辽宁省白石水库环境工程地质问题综述_杨殿臣

综述与专论辽宁省白石水库环境工程地质问题综述杨殿臣　狄旭东　李　浩(辽宁省水利水电勘测设计研究院　沈阳　110006)摘　要　白石水库位于辽宁省北票市上园乡附近的大凌河干流上,是大凌河流域第一期开发的控制性骨干工程,水库建成后,将产生许多环境工程地质问题。

从库坝区的地质背景出发,对水库渗漏、库岸再造与泥沙淤积、淹没与浸没、水库诱发地震、坝下冲刷坑稳定性等主要环境工程地质问题进行了综合评述。

关键词　环境工程地质　水库渗漏　淹没与浸没　水库诱发地震　坝下冲刷坑稳定性Abstract　Baishi Reservior,located on upstream of Daling River close to Sshangyuanxi Village in Beipiao,Liaoning,has been built as a key p roject in Phase I Development Plan in Dal ing drainage.Its completion,however,is bound to create many environmental geology troubles,as a result of local geological background conditions.These troubles include leakage in reservoir area,neces sary rebuilding of reservoir bank,sedimen t accumulation,submersed consequence,earthquake induction,potential inability of scour hole at foot of reservoir dam.Keywords　environmental engineering geology reservoir leak age s ubmersed reservoir area stability of scour hole at foot of reservoir dam1　前言白石水库是辽宁省大凌河流域第一期开发的控制性骨干工程,地处辽西低山丘陵区,山势开阔平缓,高程一般在200m～300m之间,河谷高程一般为100m左右,河谷弯曲,多呈北东与北西相间出现,宽则达10km,窄的仅1km左右。

坝址位于辽宁省北票市上园镇境内的大凌河干流上,距北票市46km,距义县45km,坝址处河床宽380m,河床平均高程94m。

左岸山势较缓,平均坡角为30°,右岸山势陡于左岸,平均坡角为40°。

白石水库总库容为16.45亿m3,工程规模为大(Ⅰ)型,大坝为RCD碾压混凝土重力坝,坝顶长513m,最大坝高49.3m。

白石水库建成后,会使库坝区原有的环境地质平衡状态发生改变,从而产生一系列的环境工程地质问题,而这些问题的发生、发展将直接影响到水库的正常运用及附近人民的生活和工农业生产。

从环境地质背景出发,对建库后可能产生的主要工程地质问题综述如下。

2　库区环境地质概况白石水库地处辽西地区,在大地构造上处于中朝准地台的西北部辽西台陷内,构造线方向以北东向为主。

白石水库正处在北北东向朝阳—北票断裂和医巫闾山西侧断裂之间,库区所在的大凌河段流经金岭寺—羊山盆地和阜新—义县盆地,构成了库区基本的地质构造格局。

库区内由库尾向南东至坝址连续发育有西山向斜、下府向斜、孤家子向斜三个大型平行展布、平缓开阔的褶皱,轴向NNE～SSW。

三条褶皱构造成生于中侏罗世～晚侏罗世初,属于燕山运动第二期,在NWW～SEE主压应力和NNE ～SSW主张应力作用下并受后期构造影响而形成。

库区内规模较大的断裂有5条,按走向大体分为NE(NNE)和NW向两组。

NE(NNE)向有北票断裂、乌速皋断裂和三巨星断裂;NW向有常河营子断裂和下喇嘛洞断裂。

另外,在坝址附近还发育有一系列平行展布的NW向断裂。

库区构造形迹的展布特点决定了本区的构造体系是以NNE向褶皱、压性、压扭性断裂为主体和与之垂直的张性、张扭性断裂共同构成NNE向的新华夏构造体系。

新构造运动本区主要表现为小幅度升降运动和地震活动,同时局部伴随小规模NW、NNW向压性、压扭性结构面和老断裂的复活。

通过地震危险性分析,坝址区50年超越概率为10%的基岩峰值加速度为102.89cm/s2,地震基本烈度为Ⅶ度。

3　水库主要环境地质问题—1—辽宁省白石水库环境工程地质问题综述3.1　水库渗漏问题白石水库库区出露的地层主要以侏罗系土城子组湖相沉积的砂岩、砾岩和页岩为主,透水性微弱,且库区周边无低矮单薄分水岭、无透水性强的断裂构造通向库外,水库一般不可能发生大面积渗漏。

但在近坝址上游左岸有长皋河,河谷高程为114m,低于库水位,当正常高水位127.0m时分水岭厚度为2800m,分水岭岩性为玄武质安山岩、砂页岩、砾岩,均属微弱透水性岩层,且分水岭的地下水流向库内,水位高于130.47m,故也不存在渗漏问题。

在库区西北角北票断裂一带有可溶性的白云质灰岩存在,水库蓄水后可能出现渗漏。

坝址区节理裂隙较发育,且主要结构面多平行于河谷,可以构成地下水的渗流通道,其玄武质安山岩和安山玢岩风化程度较高,局部存在风化囊,深度可达60m,中等透水,因此浅层存在库水向库外的渗漏问题。

3.2　库岸再造与泥沙淤积问题白石水库组成岸坡地层主要为砂砾岩与页岩,在正常高水位127.0m以上,多为岩质边坡,边坡一般不高,总体稳定性较好。

在敖宝营子、杨家沟、馒头沟等地分布约3m～15m的黄土状粉质粘土,遇水后必然要改变其坡度,存在岸坡再造问题,但由于水库蓄水后大部分将被淹没于水下,运动速度不大,涌浪不高,对岸坡稳定无大影响。

