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風電工程用地地質災害危險性評估分析

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風電工程用地地質災害危險性評估分析

1.工程概況及工程地質條件

1.1工程概況

風電項目建設工程位于陜西省某縣西北方向約28.5km處,場地面積約48.68km2,地貌單元為陜北黃土高原梁峁丘陵溝壑區,地貌類型單一。建設工程總裝機容量50MW,擬安裝24臺單機容量2.1MW風電機組。

1.2地形地貌

評估區位于陜北黃土高原溝壑區與毛烏素沙漠的過渡地區,北高、南低,較高點在評估區西北側,海拔1225.0m,低點在評估區西南側,海拔1217m,相對高差8.0m,平均海拔約1220m。地貌形態為丘陵區,場地主要為斜坡地形,周邊地形完整,沖溝不發育。場地范圍基本平整,西北側和南部有兩個3m~4m的黃土陡坎,陡坎形成有5年左右,邊坡穩定。該區域黃土垂直節理發育,下伏砂泥巖互層易產生差異風化。

1.3地層巖性、巖體類型及地質構造

1.3.1地層巖性

評估區域根據周邊勘探和野外調查,出露地層為第四系的馬蘭黃土(Q3eol)和現代風積層(Q4eol)。馬蘭黃土(Q3eol):廣布于梁峁區,披蓋在梁峁頂部、中上部及階地表部。為淺灰色黏土,結構疏松,大孔洞和柱狀節理發育,局部地段下部有一層厚0.2m~0.5m的古土壤。該黃土土質穩定,級配均勻,厚10m~25m?,F代風積層(Q4eol):遍布于西部沙漠灘地區,北部梁峁頂部低洼處亦有分布,為淺黃、褐黃色中細沙及粉細沙。一般厚2m~3m。

1.3.2巖體類型

巖土體工程地質特征是地質災害發生的基本條件之一。風成黃土單層土體:主要為馬蘭黃土,為單層土體夾多層古土壤層,層理不發育,土體結構均勻、致密,孔隙度較小,具微濕陷性,場地地形高差較小,不易發生地質災害。風成中細沙單層土體:主要為現代風積層,由淺黃、褐黃色中細沙及粉細沙構成,土體結構簡單,質地均一松散,孔隙度較大。由于地勢低平未受構造運動的破壞,不易發生地質災害。

1.3.3地質構造

地處鄂爾多斯盆地東緣的陜北斜坡上。地質活動相對穩定,巖層構造簡單,地殼褶皺和斷裂稀少,未見巖漿侵入活動。區內大部分地區地表被新生界第四系黃土層覆蓋,只在較大河谷兩側及黃河沿岸有基巖出露,以三疊系為主,地層南北向弧形展布,成向西緩傾的單斜,巖層傾角較小,一般5°~10°,新近系不整合或假整合于中生代地層之上。評估區內斷裂、褶皺構造均不發育,區域穩定性較好,地質構造簡單。

1.4氣象、水文條件

該區深處內陸,屬大陸性半干旱季風氣候區,特點是冬季漫長寒冷少雨,夏季短促且溫差較大,降雨偏少,春季干旱嚴重,秋季降水較多。區內多年平均氣溫10.4℃,極端較高氣溫42.1℃,極端低氣溫-24.4℃,最熱月平均氣溫24.7℃(7月),最冷月平均氣溫-7.2℃(1月),日溫差較大,全年平均相差11.4℃。年平均日照總時數2622.0h,凍土深度120cm,年平均無霜期199天,年際變化大,據佳縣氣象站多年觀察記錄,年內降水變化大,主要集中在7、8、9月,年平均降雨量469.0mm,較大年降水量782.6mm,最小年降水量245.5mm。評估區內地表水的顯著特點是降水量少、蒸發量大,地表徑流貧乏。本風電場區溝谷內植被覆蓋率低,松散堆積物較少,水量受季節影響較大,雨季水量增多,旱季減少或斷流,雖然黃土沖溝發育,但干溝較多,總體上該區水文地質條件良好。

2.評估級別確定

2.1地質環境復雜程度

綜上分析,該項目所處地區地貌類型為黃土梁峁狀丘陵溝壑區,類型較單一;評估區地質構造簡單;巖土體工程地質性質較差;水文地質條件良好;人類工程活動一般。綜合評估區內地形地貌、水文、構造、巖土體類型特征、人類工程,確定該區地質環境條件復雜程度為中等類型。

