第二节 工程水文地质分析

一、气象水文分析

（一）气象特征

红水河流域属副热带气候，流域多年平均气温为16.10℃，多年平均年降水量为1193.50毫米，多年平均年蒸发量为1794.50毫米，平均相对湿度为77%。龙滩坝址气象要素以天峨站为代表，多年平均气温为20.10℃，多年平均年降水量为1343.50毫米，多年平均年蒸发量1023.20毫米，多年平均年雨日156天，多年平均年相对湿度80%。

（二）径流及洪水

红水河径流主要由降雨形成。坝址以上流域面积98500平方千米，多年平均流量1610立方米每秒，多年平均年径流量508亿立方米。径流年内分配，5～10月占年总量的82.90%，其中6～8月占54.40%，11月至翌年4月占年总量17.10%，其中1～3月最枯，仅占6.20%。

流域洪水由降雨组成。雨季一般自4月初开始至10月底结束，5～9月多暴雨，尤以6～8月为甚，占年暴雨总数的70%以上，天峨以上流域内暴雨中心大致有二：一是横跨南、北盘江中下游的黄泥河、马别河及晴隆一带；二是在下游的布柳河、曹渡河一带。龙滩以上流域，大支流多，地形复杂，汛期暴雨量级虽不大但频繁发生，造成洪水连续，洪水总量较大，天峨站洪水过程，84%属多峰型，16%属双峰型。坝址实测最大洪水流量16900立方米每秒，发生在1988年8月。历史调查洪水最大流量发生在1833年22900～25100立方米每秒。

（三）泥沙状况

红水河泥沙以悬移质为主。天峨站1960～1992年有实测悬移质泥沙资料；南、北盘江的巴结、这洞仅有2～3年的悬沙资料。据统计坝址多年平均年输沙率为1660千克每秒，多年平均侵蚀模数为465吨每平方千米，输沙量年内分配集中在5～10月，占年输沙量的98.20%，从南、北盘江实测悬沙资料分析，北盘江泥沙来量较大，其流域面积不及天峨六排的1/5，但输沙量占1/3。

二、地质条件分析

（一）坝址地形地质

河谷宽高比约3.50，呈较宽坦的V形谷，河流流向100°，枯水期水面高程219米，水面宽90～100米，水深13～19.50米。河槽砂、卵砾石层厚0～6米，局部达17米，基岩面高程约200米，最低高程191米。两岸岸坡32°～42°，山顶高出河水面约350～380米。

坝址岩石为轻微变质的三叠系罗楼组（T₁l）和板纳组（T₂b）砂岩、粉砂岩、泥板岩组成，属坚硬和中坚硬岩石。板纳组（T₂b）是枢纽主要建筑物地基持力层。多数断层破碎带未胶结，由断层泥、岩屑夹泥和压碎岩组成。岩体内随机节理以陡倾角为主，未发现有危害性的规模圈套的节理密集带。

坝址岩体风化程度受岩性、构造破坏程度及地形影响，主要表现为面状风化和沿断裂、夹层风化两种类型。

断裂是岩体中的主要渗漏通道，断层带充填物矿物成分以石英、伊利石、高岭石为主，化学成分稳定性较好，对地表和地下水无侵蚀性。

（二）水库地质条件

1.防渗条件

红水河是桂西北和黔南地区地表和地下径流的排泄基准面，库周地表和地下水分水岭均高于水库蓄水位，库盆主要由三叠系砂岩、泥板岩组成，水库不存在渗漏问题。

2.库岸地质条件

水库库岸，特别是近坝34千米范围内的库岸稳定性，曾在红外遥感勘察的基础上，经多次实地勘察，发现在全长约2138千米的库周岸坡上，稳定性差和较差的库岸段，累计长度62.05千米，占库总长的2.90%，多零星分布在人烟稀少的深山峡谷内，移民安置时注意规避，不会造成影响，龙滩水库库岸总体稳定性较好。

坝址上游4千米处的新开滩滑坡，体积350万立方米，是一座稳定的古滑坡。水库建成后，滑体基本上被水库淹没，且水库蓄水和施工度汛过程中，滑坡稳定安全系数大于1.15，在遭遇7度地震影响时，安全系数下降为0.88～0.97，有可能失稳，但失稳引起的最大涌浪至坝址处约0.50～2米，不会对工程造成灾害影响。

