的稳定性,使其再次失稳发生崩塌灾害,危险性为中等;也可能改变原有边坡的稳定状态,形成崩塌,危险性为中等。
2.2 滑坡灾害
根据《河南省宝泉抽水蓄能电站龟山滑坡体稳定性分析专题报告》,对龟山滑坡的危险性作如下评估。从定性分析看:
(1)滑体表面及部分滑带物质已胶结,且未发现贯穿整个滑体的较新切割面;
(2)滑体形成于中晚更新世;
(3)在14万~21万年的地质历史过程中,龟山滑坡体已经历了无数次古地震的考验。
从定量分析看:在自然状态下,滑体的的整体稳定系数为1.27~1.53。
因此,龟山滑坡体处于稳定状态,且未造成损失,其危险性小。
但是,河南省宝泉抽水蓄能电站上水库蓄水将影响龟山滑坡体的稳定性。上水库蓄水水位为758~790m,而龟山滑坡体底滑面高程在630~800m之间,且大部分底滑面处于上水库蓄水水位以下。上水库距龟山滑坡较近(约1.4km),上水库蓄水后,龟山滑坡体底滑面将在库水长期浸润和径流作用下,降低滑坡体的稳定性。另外,在工程施工爆破震动等因素作用下,也将影响滑坡体的稳定性。根据《河南省宝泉抽水蓄能电站龟山滑坡体稳定性分析专题报告》,龟山滑坡体在天然状态下,稳定系数为1.27~1.53,滑坡体处于稳定状态,但在7度以上地震烈度条件下,当地震系数k=0.12时,其稳定系数为0.92~1.10,稳定系数略小,滑坡体处于极限平衡或不稳定状态。直接威胁下水库工程安全,危险性较大。
2.3 泥石流灾害
1.东沟泥石流的危险性
现状条件下,东沟地形地貌条件、碎屑固体物源条件具备,植被发育较好,在暴雨作用下,易形成泥石流,易发程度属中等。据资料记载和访问,较大的一次泥石流发生在1996年夏季,暴雨期间发生泥石流,冲毁了少量农田,未造成其它损失,危害小。故东沟泥石流灾害的危险性为小级。
工程建设诱发、加剧泥石流的可能性,主要原因表现在以下两个方面:一是工程建设局部改变了沟谷覆盖层的天然稳定状态,增大了固体物源运移的可能;二是工程建设产生的大量弃渣将会成为泥石流形成的潜在物源。
东沟,上水库区工程规模较大,开挖山坡和弃渣规模也较大,为东沟泥石流提供了较丰富的松散物源,故上水库区工程建设有加剧泥石流灾害的可能性,危险性为中等。
2.寺沟泥石流的危险性
寺沟地形地貌条件、碎屑固体物源条件具备,植被发育较好,在暴雨作用下,易形成泥石流,易发程度属轻度。据调查,寺沟泥石流规模小,多年未造成居民生命财产损失,危害小。故寺沟泥石流灾害的危险性为小级。
在寺沟无工程建设,因此工程建设对寺沟泥石流无影响,危险性小。
3 防治措施
地质灾害防治,应贯彻“以防为主,防治结合”的方针,达到保护地质环境,避免或减少地质灾害损失的目的。针对评估区存在的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害,分别提出相应防治措施和建议。
3.1 对崩塌灾害的防治措施
应对库岸危害较大的危岩清除或加固。
在崩塌分布的地段,在工程施工开挖时,应按有关规范要求严格施工,避免引发边坡失稳,造成崩塌灾害。必要时应采取避让措施。
水库蓄水工程引发的库岸失稳造成的崩塌,应按照有关规范采取相应的防护措施,避免崩塌灾害的发生。
3.2 对滑坡灾害的防治措施
在工程施工开挖时,应按有关规范要求严格施工,避免引发边坡失稳,造成滑坡灾害。
针对水库蓄水工程引发的库岸失稳造成的滑坡,应按照有关规范采取相应的防护措施,避免滑坡灾害的发生。
针对龟山滑坡的特点,结合工程、地形、地层岩性等特点,宜采取开挖卸载的防治措施,以提高滑坡在地震条件下的稳定性,其开挖石料可用作电站水库坝体的填筑料,开挖卸载方式采取等高程从上而下逐层开挖方案,以避免诱发滑坡失稳。此防治措施既保证了龟山滑坡的稳定性,又提供了电站水库坝体的填筑料,是一个科学安全又经济的滑坡防治措施。根据《河南宝泉抽水蓄能电站可行性研究补充报告》,有实验验证滑坡体从原高程900m开挖卸载至高程800m时,处于稳定状态。