由于白石水库两岸植被不发育,在库水位的消落过程中,与库水直接接触的松软土如风化砂、黄土状土等均有失稳的可能,虽然该类岸坡范围与数量有限,塌岸方量不大,但仍将有一定的泥砂被带入库内,从而形成泥砂淤积问题,对水库运行将有一定影响。

3.3　淹没与浸没问题惠宁寺位于北票下府境内,是北票市主要文物古迹之一,在水库淹没范围内。

下府煤田位于库尾,经对该地区的岩相研究认为其深部可能存在有价值的煤层,目前尚未肯定。

金岭寺铁路桥及部分铁路,当遇1%洪水131.33m时将被淹没,需要改线。

水库蓄水改变了库区地下水的排泄基准面,造成库岸地区地下水位壅高。

当库岸比较低平、地面高程与水库正常高水位相差不大时,地下水位可能接近甚至超出地面,从而引起周边土的沼泽化,导致农田减产、房屋地基变形或倒塌、道路翻浆等现象。

白石水库正常高水位以上存在第四系松散的黄土状土,现多为耕地并有少数居民住房,水库蓄水后,区内水文地质条件将发生巨大变化,且该类土毛细性较强,地下水位壅高普遍,因此,将存在浸没问题。

3.4　水库诱发地震问题在世界上已有的110例水库诱发地震中,库容不足16亿m3的约占一半,有35座坝高不足50m。

白石水库属大型水库,以其坝高和库容规模,不能排除发生诱发地震的可能性。

从库区岩性来看,库区大面积出露沉积岩,这类岩性诱发地震的实例并不多见,但库区西北角沿朝阳—北票断裂有白云质灰岩出露,属于易诱发地震的库段,况且在北票台吉煤矿,沿北票断裂曾发生过矿山诱发地震,说明北票断裂活动比较多,蓄水后可能会出现库水向下渗透的通道,因此,发生水库诱发地震的可能性是存在的。

在110个水库诱发地震震例中,仅有10例发生在火山岩区,而且多集中在印度德干高原上;国内300多座大型水库中,近20座有玄武岩出露,但仅有1例发生过诱发地震。

通过对这些位于玄武岩体上水库的研究发现,这些水库玄武岩厚度不大,最厚的只有30m,与库水接触范围不大,节理裂隙不发育。

因此,一些有玄武岩分布的水库未诱发地震是可以理解的。

白石水库坝址区的玄安岩渗透性中等,与国内外岩性条件类似的水库对比,玄安岩厚度较大,最薄处也有30多m,具备诱发地震所必需的某些条件。

综合起来看,白石水库诱发地震的可能性不能排除,当然,库区绝大部分地段为沉积岩,而且水库地形平缓,无峡谷段,无永久性渗漏,这些因素不易产生诱发地震。

据有关资料,水库诱发地震震级与水库面积、库深和库容有关,参考有关资料按白石水库的有关参数估计,白石水库出现的最大震级可能只有4.0级,诱发地震后,即使有破坏,也不会超过本区的地震基本烈度(Ⅶ度)。

退一步讲,即使沿北票断裂诱发地震,从北票台吉矿区的诱震来看,最大震级只有M L4.3级,已有的震例,可以作为预测诱发地震最大震级的参考。

3.5　坝下冲刷坑稳定性问题冲刷坑在坝轴线下游60m～200m范围内,顺水流方向宽约130m,垂直水流方向长约160m。

覆盖层厚约4m,下伏基岩分上下两层,上部为玄安岩,属中硬岩,抗冲刷能力较强,下部为砂(下转第34页)—2—则。

要加大执法力度,杜绝执法不严、违法不纠的问题。

鞍山市医疗废物管理机构,由环保局牵头,卫生局、城建局配合,同时以文件形式下发了《鞍山市医疗废物管理施方案》。

在文件中明确了各管理部门的分工和责任,对各医疗机构和门诊医疗废物的收集及内部管理工作提出具体要求,同时对各项工作明确了工作进度和目标。

立即在全市开始全面实施。

6.2.2　建立完善医疗废物管理体系在充分发挥现有职能部门作用的基础上,可以考虑设立专门的管理机构进行综合协调管理,将医疗废物从产生到最终处置的各个环节纳入整个管理体系,推行全过程管理。

要加强对废物的源头控制,减少废物产生量,对医疗废物进行分类收集。

要建立和完善医疗废物运输联单管理制度和储存管理制度,把好运输、储存关。

要加强处理处置的管理,对处理处置后二次污染的排放标准作出明确规定。

6.2.3　切实加强医疗废物的源头控制实践证明,加强对以医疗单位为主体的源头管理,对整个医疗废物管理起着至关重要的作用。

要减少一次性医疗器具的使用,坚持废物分类收集和污染者付费原则,加大对违法违规行为的监督、处罚力度。

6.2.4　坚持运用行政、经济和法律相结合的手段国务院于2003年6月16日颁布了《医疗废物管理条例》。

因此,要严格加强对医疗机构环保执法检查,形成制度化,根据实际情况,针对行业特点,制定切实可行的措施或办法,同时要采取行政手段与经济手段相结合的医疗废物管理办法,有效地处置医疗废物,达到既保护环境,又促进管理的目的。

6.2.5　加强对环境无害化处理处置技术的开发和推广落后的医疗废物处理处置技术严重制约着对医疗废物的有效管理。

要加大对这方面的科研投入。

对于已经研制开发和引起的先进技术设备,要加强推广工作。

要加快对土炉子的升级改造和更换工作。

6.2.6　加强从业人员的教育培训高质量的从业人员队伍是实施医疗废物环境无害化管理的重要保障。