（三）主体建筑工程地质条件

1.碾压混凝土重力坝工程地质条件

坝基由板纳组T₂b^6-18层砂岩、泥板岩组成。其中T₂b^6-17层是河床和右岸各坝段的特力层，砂岩占80%，砂岩岩石较完整，力学强度高T₂b¹⁸泥板岩占75%，左岸各坝段坝基部分置于T₂b¹⁸层之上，坝基最大主应力约3～4兆帕，相当于泥板岩最不利受力条件下强度的1/4～1/6。坝基岩强度可满足大坝承载要求。河床无顺河断层和破碎带宽度大于0.30米的断层切割，重力坝充分利用了河床较好的地质条件，坝基下未发现缓倾角断层，随机分布的缓倾角，连续性差，不夹泥，不会形成贯穿性缓倾角深层滑动面，坝基抗滑稳定性控制面是混凝土和基岩接触面。

断层和层间错动是坝基渗透的主要通道，断层泥被冲开的临界水力比降为17～34，沿闭合节理水力比降为15～16时，才有明显水力联系，压力在2.40兆帕时，发生弹性扩张，坝基岩体强度、结构，有利于采用高压灌浆进行防渗处理。

泄洪消能区河床岩体较完整，为板纳组T₂b^25-29层以砂岩为主的地层分布区，岩体结构不利冲坑向上游发展，不会危及主体建筑物安全，冲坑两岸岸坡未发现顺坡向中、缓倾角断层切割，岸坡稳定性较好，但北东向断层，尤其是F₆₀、F₃₀等断层伸入河床处，岩体风化破碎，应结合下游泄洪道整治，做好防护处理。

2.地下厂房及输水系统洞室工程地质条件

主厂房、主变室和调压室三大主洞室布置区是坝区地质条件相对最好的地段之一。地层为板纳组T₂b^22-41层，岩性以砂岩为主，或为砂岩、泥板岩互层岩组，岩石强度较高，砂岩饱和抗压强度130兆帕，泥板岩40～80兆帕，岩层走向345°～350°倾向北东，倾角57°～60°。主洞室布置区，围岩新鲜较完整，RQD值大于75，平行岩层走向岩体地震波约等于5600米每秒，垂直岩层走向岩体震波约等于5000米每秒，波速均一性较好，属质量较好和中等的层状结构岩体。主厂房、主变室、调压室、母线洞、尾水管，90%～95%以上的洞体位于质量较好和中等的Ⅱ、Ⅲ类围岩内，仅局部洞室与断层或较大层间错动（F₅、F₁₂、F₁₈）交汇处为Ⅳ类围岩。引水洞和尾水洞进出口部分洞段埋深浅，洞体位于弱风化岩体内，洞轴线或与F₁断层走向呈20°～25°角相交，或与岩层走向迫于平等，为Ⅳ类围岩外，80%以上的洞段仍为Ⅱ、Ⅲ类围岩。

三、地震危险性研究

中南院1978年后开始的勘测设计研究中，委托广东省地震局对龙滩水电工程坝址地震危险性进行研究。

广东地震局对龙滩工程区域地震危险性研究后，提出了《红水河龙滩水电站地震基本烈度综合研究报告》、《龙滩水电站工程场址地震动参数工作综合报告》、《龙滩水库诱发地震危险性研究报告》，报告认为：坝址位于广西山字型构造西翼反射弧的脊柱部位，由丹池、沫阳—月里、望谟—桑郎、逻西等断裂围成的，主要由三叠系砂岩、泥板岩构成的相对稳定地块内，没有区域性活动断层穿过，不存在发生地震的地质背景。坝址内两条规模相对较大的断层（F₆₀、F₆₃），实测最后活动年代距今16.30万～47.30万年，断层构造岩中石英晶体自由位错密度换算出古差应力σ₁-σ₃=50～70兆帕，而坝址实测近代差应力为10兆帕左右，仅相当于前者的1/5～1/7，亦说明近代构造稳定性较好。近坝20千米范围内，历史上没有地震活动记载，龙滩地震台自1985年初建台以来，也未记录到坝区发生的任何地震活动。因此，坝区的地震危险性，主要来自外围地震影响。