何果佑,李生才,冉 進(jìn),劉 斌
(西藏自治區(qū)水利電力規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,西藏 拉薩 850000)
西藏電網(wǎng)建設(shè)中的若干工程問題分析
何果佑,李生才,冉 進(jìn),劉 斌
(西藏自治區(qū)水利電力規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,西藏 拉薩 850000)
西藏是我國(guó)可再生能源分布種類最全,儲(chǔ)量最豐富的省區(qū)之一,不但如此,而且至目前為止開發(fā)還不到儲(chǔ)量的1/10,開發(fā)潛力巨大,開發(fā)前景廣闊。據(jù)全國(guó)水力資源普查成果及對(duì)西藏太陽(yáng)能、風(fēng)能和地?zé)崮艿脑u(píng)估,西藏可再生能源理論儲(chǔ)量在2.5億KW以上,技術(shù)可開發(fā)量在1.5億kW以上,若將其部分或全部開發(fā),西藏自身只能消化10%~15%,約90%以上將送往內(nèi)地參與全國(guó)電力平衡,支持內(nèi)地經(jīng)濟(jì)建設(shè)即實(shí)施西電東送,藏電外送。根據(jù)《西藏電力發(fā)展“十一五”規(guī)劃及2020年遠(yuǎn)景目標(biāo)》和《西藏水電基地開發(fā)及外送總體規(guī)劃》,初步將西藏水電站分為14個(gè)電站群,由14條通道送往內(nèi)地。風(fēng)能和太陽(yáng)能主要分布于那曲,阿里和日喀則等地,未來將在這些地區(qū)建若干座大型的光伏和風(fēng)能電站并與水電并網(wǎng)后將強(qiáng)大的電流送往內(nèi)地。眾所周知,西藏地域遼闊,山高谷深,氣象條件復(fù)雜,使得每條通道所經(jīng)之處都是高山峽谷,地形地質(zhì)條件復(fù)雜,水文氣象條件惡劣,地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)和地震多發(fā)區(qū),給電網(wǎng)工程建設(shè)帶來很大的難度,文章對(duì)此進(jìn)行了歸類和分析,然后提出了相應(yīng)的工程處理措施,供今后進(jìn)行大規(guī)模電網(wǎng)建設(shè)參考。
電網(wǎng)建設(shè);若干問題;分析處理。
可再生能源的水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能以及地?zé)崮茉谖鞑鼐蟹植?,而且?chǔ)量豐富,至目前為止開發(fā)量還不到儲(chǔ)量的1/10,開發(fā)前景十分廣闊,同時(shí)又符合節(jié)能減排,發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),綠色經(jīng)濟(jì)的要求。
西藏河流湖泊眾多,水力資源豐富,據(jù)統(tǒng)計(jì)西藏水力資源理論薀藏量達(dá)2億kW以上,技術(shù)可開發(fā)量為1.1億kW,分別占全國(guó)的29%和20.3%,僅次于四川,居全國(guó)第二。但由于地理和氣候的原因,時(shí)空分布上極不均勻,藏西北地區(qū)干旱少雨,年降水量少于200mm,河網(wǎng)密度小,河道距離短,且還多為內(nèi)陸水系,因而水力資源貧乏。藏東南地區(qū)為高山峽谷區(qū),距孟加拉灣暖濕氣區(qū)近,是暖濕氣流輸向青藏高原的通道,因而這里降水豐富,年降水量達(dá)500mm以上,局部達(dá)1000mm以上,這里河網(wǎng)密度大,河道距離長(zhǎng),河床坡降陡,因而藏東南地區(qū)河流薀藏著豐富的水力資源。
根據(jù)勘測(cè)資料,藏東南地區(qū)河流中上游河段河床寬淺,水流平緩,中下游河段河床狹窄,河谷深切,水流端急。如雅魯藏布江中下游桑日以下河段平均坡降在3.0‰以上,其中派以下更是達(dá)到6.0‰左右。目前在中下游河段上規(guī)劃了10多個(gè)梯級(jí)電站,總裝機(jī)容量超過5000萬kW,其中的加查峽谷近40km的河段上就規(guī)劃了5個(gè)梯級(jí),裝機(jī)約300萬km,“十二五”開工3個(gè)。
怒江中下游河段上規(guī)劃了8個(gè)梯級(jí),總裝機(jī)容量在1200萬kW以上,其中松塔水電站規(guī)劃裝機(jī)為420萬kW。羅拉、怒江橋、同卡等擬裝機(jī)都在200萬kW以上,這些電站都將在“十二五”末至“十三五”陸續(xù)開工建設(shè)。
瀾滄江自卡貢以下河床的平均坡降為3‰,該段共規(guī)劃了卡貢、金多、仁果、邦達(dá)、如美、古水等6座梯級(jí)電站,總裝機(jī)容量在500萬km以上,目前如美和古水已完成了可研階段的勘測(cè)設(shè)計(jì)工作,將在“十二五”末或“十三五”初將陸續(xù)開工建設(shè)。
