南水北調(diào)西線工程區(qū)地質(zhì)圖三維可視化表達(dá)及其意義

南水北調(diào)西線工程是改善西部地區(qū)缺水和改善大西北生態(tài)環(huán)境及確保工農(nóng)業(yè)牧業(yè)發(fā)展的工程。它不僅會(huì)使龍羊峽多年調(diào)節(jié)的大型水庫(kù)充分發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，提高黃河干流上各級(jí)電站的出力，還會(huì)推動(dòng)青海省東南部經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益都會(huì)十分明顯。

前期準(zhǔn)備57年一波三折,工程投入太大,施工難度太高,預(yù)期效益難以確定,地方利益又打架……種種跡象顯示,南水北調(diào)西線工程要按計(jì)劃開工有些懸了!

隨著南水北調(diào)工程的開工建設(shè),三維可視化可以配合設(shè)計(jì)者將設(shè)計(jì)成果直觀形象地表現(xiàn)出來,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,推動(dòng)設(shè)計(jì)成果向三維設(shè)計(jì)方向發(fā)展。

利用30個(gè)站的1965—2000年日降水資料,分析了南水北調(diào)西線工程區(qū)的降水氣候特征、降水過程特征和降水極值特征.結(jié)果表明:該區(qū)多年平均降水量為520.5mm,年降水量等值線呈東北-西南向分布,由西北向東南遞增,半干旱區(qū)和濕潤(rùn)地區(qū)年降水量的分界線在該區(qū)沿玉樹-清水河-大武-河南-合作-臨洮一線分布;降水過程大部分大于5d,降水集中在3d左右,過程降水量可分為緯向類和斜向類兩種,斜向類占大多數(shù),其中斜向類又可分為西北-東南向、東北-西南向兩種,以西北-東南向的發(fā)生較多.降水中心由西北向東南方向移動(dòng),或中心變動(dòng)不大,但范圍先加大后減小.在所有降水過程中,一日最大雨量出現(xiàn)在壤塘的頻率最高,其次為若爾蓋和臨洮;3d最大降水量最頻繁發(fā)生在臨洮,其次為壤塘和若爾蓋.18次過程降水極值分布與多年的年降水量大值區(qū)相對(duì)應(yīng).1965年、1984年、1992年過程降水偏弱,1981年、1989年、1999年過程降水偏強(qiáng).

南水北調(diào)西線工程地處青藏高原東部,地質(zhì)條件復(fù)雜,新構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,崩塌、滑坡、泥石流等山地災(zāi)害較為發(fā)育.分析了工程區(qū)主要山地災(zāi)害的發(fā)生機(jī)制及其影響因素,深入研究了山地災(zāi)害存在和活動(dòng)的時(shí)空分布規(guī)律.研究表明,泥石流的活動(dòng)具有很強(qiáng)的季節(jié)性,崩塌、滑坡的發(fā)生也具有季節(jié)性,隨著人類工程活動(dòng)加劇,崩塌、滑坡發(fā)生的頻度會(huì)更高,危害更大;在區(qū)域上,達(dá)曲、杜柯河崩塌、泥石流最為發(fā)育,其次是泥曲;杜柯河、瑪柯河滑坡最為發(fā)育.西線工程的建設(shè)可能誘發(fā)新的山地災(zāi)害,影響工程的正常運(yùn)行.了解并掌握山地災(zāi)害的誘因及分布規(guī)律有助于采取相應(yīng)的防范措施,減少人為山地災(zāi)害的發(fā)生,降低山地災(zāi)害造成的損失.

南水北調(diào)西線工程位于新構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈的青藏高原東北部,采用深埋長(zhǎng)隧洞方案經(jīng)巴顏喀拉山輸水入黃河,工程區(qū)的主要地質(zhì)災(zāi)害包括活動(dòng)斷層和地震、凍土凍害、高地應(yīng)力及巖爆、地溫異常、庫(kù)區(qū)岸坡變形等.其中,活動(dòng)斷層及地震是調(diào)水工程區(qū)的主要地質(zhì)災(zāi)害.對(duì)主要地質(zhì)災(zāi)害的特征和破壞形式進(jìn)行了探討,并提出了有關(guān)治理措施

“在山西黎城縣，考察隊(duì)員周宇下去拍攝一個(gè)剛建成的城市水景觀，水面泛起的惡臭熏得他當(dāng)場(chǎng)就吐起來。”楊勇指著照片說。照片中的水景觀造型很漂亮，可惜里面是一潭污黑死水，周圍行人寥寥?！叭藗儧]事根本就不愿到這里來?！?/p>