3.3 对泥石流灾害的防治措施
工程施工将产生大量的弃渣,弃渣场的位置要合理,弃渣场的建设应按相关规范采取相应的工程措施,以防止诱发东沟和峪河泥石流的产生。
对东沟泥石流、寺沟泥石流,应建立拦砂坝和扩大植被覆盖率等措施,以避免泥石流灾害的发生。对泥石流影响范围内的宝泉村,建议搬迁,以避免人民生命财产的损失。
区域稳定性综合分析与评价
一、定量化评价指标的选定与分级
本次区域地壳稳定性评价采用模糊数学综合评判法,以孙叶、谭成轩所著《区域地壳稳定性定量化评价》所列评价指标为依据,选择6项评价指标,按照定量化判别要求,总得分均为10分,分别分配权重、分档取值,确定其得分标准和划分等级(表2-3)。
表2-3 评价指标权重、分数线与相对稳定的等级划分综合
续表
(据孙叶等,2001,略加修改)
二、区域稳定性特征分析
1.表层地壳结构与岩土力学性质
山东半岛城市群地区地壳由鲁东、鲁西两大地质块体组成,其分界位于著名的郯庐深大断裂中段沂沭断裂带。东部的鲁东断块主要为山区、丘陵地貌,西部的鲁西块体主要由鲁中的泰、沂、蒙山区和华北平原东北缘的鲁西沉积平原构成。从现代构造性质分析,西部及北部(主要是渤海及其西南沿岸区)的华北平原断陷区是现代裂谷构造,而且鲁中、鲁东上升的山区为裂岭构造。虽然两大地质块体有着不同的发育历史和结构特征,但其地壳厚度、深部介质层状结构及其物性条件并无很大差异。在上述区域构造应力场作用下,东、西两大块体沿着尚未愈合的沂沭断裂带挤压扭动,并伴随不均匀的升降差异活动。同时块体内部产生不同程度的破裂,引起已有的或正在产生的北西与北东向两组断裂的新生活动,两组断裂构成一幅网格状图像,在两组断裂交叉部位的一侧还形成了一些三角形断陷盆地。
2.深部地壳结构构造与深断裂
该地区大致以沂沭断裂带为界,鲁东地区为重力高值区,鲁西地区为以泰安、沂源为中心的重力低值区,沂沭断裂带总体处于鲁东重力高和鲁西重力低的交接部位。总体处于重力高值区,潍坊以北则显示重力高背景上的局部重力低值异常,重力异常总体展布方向和形态与济阳盆地相同。
3.地块升降与现今地壳活动速率
鲁西、鲁东隆起部位仍以上升为主,上升速率一般为1~2mm/a,胶东半岛荣成-青岛间上升速率较大,为3mm/a。沿沂沭断裂带为一相对下沉凹槽,年速率为0~1mm/a,并在沂水一带形成鞍部。
4.断裂及其活动性
由山东半岛城市群地区主要断裂构造形迹分布图(图2-1)和半岛城市群地区主要断裂构造表(表2-1)可以看出:
济南一带有长清断裂、蒙山断裂、文祖断裂、白泉庄-五色崖断裂、金山-姚家峪断裂等,其中以文祖断裂为主要断裂,影响范围较大。
淄博一带有金山-姚家峪断裂、淄河断裂、上五井断裂、九山断裂、益都断裂,还有摩天岭-大山背斜、送树岗-大罗聿复向斜、鲁山-黑坊-快堡复向斜、鲁山-石槽-张家哨向斜(局部)。其中对该区起关键影响的断裂有淄河断裂、上五井断裂、益都断裂。地面表层有明显的镶嵌结构,构造较复杂。
潍坊一带集中了山东半岛几个较重大的断裂,即沂水-汤头断裂、安丘-莒县断裂、昌邑-大店断裂、安丘-莒县坳陷。主干断裂带与结构复合部位,构造复杂。
青岛、日照一带有山相家-郝官庄断裂、百尺河-廿五里夼断裂、瓦店铨园断裂、张仓断裂、市美-日照断裂,其中以后者影响为最,表层属碎块结构,构造中等发育。
5.现今地应力与能量