2.2建設項目重要性

該風電場工程總裝機容量50MW,根據《風電場工程等級劃分及設計安全標準(試行)》(FD002-2007),本工程等級為中型工程,依據地質災害評估技術要求屬較重要建設項目。綜上,該風電工程區地質環境條件復雜程度類型屬中等類型,項目屬較重要建設項目,依據《建設用地地質災害危險性評估技術要求》,確定本項目評估級別為二級。

3.地質災害危險性現狀、預測及綜合評估

3.1地質災害危險性現狀評估

根據本次野外調查結果并結合地質資料,評估區內無滑坡、泥石流、地面塌陷和地裂縫、地面沉降等地質災害。區內主要地質災害為公路附近的崩塌。區內地質災害點主要分布在已有道路切坡地帶,規模為小型,形成機制與地形地貌、巖土體特征等地質環境條件有關,各種影響因素中,降水、人類工程活動(修路、挖方切坡)是形成各種地質災害的主要因素。

3.2地質災害危險性預測評估

預測評估是評估區擬建工程活動影響后,對擬建工程和環境可能遭受地質災害危險性的評估。

3.2.1風機機組及箱式變電站工程建設地質

災害危險性預測評估風機機組及箱式變電站建設過程中,由于各風機機位的基礎施工對黃土地層進行開挖而引發的崩塌、滑坡地質災害。擬建工程是在黃土梁峁丘陵溝壑區山頂較為平緩區域平整出長、寬約15m的平臺,開挖深約3.0m的基坑,不存在較大的基礎開挖,周邊開挖坡率1∶0.5,坡率適宜,因此風機機位基礎建設不存在較大的切坡開挖,對原始地形改變很小,相應造成地質環境條件的改變小,風機塔的施工為高空作業,對地質環境條件不會造成影響。因此,風機機組及箱式變電站建設過程中引發崩塌、滑坡地質災害的可能性小,危險性小。

3.2.2集電線路工程建設地質災害危險性預測評估

擬建工程施工過程中,35kV集電架空線路沿線經過黃土梁、黃土峁和黃土沖溝,黃土沖溝內地形破碎,沖溝底部斜坡較陡立。由于架空線路工程主要為桿塔的施工,屬點狀工程,線路沿線經過有黃土梁、峁和黃土沖溝,若桿塔施工于黃土梁、峁頂上,場地平坦開闊,施工過程中占地范圍較小,區內自然地形即可滿足工程場地要求。同時,施工過程中不存在較大范圍的切坡、開挖工程,對地形的改變引發的崩塌、滑坡地質災害可能性小;若桿塔施工于黃土沖溝中,由于沖溝內地形破碎,兩側斜坡較陡,桿塔施工需要整平場地,難免存在切坡開挖,引發崩塌、滑坡地質災害的可能性中等。因此,擬建35kV集電架空線路桿塔在黃土梁、峁施工過程中,引發崩塌、滑坡地質災害的可能性小,危險性小;在黃土沖溝內施工過程中,引發崩塌、滑坡地質災害的可能性中等,危險性中等。

3.3地質災害危險性綜合評估

結合風電工程特點,考慮所處環境地質條件,對評估區的工程部位進行分區,綜合評估所有地質災害的致災程度。本次地質災害危險性綜合評估采用定性分析的方法,依據有關技術要求,確定地質災害嚴重程度和危險性劃分為地質災害危險性中等、小2個級別、4個區塊(3個中等區、1個小區)。地質災害危險性中等區(Ⅱ-1):面積0.0501km2,占評估區面積的0.38%。地質災害危險性中等區(Ⅱ-2):面積0.0123km2,占評估區面積的0.09%。地質災害危險性中等區(Ⅱ-3):面積0.0683km2,占評估區面積的0.51%。地質災害危險性小區(Ⅲ):面積13.2107km2,占評估區面積的99.02%。道路開挖過程中對挖方高度>5m的路段需采取支護、攔擋等防治措施,同時做好截、排水工作,防止因工程開挖和降雨引發邊坡失穩。工程建設時,應首先做好擬建工程場地周邊截、排水溝工作,防止水順黃土垂直滲透,引起地基不均勻沉降,致使風機不能正常工作。對已存在和可能誘發的滑坡災害進行有效防治和治理后,評估區內地質條件能滿足工程建設的要求,故視所占用土地較適宜。據地質災害危險性評估結果及土地適宜性評價,該評估區適宜建設風電工程。

4.結語

在充分收集區內已有各種資料的基礎上,開展了細致的地質災害調查,對該風電工程建設用地地質災害危險性進行定性評估。需注意的是,附屬工程場地的崩塌、滑坡以及工程建設中所形成的邊坡,必須采取加固措施,確保安全。