金沙江的川藏交界河段長(zhǎng)537km,天然落差約1000m,該河段上規(guī)劃了拉瓦、波羅、白立、俄南等5個(gè)梯級(jí),目前正在進(jìn)行可研階段的勘測(cè)設(shè)計(jì)工作。
除河流外,西藏的湖泊眾多,大小湖泊共有2000多個(gè),總面積達(dá)24183km2,約占全國(guó)湖泊面積的30%。受地質(zhì)構(gòu)造作用的影響,湖盆抬升,河谷下切,二者之間形成巨大的落差,因而薀藏著豐富的是能資源。如羊卓雍湖與雅魯藏布江僅一江之隔,最近距離僅6km,湖面海拔4441m,庫(kù)容150多億m3,江面海拔只有3570m,二者之間的高差達(dá)800多米,水能資源極為豐富,于1995年在此修建了一座裝機(jī)10萬kW的抽水蓄能電站。
極大地緩解了藏中電網(wǎng)的供電緊張局面。
綜上所述,西藏水力資源主要集中分布在藏東南,藏東南的水力資源主要集中分布在該地區(qū)河流的中下游河段上,這種水力資源集中分布的優(yōu)點(diǎn)是便于進(jìn)行梯級(jí)開發(fā),便于在短距離內(nèi)形成電站群,便于統(tǒng)籌規(guī)劃和布局,便于集中管理和調(diào)度,便于聯(lián)網(wǎng)外送。不但如此,而且在各流域梯級(jí)的上游建一座龍頭水庫(kù)可極大地提高下游各梯級(jí)電站的出力,極大地提高工程效益。
風(fēng)能與常規(guī)的石油,煤和水能等不一樣,是種看不見摸不著,無顏色無形狀無味道,來無影去無蹤,有方向有大小,不穩(wěn)定的能源。但這種能源是取之不盡,用之不竭的能源。
西藏的那曲、阿里和日喀則等大部分地區(qū)風(fēng)能資源極為豐富,風(fēng)向?yàn)楸蔽飨?,與西藏主要山脈的走向基本一致,喜馬拉雅山脈,岡底斯山脈,昆侖山脈,唐古拉山脈等的走向均大致為北西向,山脈間的谷地就是風(fēng)向的通道。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料,阿里的改則和措勤等年均風(fēng)速為4.3m/s,最大風(fēng)速為36m/s,17m/s以上的風(fēng)日每年在50天以上,大風(fēng)日每年均在100天以上,其中尼瑪縣的大風(fēng)日每年在200天以上。日喀則的仲巴、定日、定結(jié)等18m/s~20m/s的大風(fēng)日每年也在100天以上,其中定結(jié)更高達(dá)230天。拉薩的當(dāng)雄8級(jí)以上大風(fēng)日每年也多達(dá)74天,最多達(dá)128天。初步推算,西藏年風(fēng)能儲(chǔ)量為930億kWh。
向東的林芝和昌都由于受橫斷山脈的影響,風(fēng)速風(fēng)力逐漸減弱。
西藏是我國(guó)太陽(yáng)能輻射最多的省區(qū),比同緯度地區(qū)多2~3倍。日照時(shí)數(shù)也是全國(guó)最高的,僅拉薩的年均日照數(shù)就在3000h以上。全區(qū)年日照小時(shí)在1500h~3400h之間,大部分地區(qū)輻射總量為6000MJ/m2~8000MJ/m2。
根據(jù)資料統(tǒng)計(jì),西藏太陽(yáng)能資源豐富區(qū)達(dá)98%,全區(qū)各地日照時(shí)數(shù)大于6h的天數(shù)為135~331天,以阿里、那曲最為豐富,其次為日喀則。從時(shí)間分布上冬季最為豐富,從空間分布上呈現(xiàn)自西向東逐漸遞減的規(guī)律。
西藏是我國(guó)地?zé)豳Y源最豐富的省區(qū),全區(qū)分為三大地?zé)豳Y源分布區(qū)即羊八井熱田區(qū),那曲熱田區(qū)、阿里郞久熱田區(qū),其中以羊八井地?zé)豳Y源最為豐富,分布面積20km2~30km2,地表天然熱能釋放量高達(dá)10.7kcal/s,預(yù)計(jì)熱能開發(fā)潛力為15~20萬kW。羊八井地?zé)崽锱c那曲地?zé)崽镌谕坏刭|(zhì)構(gòu)造帶上,為NE向的羊八井—當(dāng)雄—那曲構(gòu)造帶該構(gòu)造帶是一活動(dòng)構(gòu)造帶,沿構(gòu)造不僅有溫泉出露,沿帶還有中強(qiáng)地震發(fā)生。根據(jù)勘測(cè)資料,西藏各種地?zé)犸@示點(diǎn)多達(dá)660多處,發(fā)電潛力約80萬kW。
從以上描述可知,西藏可再生能源儲(chǔ)量豐富,開發(fā)潛力巨大,開發(fā)條件較好。但是由于西藏地域遼闊,東西長(zhǎng)達(dá)2000多km,南北寬達(dá)1000多km,全區(qū)以山區(qū)為主,山高坡陡谷深,氣象復(fù)雜多變,凍土層厚,地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),給輸電線路即電網(wǎng)建設(shè)帶來極大的困難和不利。