建筑物群的三維可視化表達(dá)是多項(xiàng)信息技術(shù)的融合,本文以香港島建筑物群的三維表達(dá)為主要內(nèi)容,從數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)采集流程、可視化效果以及應(yīng)用等方面給出了詳細(xì)的應(yīng)用探討。此外對(duì)數(shù)據(jù)采集過程的質(zhì)量控制問題也做了分析

本書由中山大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院劉希林教授和華北水利水電學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院黃志全教授合著,由地質(zhì)出版社于2012年7月出版。全書分上、下兩篇共12章30萬字,全面展示了南水北調(diào)西線一期工程區(qū)泥石流、滑坡和崩塌災(zāi)害的分布規(guī)律、基本特征、危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、分區(qū)結(jié)果,以及對(duì)工程建設(shè)的可能影響,是論證半個(gè)多世紀(jì)以來,有

南水北調(diào)西線工程兼有供水和治理黃河的重要作用，但面臨的民族文化、生態(tài)環(huán)境和綜合補(bǔ)償?shù)入y題也是前所未有的。在對(duì)西線工程影響和面臨的難題分析的基礎(chǔ)上，文章提出了確保規(guī)劃決策的廣泛參與性和實(shí)施的規(guī)范性、生態(tài)補(bǔ)償、經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償和政策補(bǔ)償?shù)恼呓ㄗh。

根據(jù)斷裂構(gòu)造的判讀標(biāo)志,在南水北調(diào)西線工程區(qū)共存在nw,ne,sn和ew向四組斷裂近200條,nw向斷裂為區(qū)域性的斷裂構(gòu)造,控制工程區(qū)地貌、水系等的發(fā)育。其中,有22條斷裂規(guī)模較大,對(duì)輸水線路存在相對(duì)較大的影響。野外考察結(jié)果表明,區(qū)內(nèi)有5條全新世時(shí)期的活動(dòng)斷裂和12條晚更新世時(shí)期的主干和區(qū)域性大斷裂。通過綜合分析發(fā)現(xiàn),5條全新世時(shí)期的活動(dòng)斷裂因?yàn)殡x輸水線路較遠(yuǎn)或未穿越輸水線路,而12條晚更新世時(shí)期的斷裂構(gòu)造則因全新世以來沒有活動(dòng),因而它們對(duì)工程區(qū)的影響總體上還是有限的,工程區(qū)處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域,而區(qū)域構(gòu)造分析的結(jié)果也說明工程區(qū)位于一個(gè)相對(duì)的安全島內(nèi)。

南水北調(diào)西線一期工程在構(gòu)造上位于青藏高原東部的巴顏喀拉地塊內(nèi)部,塊體的四周邊界以巨型走滑斷裂和逆斷裂為特征,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)非常強(qiáng)烈,是塊體運(yùn)動(dòng)引發(fā)應(yīng)力集中和釋放能量的主要場(chǎng)所。但塊體內(nèi)部構(gòu)造活動(dòng)性較弱,僅發(fā)現(xiàn)甘德—阿壩斷裂系北支斷裂在阿壩盆地段的部分?jǐn)嗔选⑸_(dá)—洛若斷裂和康勒斷裂等晚更新世以來有過活動(dòng),且規(guī)模和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度遠(yuǎn)小于地塊邊界斷裂。晚第四紀(jì)以來地塊邊界斷裂的位移速率大多在7mm/a以上,最大達(dá)18mm/a,最小為1～2mm/a,而輸水隧洞附近最主要的活斷層順河斷裂的位移速率僅為0.18mm/a,相對(duì)地塊邊界斷裂小1～2個(gè)數(shù)量級(jí),可以認(rèn)為工程場(chǎng)地處于構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定的地區(qū)。給出了阿壩盆地北緣斷裂、順河斷裂等活斷裂在工程使用期內(nèi)最大設(shè)防的傾滑位移量,分別為0.67和2.62m。