现代构造力场是地壳构造活动和地震活动的基础,华北地区现今处于以北东东向主压应力、北北西向主张应力近水平作用的应力场之中,且应力场方向和状态基本稳定。华南地区应力场方向有所不同,以北西西向挤压和北东东向引张作用为其基本特征,力的作用方式亦近乎水平。华东地区介于华北、华南之间,主压应力场方向为近东西向,主张应力场方向为近南北向,力的作用方式接近水平且比较稳定。山东半岛城市群地区位于华北地区南部、华东地区北缘,应力场主要沿袭华北地区特点,但已受到华东应力场的某些影响,主张应力场方向较华北北部地区稍向东偏,主压应力轴平均为80°左右,而主张应力轴约350°,应力状态基本稳定,作用方式接近水平。现今最大主压应力方向与区域主干断裂的交角均大于55°。
6.主要内动力地质灾害
地震烈度是评定地震震动和破坏强弱程度的综合性指标,其影响因素多而复杂,但主要是受地震震级、震中距离及地基等条件的影响和制约,震源深度、错动方式、地质结构、地形及地下水埋深等也影响和控制着地震烈度。
从国家地震局地震烈度区划(表2-4)上可以看出,研究区烈度区划为Ⅵ度和Ⅶ度,其中垦利—东营—博兴—周村一线西北为Ⅵ度区,该线西南至高密以西位于郯庐强震构造带上,为Ⅶ度区;莱州—招远—福山—乳山一线东北地区为Ⅶ度区,该线西南至高密地区为Ⅵ度区。
表2-4 山东半岛城市群地区各市地震烈度分布
三、区域稳定性模糊综合分析与评判
1.评价对象集、因素集和评价集
以主要构造断裂与新构造运动为分界线,将山东半岛城市群区域划分出19个区域作为评价单元(图2-5)。
图2-5 山东半岛城市群地区区域地壳稳定性模糊综合评判分区略图
2.评价因素的权重向量
评价因素集中每个因素在“评价目标”中有不同的地位和作用,各个评价因素在综合评价中占有不同的比重即权重,根据《区域地壳稳定性定量化评价》(孙叶等,2001),对评价指标权重分配如下:
1)表层地壳结构与岩土力学性质(F1),权重分配为17%。
2)深部地壳结构构造与深断裂(F2),权重分配为13%。
3)地块升降与现今地壳活动速率(F3),权重分配为10%。
4)断裂及其活动性(F4),权重分配为20%。
5)现今地应力与能量(F5),权重分配为15%。
6)主要内动力地质灾害(F6),权重分配为25%。
因此,权重向量为:A={0.17,0.13,0.10,0.20,0.15,0.25}。
3.各指标隶属度的确定
在对地壳稳定性评判中,采用0~1之间的数来反映第j个影响因素对评价集中不同级别的影响程度(隶属度)。同一指标随数值变化,其隶属同一级别的隶属度也随着变化,而同一指标数值隶属于不同级别时隶属度也不同,由此,建立了代表隶属度和指标数值之间的函数关系,即隶属函数。评价指标中的连续变量的分布特征确定所采用的隶属函数应为正态分布函数。
根据6项主要评判指标,按照判分标准分别获得各个评价区的总体质量矩阵及得分,见表2-5。
表2-5 山东半岛城市群区域地壳稳定性待评区总体质量矩阵一览
4.区域稳定性模糊评判
按照不同稳定等级的隶属度值,进行区域地壳稳定性级判定,见表2-6。根据各评价区相对稳定性模糊评判计算结果,绘制山东半岛城市群地区区域稳定性综合评价图,见图2-6。
依据最大权重原则,计算地壳稳定性各等级在8城市行政区域中所占的比例,从而得到山东半岛城市群8城市区域稳定性综合评价图表,见图2-7和表2-7。
表2-6 山东半岛城市群地壳稳定性等级判定
Ⅰ:稳定区;Ⅱ:基本稳定区;Ⅲ:较不稳定区;Ⅵ:不稳定区。
表2-7 山东半岛城市群区域8城市地壳稳定性综合评价
图2-6 山东半岛城市群区域稳定性综合评价
图2-7 山东半岛城市群区域8个城市区域稳定性综合评价
四、区域稳定性评价结果
归纳以上分析,可获得山东半岛城市群地区地震环境及其区域地壳稳定性的总体评价结论如下:
(一)区域地震环境综合分析与评价
1)山东半岛城市群地区位于华北地震区东南隅,主要处于郯庐地震带内,历史上发生过多次破坏性地震,最大震级达7级。