西藏地處祖國(guó)的西南邊陲,為內(nèi)陸區(qū),地理形狀為東西長(zhǎng)的條帶狀地形,東西長(zhǎng)達(dá)2000km,南北寬約1000km,因此自西向東自南向北出現(xiàn)了氣象和水文上的差異性,自西向東降水逐漸遞增,自南向北逐漸遞減,蒸發(fā)量與降水量相反自西向東自南向北逐漸遞增,氣溫與降水相似自西向東自北向南逐漸遞增,因而形成了西北部嚴(yán)寒干燥,東南部溫暖濕潤(rùn)的明濕氣候特點(diǎn)。
西藏為內(nèi)陸高原地區(qū),地形上為東西長(zhǎng)達(dá)2000多km的條帶狀地形且自西北向東南傾斜,這就形成了降水在時(shí)空上的差異性和水文地質(zhì)上的復(fù)雜多變性。
降水量藏東南地區(qū)的年降水量為400mm~800mm;雅魯藏布江中上游地區(qū)、怒江中上游地區(qū)、瀾滄江中上游地區(qū)等的年降水量為200mm~400mm;上游及那曲地區(qū)西北部,日喀則地區(qū)西北部及阿里地區(qū)大部分地區(qū)的年降水量為100mm~200mm。
另外,在5000m以上的高山上全年都不定時(shí)地有固體降水即降雪。降雪量積雪厚度與海拔相關(guān),海拔越高降雪量和積雪厚度就越多越厚。
降水時(shí)間藏東南地區(qū)為5~10月;雅魯藏布江中上游地區(qū)和怒江、瀾滄江中上游地區(qū)為6~9月;那曲地區(qū)西北部及阿里地區(qū)大部等地區(qū)為7~9月,歷時(shí)很短。
汛期水位藏東南地區(qū)主要河流的漲幅5m~8m,雅魯藏布江下游最大達(dá)11m;其他河流3m~5m。汛期地下水位隨河水位上漲而升高,枯水季節(jié)西藏境內(nèi)絕大部分河流Ⅰ級(jí)階地地下水位的埋深為3m~5m,汛期僅1m~2m。升壓站或線路塔基作為電網(wǎng)的主要組成部分,選址應(yīng)選擇在Ⅱ—Ⅲ級(jí)階地以避開地下水的影響。
西藏以山區(qū)為主,尤其藏東南均為山區(qū),山區(qū)河流汛期漲落很快,暴漲暴落,所以站址或塔基應(yīng)選擇在Ⅱ—Ⅲ級(jí)階地的安全高程上。
西藏水文的一大特點(diǎn)是降水量少,蒸發(fā)量大,大多數(shù)地區(qū)的降水為200mm~400mm,藏西北地區(qū)的降水還不到200mm,蒸發(fā)量卻高達(dá)2000mm,并且是降水量越少的地區(qū)蒸發(fā)量越大。正是因?yàn)榻邓俚叵滤难a(bǔ)給來源差,所以西藏大部分地區(qū)地下水埋藏都比較深,河谷地帶一般為5m~8m,山麓坡腳地帶一般為5m~15m,山梁或山脊一般>30m。其規(guī)律是降水越豐富的地區(qū),地下水位就越高,降水越少的地區(qū),地下水位就越低。
西藏屬高原高寒氣候,長(zhǎng)冬無夏,全年無霧,空氣稀薄,陽(yáng)光充足,年日照時(shí)間約3000h,干燥少雨,晝夜溫差大。絕大部分地區(qū)有霜期長(zhǎng)達(dá)200天以上,凍土層厚,凍融破壞是電網(wǎng)建設(shè)中無法回避的問題。加上藏東南地區(qū)山高谷深,地形地貌條件復(fù)雜,夏秋季節(jié)常形成雷暴,對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行危害極大。
2.2.1 溫差大
西藏的秋冬及早春季節(jié)的溫差極大,白天溫度高達(dá)20℃~30℃,晚上溫度驟降至零下20℃~30℃,溫差高達(dá)40℃~50℃,加上高原輻射強(qiáng),不僅易使材料老化,而且還將引起材料的熱脹冷縮很大,這就要求塔基,金具材料尤其是電力導(dǎo)線具有很好的熱脹冷縮適應(yīng)性及耐張行。
2.2.2 霜凍時(shí)間長(zhǎng)
西藏除藏南林芝地區(qū)的少數(shù)幾個(gè)縣霜凍時(shí)間較短外,其余大部分地區(qū)的霜凍時(shí)間每年都在300天以上,北緯31°以北的相當(dāng)部分地區(qū)的霜凍期在300天以上,長(zhǎng)期的霜凍必然會(huì)導(dǎo)致塔基基礎(chǔ)酥松變形,從而影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行;長(zhǎng)期的霜凍白天被太陽(yáng)曬,晚上又被凍,一冷一熱一漲一縮就會(huì)導(dǎo)致塔基地層松軟而變形從而影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。在霜凍期遇有如2008年的南方雨雪天氣時(shí),線路易于形成覆冰,嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生倒塔或斷線造成垮網(wǎng)。
2.2.3 凍土層厚