南水北調(diào)西線工程是一項(xiàng)跨流域的大型調(diào)水工程，對(duì)解決我國(guó)西北、華北部分地區(qū)嚴(yán)重干旱缺水，促進(jìn)黃河上中游地區(qū)的資源開發(fā)和經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，及其生態(tài)環(huán)境的改善具有重大意義。本文著重分析了調(diào)水工程對(duì)受水區(qū)生態(tài)環(huán)境的有利影響，指出調(diào)水工程將增加受水區(qū)的河川徑流量，改善水環(huán)境；提高植被覆蓋率，遏制并治理水土流失和土地沙漠化；減少自然災(zāi)害，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和當(dāng)?shù)鼐用竦纳姝h(huán)境。

南水北調(diào)西線工程的可行性論證還需要進(jìn)一步完善,到現(xiàn)在為止共有8個(gè)以上的方案,各有特點(diǎn)。利用我國(guó)地貌西高東低的特征,克服巴顏喀拉山南側(cè)北高南低的高程障礙,沿著第一階梯的邊緣,先由南向東,使五大水系巨大的往南流的水轉(zhuǎn)向東流,然后再轉(zhuǎn)向北流,這成為許多南水北調(diào)西線工程方案或設(shè)想的主要思考方向。河西走廊是我國(guó)西部重要戰(zhàn)略要地,歷史上是我國(guó)與中、西亞經(jīng)濟(jì)文化交流的要道,當(dāng)今又是新歐亞大陸橋的咽喉,亦是西部大開發(fā)重點(diǎn)區(qū)域之一的西隴海蘭新線經(jīng)濟(jì)帶的重要組成部分。這里土地遼闊,礦產(chǎn)資源豐實(shí),光熱條件良好,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力很大。但是河西干旱少雨,水資源匱乏。有水變綠洲,無水成沙漠。河西走廊東、北兩面為大漠,西部與新疆干旱區(qū)接壤,均無水外援。只有其南部江河縱橫,有水北濟(jì)。通過研究,擬從通天河4000米左右處取水,首先抬高水位或適當(dāng)提水,使水流翻過巴顏喀拉山自流進(jìn)入扎陵湖與鄂陵湖,然后經(jīng)調(diào)節(jié)開渠引水東行,大約在青海省楠木塘北山,沿海拔4200米的山脊順北坡直下,利用約800米的地面落差興建興海大型水電站。尾水沿3350米的等高線穿過大河壩河直抵海拔3300米的青海湖畔,復(fù)東南行并逐漸轉(zhuǎn)向北流,然后利用隧洞穿過鐘梁嶺、達(dá)坂山、烏鞘嶺入武威地區(qū)的古浪縣。在該縣城南利用地形落差興建大型古浪電站。電站尾水沿2300米入武威、民勤、金昌、乃至張掖、酒泉、嘉峪關(guān)、哈密……全面解決河西走廊地區(qū)的用水問題。上述方案有許多獨(dú)特之處:方案引水近到河西,如有必要遠(yuǎn)可入新疆,亦可為現(xiàn)有西線補(bǔ)水。工程立于不敗之地。方案水源近有通天河供水40億~50億立方米,如需水量增加,取水口可向南延伸到瀾滄江、怒江、雅魯藏布江,水源源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。取水盡量減少或降低高壩大庫(kù),利用水流特點(diǎn)調(diào)水,充分發(fā)揮水流的作用,保證發(fā)電供水。從而改善北方電力結(jié)構(gòu),節(jié)省煤炭,改善大氣環(huán)境,有利生態(tài)環(huán)境改良。由于水流走線高,可大面積植樹造林,嚴(yán)防沙漠南侵?；谶@一新構(gòu)想,對(duì)于南水北調(diào)西線工程提出了一些戰(zhàn)略性建議。對(duì)于南水西調(diào)的投資資金,建議公共設(shè)施部分由國(guó)家投入,而能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的水電站建設(shè)則面向市場(chǎng)招商引資。

南水北調(diào)西線工程調(diào)水入黃河，將優(yōu)化西部地區(qū)水土資源的配置，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。通過對(duì)不同調(diào)水方案受水地區(qū)的直接經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益初步分析，認(rèn)為西線調(diào)水工程經(jīng)濟(jì)效益巨大，社會(huì)效益顯著。

從20世紀(jì)50年代開始,我國(guó)水利工作者對(duì)南水北調(diào)工程進(jìn)行研究,到目前為止,逐漸形成了東、中、西三條規(guī)劃線路,并與長(zhǎng)江、淮河、黃河、海河四大流域相互聯(lián)結(jié),構(gòu)成我國(guó)水資源開發(fā)、配置、利用"四橫三縱"的總體戰(zhàn)略格局.