2)山东半岛城市群地区遭受的地震破坏和影响既来自本区5级以上地震,也来自周围地区,特别是郯庐地震带的7、8级地震有波及,历史上个别地区的最高地震影响烈度达Ⅹ—Ⅺ度,部分地区达Ⅷ—Ⅸ度,其他大部分地区达Ⅶ度,是地震影响烈度较强的地区。
3)预测该区未来50年内仍有发生5、6级地震的可能,局部地区最高地震烈度可达Ⅶ度。
4)山东半岛城市群地区的中部、北部是未来地震加速度峰值的高值地区,相对于其他地区来讲是具有更高地震破坏力的地区,应该在经济建设的城市规划中特别重视防震抗震工作。
(二)区域地壳稳定性综合分析与评价
在对该区域地震环境与地壳稳定性综合分析的基础上,确定了影响和控制该区地壳稳定性的六大因素,运用模糊数学理论,对该区域地壳稳定性进行了综合分析与评价。
1.区域地壳稳定区(Ⅰ)
区域地壳稳定区为济南市。济南市位于泰山山脉以北,在大地构造上南部为鲁西台隆鲁西拱断束,北部为华北台坳济阳凹陷。地势南高北低,南部为低山丘陵区,海拔高程一般为500~1000m,北部为山前平原区,海拔高程为25~32m。分布有广饶、肥城断裂,西邻聊考断裂带,处于济南单斜断块构造内,基底为泰山群变质岩,盖层为古生代地层,断层不太发育。济阳以北为坳陷区,沉积较厚的新生代松散层,仅分布有古近-新近纪活动断裂。区内除在长清、平阴发生过5、5.5级地震外,地震较少。因此认为,济南总体为一稳定区,长清-平阴、济阳附近为基本稳定区。
2.区域地壳基本稳定区(Ⅱ)
区域地壳基本稳定区的城市包括青岛、烟台、威海和淄博。
青岛地区新构造时期的断裂活动强度与幅度随着时代变新愈来愈弱,第四纪以来,在总的间歇性上升的背景上,北东向断裂某些段落在中更新世产生较弱的运动。根据历史地震资料和现代地震资料的分析研究,在青岛市地区没有发生过MS≥5级地震,而弱震在市区周围零散,均为一些2.0≤ML≤2.9的地震。因此,本区总体断裂构造活动水平不高。
烟台周边(含海域)地区NNE和NWW向两组新生代以来的活动断层发育;第四纪活动断裂以鲁中NE向沂沭断裂及NWW向海域烟台-长山岛-渤海断裂规模大、活动性大。而烟台周边隆起区内第四纪活动断层规模较小。根据新构造运动的性质及所反映的地貌形态、物质组成的特点,除黄县断陷盆地外,烟台地区大部分为较稳定的缓慢上升的低山丘陵区,其南部、北部在运动形式及活动幅度上又有所不同。烟台地区的新构造运动基本上继承了以东西背斜为基础长期上升的特点,但北侧较南侧上升强烈,并因北西向断裂的活动,使整个地区由北东向南西掀斜式上升。沿海地区海蚀台地、夷平面的多级性,说明了这些掀斜式上升具有间歇性和颤动性的特点。
威海市和淄博市总体上新生代活动断裂不发育,弱震密度低。
3.区域地壳较不稳定区(Ⅲ)
区域地壳较不稳定区为东营市与潍坊市地区。该区大部分地区属鲁西北平原。区内发育数条古近-新近纪、第四纪活动断裂,相互切割、交汇、错开,如广南断裂、益都断裂、淄河断裂等。区划地震裂度Ⅵ,局部Ⅶ,历史上发生过5级地震,弱震密度高。
4.区域地壳不稳定区(Ⅳ)
区域地壳不稳定区域为日照市地区。该地区受郯庐断裂带的影响,弱震活动频繁,预测有6级地震发生,地震区划烈度为Ⅷ度。区内包括昌邑-大店断裂、沂水-汤头断裂、安丘-莒县断裂,总体呈NNE向展布,且存在第四系隆起或断裂水平与垂直位移现象,有第四纪活动断层,局部地壳莫霍面埋深较浅。
地震 条件下场地稳定性怎么评价
工程场地地震安全性评价GB17741-2005 (该规范有宣贯教材,宣贯教材上论述的比规范上详细) 第十二章
地震安全性评价技术教程 胡聿贤 第二十一章 二十二章
大体上可分为以下几个方面:场地地质条件分析,场地地层剪切波速测试及地脉动测试,场地土动力性能测试.工程场地附近的断裂探测分析,工程场地稳定性综合评价