根據(jù)實(shí)測(cè)資料,西藏除藏南的少數(shù)幾個(gè)縣如墨脫、察隅、林芝、米林、朗縣等的凍土層厚度<1.0m外,其余的縣市凍土層厚均在1.0m以上,北緯31°以北,東經(jīng)99°以西的縣市凍土層厚達(dá)2.0m以上,且相當(dāng)部分還為永久性凍土層,厚度達(dá)數(shù)十來。根據(jù)中科院蘭州沙漠凍土研究所和青藏鐵路資料,藏北地區(qū)永久性凍土層厚達(dá)70m以上。深厚凍土層的分布對(duì)電網(wǎng)建設(shè)危害極大,塔基和升降壓站均座落于地表,必然涉及于地基,受冰凍的地基層在冷暖交替季節(jié)尤其在夏季時(shí)土中的冰晶因氣溫升高而融化,融化后的土體失去凍結(jié)時(shí)的強(qiáng)度而導(dǎo)致基礎(chǔ)變形失穩(wěn)進(jìn)而影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
今后所建電網(wǎng)的電壓必然是500kV~800kV甚至是1000kV的特高壓,特高壓電網(wǎng)在通過永久及深厚凍土層時(shí),在強(qiáng)大的電流及磁場(chǎng)作用下,可能會(huì)使局部氣溫升高而引起凍土液化使基礎(chǔ)變形失穩(wěn)進(jìn)而影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
2.2.4 風(fēng)暴
西藏北緯30°以北的大部分地區(qū)年大風(fēng)日數(shù)在100天以上,風(fēng)向?yàn)楸蔽飨蛩追Q西北風(fēng),風(fēng)速18m/s~38m/s,風(fēng)力8~12級(jí)甚至更高,風(fēng)暴不僅會(huì)形成沙塵暴和暴風(fēng)雪使人們的生產(chǎn)和生活受到影響,甚至還會(huì)影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行,藏中電網(wǎng)的羊—拉線等就曾經(jīng)被大風(fēng)刮倒鐵塔事件及導(dǎo)線相碰事件。
2.2.5 雷暴
西藏以山區(qū)為主,平均海拔在4000m以上,山高谷深,溝壑縱橫,地形復(fù)雜多變,云層相對(duì)較低。
因而夏秋季節(jié)易于形成強(qiáng)對(duì)流天氣,當(dāng)積雨云發(fā)展很旺盛且云層較低時(shí)就可形成云地間的強(qiáng)烈放電既雷暴,雷暴能量巨大,千分之幾到十分之幾秒的雷電放出的電能,可達(dá)數(shù)億到上千億瓦特,溫度為上萬度,具有極強(qiáng)的摧毀力和殺傷力。因西藏山勢(shì)高大,云層相對(duì)較低,夏秋季節(jié)雷暴時(shí)常發(fā)生,對(duì)電網(wǎng)的危害極大。
西藏山高谷深,地形地貌發(fā)雜,地層巖性復(fù)雜,又由于受印度板塊的碰撞擠壓地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,在地質(zhì)構(gòu)造作用下,巖石破碎松動(dòng),地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生。
西藏是青藏高原的主體,有著世界屋脊之稱,平均海拔4000m以上,山勢(shì)高大雄偉,地形險(xiǎn)峻復(fù)雜。山脈走向中西部為近東西向,自南向北依次有喜馬拉雅山脈、岡底斯山脈、念青唐古拉山脈、唐古拉山脈、可可西里山脈和昆侖山脈等。以喜馬拉雅山脈最為雄偉壯觀,延伸最長(zhǎng),海拔最高,長(zhǎng)約2400km,寬200km~300km,平均海拔6000m,在該山脈上有8000m以上高峰4座,7000m以上高峰38座,其中世界第一高峰珠穆朗瑪峰就分布在該山脈上。東部地區(qū)山脈走向?yàn)榻媳毕?,主要山脈有舒伯拉嶺,他念他翁山是橫斷山脈的一部分,在山嶺之間分布有金沙江、瀾滄江和怒江,河谷深切,山坡陡峻。
地形起伏較大,山脊與谷底高差一般為1000m~1500m,最高達(dá)2700m。西藏總的地形趨勢(shì)為西北部高,東南部低,自西北向東南傾斜。
地貌上可劃分為風(fēng)化剝蝕地,水流沖積地貌,冰緣地貌,巖溶地貌和火山地貌,以風(fēng)化剝蝕地貌和流水沖積侵蝕地貌分布最為廣泛,影響最大,如河谷灘地和高山剝蝕即為水流沖積和風(fēng)化剝蝕而成。
圖1 構(gòu)造圖
西藏地層缺失早古生代泥盆系以前地層,晚古生代泥盆系以后至新生代均有出露,以二疊系(P)、三疊系(T)、侏羅西(J)、白惡系(K)以及燕山—喜山期的花崗巖分布面積最廣,出露厚度最大,對(duì)工程影響最大。按區(qū)域劃分,藏東南以二疊系(P)的砂巖,砂板巖,三疊系(T)的砂巖,灰?guī)r、砂頁(yè)巖、泥巖以及燕山—喜山期的花崗巖為主。第三系(E)地層缺失,第四系(Q)地層分布于山麓坡腳和河谷灘地上,分為碎石土層,砂卵礫石等,厚1m~100m,松散無膠結(jié)。石炭系的砂巖,板巖分布于瀾滄江的中下游地區(qū)?;◢弾r從日喀則的大竹卡至怒江橋綿延近1000km均有分布,在通麥至波密一帶還有花崗片麻巖分布。