從距黃河上游較近的大渡河、雅礱江、通天河三條河調(diào)水，調(diào)水量１６０億～１７０億ｍ～3，基本上能夠滿足黃河流域２０５０年左右需水要求。但是緊臨黃河流域的廣大內(nèi)陸地區(qū)，對(duì)水資源的需求仍有較大增長(zhǎng)。在三條河調(diào)水方案規(guī)劃的基礎(chǔ)上，對(duì)瀾滄江、怒江向黃河調(diào)水,進(jìn)行了初步的方案研究，作為西線調(diào)水的后續(xù)水源。后續(xù)水源方案可調(diào)水量１６０億～２００億ｍ～3，相當(dāng)于三條河總調(diào)水量,但是，調(diào)水工程規(guī)模浩大,應(yīng)在三條河調(diào)水工程實(shí)施后進(jìn)行深入研究。

對(duì)巖爆問題進(jìn)行了探討,詳細(xì)分析了工程區(qū)各種因素對(duì)巖爆的影響,對(duì)巖爆區(qū)的臨界埋深進(jìn)行了預(yù)測(cè),并從改善預(yù)應(yīng)力條件、預(yù)注水、加固圍巖等方面提出了有關(guān)巖爆的防治措施,以減少巖爆的發(fā)生概率。

南水北調(diào)西線工程確定調(diào)水規(guī)模為170億立方米,這么大的調(diào)水量能否達(dá)到是個(gè)問題。西線工程對(duì)西部原始生態(tài)地區(qū)環(huán)境影響很大,不是“利大于弊”。

在分析深埋隧洞巖爆破壞機(jī)制和地應(yīng)力條件的同時(shí),詳細(xì)論述了南水北調(diào)西線工程主要引水線路區(qū)的現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)特征及主應(yīng)力的大小、相互關(guān)系;根據(jù)地應(yīng)力、巖性等特征初步評(píng)價(jià)主要引水線路區(qū)隧洞圍巖發(fā)生巖爆的可能性

南水北調(diào)西線工程處于相對(duì)穩(wěn)定區(qū),大壩、深埋長(zhǎng)隧洞的施工技術(shù)可行;工程效益顯著,經(jīng)濟(jì)上合理,項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率為11.8%,經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值為1083.95億元,經(jīng)濟(jì)效益費(fèi)用比為1.7。該工程除了可以定量計(jì)算的效益外,更具有重要的社會(huì)、生態(tài)和環(huán)境效益,可促進(jìn)黃河流域和西北地區(qū)乃至北方地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和和生態(tài)環(huán)境良性維持。該工程向黃河增補(bǔ)水資源,可全面緩解黃河水資源供需矛盾,保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境。通過黃河干流各水庫(kù)的調(diào)蓄作用,調(diào)水可有效增加黃河干流上水電站的梯級(jí)發(fā)電量。該工程對(duì)受水區(qū)的影響包括:1)供水范圍廣,影響大;2)維持黃河健康生命;3)改善受水區(qū)生態(tài)環(huán)境;4)維持國(guó)家生態(tài)安全。該工程對(duì)調(diào)出區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的有利影響包括:1)為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展帶來機(jī)遇;2)促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的升級(jí);3)推動(dòng)當(dāng)?shù)爻鞘谢倪M(jìn)程;4)提高當(dāng)?shù)鼐用竦目茖W(xué)文化素質(zhì)。對(duì)調(diào)出區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不利影響包括:1)對(duì)庫(kù)區(qū)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生不利影響;2)對(duì)移民安置及宗教設(shè)施處理產(chǎn)生不利影響;3)對(duì)推薦壩址下游的水電資源開發(fā)產(chǎn)生不利影響。

針對(duì)國(guó)內(nèi)對(duì)興建南水北調(diào)西線工程提出的種種質(zhì)疑以及其所存在的無法回避的某些弊端問題，再次提出替代方案，認(rèn)為鴨綠江水南調(diào)工程、湖北長(zhǎng)湖調(diào)水工程具有更好的可行性、優(yōu)越性．通過替代方案，改西線調(diào)水為調(diào)電，不僅能夠?yàn)槿A北地區(qū)、黃河中上游地區(qū)提供較多的水資源，有利于西北地區(qū)發(fā)展節(jié)水經(jīng)濟(jì)和西南地區(qū)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，而且會(huì)使受益地區(qū)產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益．