藏西北一帶主要為三疊系(T)的砂巖、砂板巖和侏羅系(J)的砂巖、灰?guī)r和泥巖,在日喀則一帶局部有第三系(E)的礫石出露。第四系(Q)沖洪積及湖相積地層分布廣泛,并且厚度較大,一般5m~350m。
西藏是青藏高原的主體,有著世界屋脊之稱,平均海拔在4000m以上,不僅海拔高,而且由于位于歐亞板塊與印度板塊的縫合線附近,在印度板塊的碰撞擠壓作用下,形成了一系列的地質(zhì)構(gòu)造帶,并且還有許多是活動(dòng)構(gòu)造帶。按照構(gòu)造帶的規(guī)模大小劃分為一級(jí)構(gòu)造帶,二級(jí)構(gòu)造帶和三級(jí)構(gòu)造帶等,見圖1。
一級(jí)構(gòu)造帶自南向北有雅魯藏布江深大斷裂帶,延伸長(zhǎng)約2000km,東至墨脫以南,西至克什米爾是一條至今仍在活動(dòng)的構(gòu)造帶。班公—怒江斷裂帶,西起克什米爾,東南至察瓦龍以南,長(zhǎng)度>2000km,寬100m~1500m,沿?cái)嗔褞в袦厝偷卣鸱植肌?/p>
班公—瀾滄江斷裂帶,西起克什米爾經(jīng)班公湖向東延伸至類烏齊,該段走向?yàn)榻鼥|西,至類烏齊之后逐漸轉(zhuǎn)向近南北向,至芒康以南進(jìn)入云南德欽繼續(xù)向前延伸,斷裂帶寬100M~500m,在西藏段延伸長(zhǎng)>2000km,沿?cái)嗔褞в袦厝卣鸱植?。德格—白玉—得榮斷裂帶沿金沙江分布,向北延伸至青海,南延伸至云南進(jìn)入緬甸,是川藏兩省(區(qū))地質(zhì)構(gòu)造的分界線。該斷裂帶總長(zhǎng)度>3000km,在西藏段長(zhǎng)約600km,北端于2010年4月在青海玉樹發(fā)生過7.5級(jí)強(qiáng)震,南端在云南境內(nèi)近年來常有中強(qiáng)地震發(fā)生。
拉薩—林芝巖帶,西起日喀則的大竹卡,東至林芝以東的波密,為燕山晚期至喜山期侵入的花崗巖。東西長(zhǎng)約600km,南北寬40km~60km,受印度板塊碰撞擠壓,在通麥一帶形成大面積的變質(zhì),沿318國(guó)道從通麥至波密一帶可見有花崗片麻巖分布。
二級(jí)構(gòu)造藏西北地區(qū)不甚發(fā)育,藏東南地區(qū)較為發(fā)育且活動(dòng)性較強(qiáng),如羊八井—當(dāng)雄斷裂帶,南起大竹卡,北至那曲,走向北東,延伸長(zhǎng)>400km,破碎帶寬100m~1000m,斷層所經(jīng)之處多為埡口地貌,從羊八井至那曲一帶有溫泉出露就是我國(guó)著名的地?zé)崽铩虬司責(zé)崽?,并且在羊八井至?dāng)雄一帶常有中強(qiáng)地震發(fā)生。嘉黎—易貢—波密斷裂帶,西起當(dāng)雄以北與羊八井—當(dāng)雄斷裂帶相交,東至波密,走向近東西,延伸長(zhǎng)度>500km,沿?cái)嗔褞У刭|(zhì)災(zāi)害高發(fā)頻發(fā),主要為大型至特大型滑坡。吉塘—卡貢斷裂帶,分布于瀾滄江右岸支流—金河下游右岸一帶,走向北西,延伸長(zhǎng)度>100km,寬100m~200m,在吉塘下游一帶溫泉沿?cái)嗔褞С蚀闋罘植?,斷裂帶所?jīng)之處多為埡口地貌,斷裂所經(jīng)之處,由于巖石破碎,崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生較頻繁。
另外,由于橫斷山脈為揚(yáng)子板塊與印度板塊側(cè)向碰撞擠壓區(qū),除發(fā)育有以上描述的一二級(jí)構(gòu)造外,在藏東的三江并流區(qū)還發(fā)育有一系列走向北西的皺和斷層。
西藏是地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū),尤其是藏東南地區(qū)的三江并流區(qū)和雅礱藏布江中下游流域包括帕隆藏布和易貢藏布中下游地區(qū)。這里河谷深切,河床坡降大,山高谷深,山勢(shì)高大險(xiǎn)峻,既是水力資源的富礦區(qū),又是地質(zhì)災(zāi)害的多發(fā)和高發(fā)區(qū)。夏秋季節(jié)??梢姷浇鹕辰庸葍砂叮瑸憸娼庸葍砂?、怒江河谷兩岸以及支流兩岸有泥石流或滑坡發(fā)生,常將河道或公路堵塞,尤其是公路如214、317、318國(guó)道夏秋季節(jié)常被泥石流或滑坡堵塞使交通中斷.如317國(guó)道的江達(dá)至昌都段沿線滑坡泥石流區(qū)隨處可見,尤其在熱曲中下拉多鄉(xiāng)一帶,扎曲河下游如意鄉(xiāng)一帶河床兩岸滑坡成帶分布。
常將公路路基帶動(dòng)一并下滑,甚至帶動(dòng)輸電線桿塔基礎(chǔ)下滑,導(dǎo)致交通和供電中斷。
318國(guó)道從芒康至大竹卡段沿線1000多公里滑坡、泥石流均有分布,芒康至波密古鄉(xiāng)段和曲水至大竹卡段以泥石流為主,泥石流的規(guī)模較大常沖毀公路和堵塞河道形成堰塞湖,如然烏湖就是早期泥石流堵塞了帕隆藏布上游形成的。2013年7月中旬又在該處的右岸暴發(fā)了一次大型泥石流,沖毀公路長(zhǎng)達(dá)300多米造成公路(318線)臨時(shí)改道。2007年8月初在索通村上游帕隆藏布左岸暴發(fā)了一次大型泥石流堵塞河道形成一庫(kù)容>100萬m3,去年又在該處暴發(fā)了一次大型泥石流,庫(kù)容又有所增加。在古鄉(xiāng)帕隆藏布的右岸年年都會(huì)暴發(fā)幾次大型泥石流。通麥至魯朗段以滑坡為主如通麥102大滑坡,自20世紀(jì)50年代318國(guó)道修建通車后就開始治理至今也未治理好。
現(xiàn)只好打洞改道繞道而行,102大滑坡的特點(diǎn)是滑坡與泥石流同時(shí)存在,交替發(fā)生。易貢藏布流域是滑坡分布最多,規(guī)模最大,危害最強(qiáng)的滑坡帶,嘉黎縣城位于易貢藏布左岸,因?yàn)榛掳徇w了兩次。易貢湖形成于1900年的左岸一次大滑坡堵塞河道堰塞而成。2000年相隔100年后在同一地點(diǎn)重復(fù)發(fā)生了一次規(guī)模更大的滑坡,在原堰塞湖口堆積形成了一道長(zhǎng)寬均為2000m,高約80m,總方量>3億m3的天然壩體,使河水位迅速升高,庫(kù)容由原來不到10億m3增加到30多億m3,決堤后狂泄的洪峰使河水位暴漲50多米,下泄流量最大達(dá)12.4萬m3/s,使決堤以下及下游會(huì)合后的帕隆藏布和雅礱藏布江兩岸近50年來修建的道路,橋梁及通訊設(shè)施均被沖毀,河床兩岸因受到量大流急的特大洪水的沖刷,多河段相繼發(fā)生了崩塌及滑坡等二次地質(zhì)災(zāi)害。
從以上描述可知,西藏地質(zhì)災(zāi)害的分布主要集中在藏東南地區(qū),西藏水力資源也集中分布在藏東南地區(qū),這樣電網(wǎng)建設(shè)就不可避免地要跨越地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū),應(yīng)做到開發(fā)與保護(hù),建設(shè)與治理同步進(jìn)行,做到在保護(hù)中開發(fā),在整治中建設(shè),只有這樣才能保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
西藏是青藏高原的主體,是世界上海拔最高,新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)最活躍,地震活動(dòng)較強(qiáng)烈的地區(qū)。
地震是自人類有史以來已知的破壞性最強(qiáng),危害性最大,波及范圍最廣,影響時(shí)間最長(zhǎng)的一種自然災(zāi)害。如1976年我國(guó)的唐山大地震造成25萬人遇難,傷17萬人,波及范圍30多萬km2,全國(guó)1/3地區(qū)有感。2008年的汶川大地震波及重慶、陜西、甘肅,全國(guó)大部分地區(qū)有感,汶川縣城、眏秀鎮(zhèn)、唐場(chǎng)鎮(zhèn)等被夷為平地,周邊10多個(gè)縣市受災(zāi)嚴(yán)重,造成8萬多人遇難,幾十萬人受傷,倒塌房屋1000多萬間,損失極其慘重,至今5年過去了仍有余震發(fā)生。1950年的察隅—墨脫地震波及四川、云南青海等和印度、緬甸、尼泊爾等,震中及其附近山崩地裂,江河改道,造成國(guó)內(nèi)大量人畜傷亡和房屋寺廟倒塌,也給國(guó)外造成重大人員傷亡,據(jù)統(tǒng)計(jì)僅印度就傷亡1500多人及大量房屋寺廟倒塌。
根據(jù)歷史地震資料統(tǒng)計(jì),西藏地震主要為構(gòu)造地震即地震的分布、孕育、發(fā)展與發(fā)生均與地質(zhì)構(gòu)造有關(guān),地質(zhì)活動(dòng)構(gòu)造帶就是地震分布帶,并且地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)越強(qiáng)烈,地震活動(dòng)就越活躍。從歷史地震和構(gòu)造關(guān)系可劃分以下幾個(gè)地震帶見圖2。
札達(dá)—普蘭地震帶,走向北西,沿雅魯藏布江斷裂帶西端兩側(cè)分布,以中強(qiáng)地震為主。
聶拉木—申扎地震帶,走向北東,為一組走向北東與一組走向近東西構(gòu)造交匯帶附近,以中強(qiáng)地震為主。
亞東—羊八井—當(dāng)雄地震帶,走向 北東,是青藏高原新構(gòu)造運(yùn)最強(qiáng)烈,地震活動(dòng)最活躍的一條地震帶。自1950年以來在該帶上發(fā)生過7級(jí)以上地震3次,6級(jí)以上地震10多次,最近一次是發(fā)生在2008年10月6日,震中在羊八井以南,震級(jí)為6.8級(jí)。
錯(cuò)那—墨脫—洛隆地震帶,該帶位于雅魯藏布江下游大拐彎地區(qū),該地震帶南起錯(cuò)那,經(jīng)隆子、墨脫,北至洛隆和邊壩,走向北東,以中強(qiáng)和強(qiáng)震為主,據(jù)統(tǒng)計(jì)該帶自1900年以來發(fā)生過5級(jí)以上地震120多次,6級(jí)以上地震20多次,7.5級(jí)以上地震2次,最大的一次是發(fā)生在1950年8月15日震級(jí)為8.5級(jí),震中烈度XI度,是西藏有地震記載以來震級(jí)最大,烈度最高,波及范圍最廣,破壞性最強(qiáng)的一次地震。
另外,在昌都以東的甘孜分布有鮮水河斷裂帶,該斷裂帶的活動(dòng)性很強(qiáng),沿帶溫泉,滑坡、泥石流均有分布,尤其地震活動(dòng)很強(qiáng)就是通常說的爐霍—道孚地震帶,沿帶中強(qiáng)—強(qiáng)震歷史上發(fā)生過多次,地震帶距“三江并流”區(qū)僅200km左右,對(duì)“西電東送”通道有一定的影響。
圖2 地震帶分布圖
西藏中西北地區(qū)風(fēng)能、太陽(yáng)能和地?zé)豳Y源豐富,地形開闊平坦,便于大規(guī)模開發(fā),但是由于中西北部地區(qū)風(fēng)速大風(fēng)力強(qiáng),晝夜溫差大,凍土層厚也給電網(wǎng)建設(shè)造成許多困難。藏東南地區(qū)水力資源豐富,并且主要集中在河流的中下游地區(qū),便于集中開發(fā),便于在短距離內(nèi)形成電站群,便于統(tǒng)一調(diào)度和管理,但是由藏東南地區(qū)河流的中下游段均為高山峽谷,崇山峻嶺,地形險(xiǎn)要,地質(zhì)復(fù)雜,地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),地震高發(fā)頻發(fā)等,給電網(wǎng)建設(shè)造成重重困難。鑒于以上種種不利因素,建議采取如下工程處理措施。
(1)鑒于風(fēng)速大,風(fēng)力強(qiáng),為防止倒塔級(jí)碰線事故,建議加大塔基及組塔材料的尺寸和線距,以增強(qiáng)其抗倒伏能力和減少其碰撞機(jī)率。
(2)鑒于高原上晝夜溫差大,一般溫差為30°左右,藏西北>50°。另外藏東南地區(qū)雨雪較多,冬季及早春季節(jié)易形成凍雨覆冰,建議設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮導(dǎo)線材料的耐張性。
(3)鑒于高原上凍土層厚,一般1m~1.5m,北緯31度以北地區(qū)為2m~3.0m,局部更厚甚至為永久性凍土層,建議桿塔及升降壓站基礎(chǔ)必須埋在凍土層以下及凍脹層之下,以防止凍脹破壞導(dǎo)致基礎(chǔ)變形而影響工程安全運(yùn)行。
(4)藏東南地區(qū)山高谷深,山坡陡峻,加上晝夜溫差大,巖土被反復(fù)凍融后較為酥松,為保證電網(wǎng)安全運(yùn)行,建議桿塔及升降壓站基礎(chǔ)必須座落于凍融酥松層之下,在邊坡坡度>50°時(shí)上下坡應(yīng)設(shè)置??病?/p>
(5)桿塔在通過山梁或山脊時(shí),塔基不得臨近臨空面,因風(fēng)大地層松軟,塔基距臨空面至少在10m以上。
(6)藏東南地區(qū)有灰?guī)r出露,尤其在江達(dá)以東至金沙江一帶出露面積大,巖溶地貌也較發(fā)育,桿塔和升降站基礎(chǔ)部位一定要查清有無溶蝕洞存在,為保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行,應(yīng)將分布于塔基和升降壓站后山坡上的危巖清除掉。
(7)藏東南地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隨處可見,并且是規(guī)模大頻繁發(fā)生,破壞性強(qiáng),危害時(shí)間長(zhǎng)。輸電線路在跨泥石流沖溝或滑坡區(qū)時(shí),應(yīng)盡量避開,無法避開時(shí)應(yīng)采取先整治后建設(shè)或邊建邊整,方法是導(dǎo)水排水設(shè)置擋土墻等。
(8)藏東南地區(qū)分布有錯(cuò)那—墨脫—洛隆地震帶,東部鄰省分布有爐霍—道孚地震帶,這兩條地震帶歷史上都發(fā)生過中強(qiáng)—強(qiáng)震,設(shè)計(jì)上應(yīng)充分考慮地震的危害性,結(jié)構(gòu)上應(yīng)充分考慮抗震性。因2008.5.12汶川地震就造成映秀二臺(tái)山220kV變電站全部被損毀。
[1]何果佑.論西藏“藏電外送”的可行性[J].西藏經(jīng)濟(jì),2005,(4).
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[3]關(guān)志華,等.西藏河流與湖泊[M].科學(xué)出版社,1984.
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[5]李世柏.由汶川地震看站址安全問題[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì)。2010,(3).
Analysis of Some Engineering Problems of Electric Net Construction in Tibet
HE Guo-you, LI Sheng-cai, RAN Jin, LIU Bin
(Tibet Autonomous Region Water Conservancy and electric Power Planning Survey and Design Institute, Tibet 850000, China)
Tibet is one of the provinces that renewable energy distribution full-lined series and has most abundant reserves in China. Nevertheless, development is less than 1/10 of the reserves so far, it has great development potential and broad prospects for development. According to the national water resources survey and evaluation of Tibet solar,wind and geothermal, in theory Tibet renewable energy reserves above 2.5 billion KW, however, the exploitable in more than 150 million KW. If part or all of them can be developed, Tibet itself can only digest 10 - 15%, almost 90% will be sent to the mainland to participate in the national power balance, to support the economic construction of the mainland namely the implementation of power transmission from west to East, power transmission to other places. According to the “Tibet electric power development in the eleventh five-year plan and 2020 vision ” and “Tibet hydropower site development and delivery planning”, preliminary Tibet hydropower station is divided into 14 hydropower station groups, through 14 channels transfer to the mainland. Wind and solar energy is mainly distributed in Naqu, Ali and Xigaze, in the future there will be built large numbers of extensive photovoltaic (pv) and wind power plant in these areas,combine with the water and electricity grid transfer powerful electric current to the mainland. As is known to all, Tibet has complex geological conditions and vicious weather conditions, it brings great difficulties to the construction of power grid projects. This paper classified and analyzed the difficulties, then put forward to corresponding measures for the engineering also can be the reference for the future construction of large scale power grid.
power grid construction; several issues; analysis and processing.
TM715
B
1671-9913(2014)03-0050-07
10.13500/j.cnki.11-4908/tk.2014.03.011
2014-03-25
何果佑(1958- ),男,湖南永州人,高級(jí)工程師,主要從事工程地質(zhì)工作。