南水北调西线工程区地质图三维可视化表达及其意义

南水北调西线工程是改善西部地区缺水和改善大西北生态环境及确保工农业牧业发展的工程。它不仅会使龙羊峡多年调节的大型水库充分发挥调节作用，提高黄河干流上各级电站的出力，还会推动青海省东南部经济发展建设，经济效益、社会效益和生态效益都会十分明显。

前期准备57年一波三折,工程投入太大,施工难度太高,预期效益难以确定,地方利益又打架……种种迹象显示,南水北调西线工程要按计划开工有些悬了!

随着南水北调工程的开工建设,三维可视化可以配合设计者将设计成果直观形象地表现出来,提高设计质量,推动设计成果向三维设计方向发展。

利用30个站的1965—2000年日降水资料,分析了南水北调西线工程区的降水气候特征、降水过程特征和降水极值特征.结果表明:该区多年平均降水量为520.5mm,年降水量等值线呈东北-西南向分布,由西北向东南递增,半干旱区和湿润地区年降水量的分界线在该区沿玉树-清水河-大武-河南-合作-临洮一线分布;降水过程大部分大于5d,降水集中在3d左右,过程降水量可分为纬向类和斜向类两种,斜向类占大多数,其中斜向类又可分为西北-东南向、东北-西南向两种,以西北-东南向的发生较多.降水中心由西北向东南方向移动,或中心变动不大,但范围先加大后减小.在所有降水过程中,一日最大雨量出现在壤塘的频率最高,其次为若尔盖和临洮;3d最大降水量最频繁发生在临洮,其次为壤塘和若尔盖.18次过程降水极值分布与多年的年降水量大值区相对应.1965年、1984年、1992年过程降水偏弱,1981年、1989年、1999年过程降水偏强.

南水北调西线工程地处青藏高原东部,地质条件复杂,新构造活动强烈,崩塌、滑坡、泥石流等山地灾害较为发育.分析了工程区主要山地灾害的发生机制及其影响因素,深入研究了山地灾害存在和活动的时空分布规律.研究表明,泥石流的活动具有很强的季节性,崩塌、滑坡的发生也具有季节性,随着人类工程活动加剧,崩塌、滑坡发生的频度会更高,危害更大;在区域上,达曲、杜柯河崩塌、泥石流最为发育,其次是泥曲;杜柯河、玛柯河滑坡最为发育.西线工程的建设可能诱发新的山地灾害,影响工程的正常运行.了解并掌握山地灾害的诱因及分布规律有助于采取相应的防范措施,减少人为山地灾害的发生,降低山地灾害造成的损失.

南水北调西线工程位于新构造活动强烈的青藏高原东北部,采用深埋长隧洞方案经巴颜喀拉山输水入黄河,工程区的主要地质灾害包括活动断层和地震、冻土冻害、高地应力及岩爆、地温异常、库区岸坡变形等.其中,活动断层及地震是调水工程区的主要地质灾害.对主要地质灾害的特征和破坏形式进行了探讨,并提出了有关治理措施

“在山西黎城县，考察队员周宇下去拍摄一个刚建成的城市水景观，水面泛起的恶臭熏得他当场就吐起来。”杨勇指着照片说。照片中的水景观造型很漂亮，可惜里面是一潭污黑死水，周围行人寥寥。“人们没事根本就不愿到这里来。”

建筑物群的三维可视化表达是多项信息技术的融合,本文以香港岛建筑物群的三维表达为主要内容,从数据源、数据采集流程、可视化效果以及应用等方面给出了详细的应用探讨。此外对数据采集过程的质量控制问题也做了分析

本书由中山大学地理科学与规划学院刘希林教授和华北水利水电学院资源与环境学院黄志全教授合著,由地质出版社于2012年7月出版。全书分上、下两篇共12章30万字,全面展示了南水北调西线一期工程区泥石流、滑坡和崩塌灾害的分布规律、基本特征、危险性评价、稳定性评价、分区结果,以及对工程建设的可能影响,是论证半个多世纪以来,有

南水北调西线工程兼有供水和治理黄河的重要作用，但面临的民族文化、生态环境和综合补偿等难题也是前所未有的。在对西线工程影响和面临的难题分析的基础上，文章提出了确保规划决策的广泛参与性和实施的规范性、生态补偿、经济补偿和政策补偿的政策建议。

根据断裂构造的判读标志,在南水北调西线工程区共存在nw,ne,sn和ew向四组断裂近200条,nw向断裂为区域性的断裂构造,控制工程区地貌、水系等的发育。其中,有22条断裂规模较大,对输水线路存在相对较大的影响。野外考察结果表明,区内有5条全新世时期的活动断裂和12条晚更新世时期的主干和区域性大断裂。通过综合分析发现,5条全新世时期的活动断裂因为离输水线路较远或未穿越输水线路,而12条晚更新世时期的断裂构造则因全新世以来没有活动,因而它们对工程区的影响总体上还是有限的,工程区处于一个相对稳定的区域,而区域构造分析的结果也说明工程区位于一个相对的安全岛内。

南水北调西线一期工程在构造上位于青藏高原东部的巴颜喀拉地块内部,块体的四周边界以巨型走滑断裂和逆断裂为特征,构造运动非常强烈,是块体运动引发应力集中和释放能量的主要场所。但块体内部构造活动性较弱,仅发现甘德—阿坝断裂系北支断裂在阿坝盆地段的部分断裂、色达—洛若断裂和康勒断裂等晚更新世以来有过活动,且规模和运动强度远小于地块边界断裂。晚第四纪以来地块边界断裂的位移速率大多在7mm/a以上,最大达18mm/a,最小为1～2mm/a,而输水隧洞附近最主要的活断层顺河断裂的位移速率仅为0.18mm/a,相对地块边界断裂小1～2个数量级,可以认为工程场地处于构造相对稳定的地区。给出了阿坝盆地北缘断裂、顺河断裂等活断裂在工程使用期内最大设防的倾滑位移量,分别为0.67和2.62m。

南水北调西线工程是一项跨流域的大型调水工程，对解决我国西北、华北部分地区严重干旱缺水，促进黄河上中游地区的资源开发和经济持续快速发展，及其生态环境的改善具有重大意义。本文着重分析了调水工程对受水区生态环境的有利影响，指出调水工程将增加受水区的河川径流量，改善水环境；提高植被覆盖率，遏制并治理水土流失和土地沙漠化；减少自然灾害，改善农业生态环境和当地居民的生存环境。

南水北调西线工程的可行性论证还需要进一步完善,到现在为止共有8个以上的方案,各有特点。利用我国地貌西高东低的特征,克服巴颜喀拉山南侧北高南低的高程障碍,沿着第一阶梯的边缘,先由南向东,使五大水系巨大的往南流的水转向东流,然后再转向北流,这成为许多南水北调西线工程方案或设想的主要思考方向。河西走廊是我国西部重要战略要地,历史上是我国与中、西亚经济文化交流的要道,当今又是新欧亚大陆桥的咽喉,亦是西部大开发重点区域之一的西陇海兰新线经济带的重要组成部分。这里土地辽阔,矿产资源丰实,光热条件良好,工农业生产潜力很大。但是河西干旱少雨,水资源匮乏。有水变绿洲,无水成沙漠。河西走廊东、北两面为大漠,西部与新疆干旱区接壤,均无水外援。只有其南部江河纵横,有水北济。通过研究,拟从通天河4000米左右处取水,首先抬高水位或适当提水,使水流翻过巴颜喀拉山自流进入扎陵湖与鄂陵湖,然后经调节开渠引水东行,大约在青海省楠木塘北山,沿海拔4200米的山脊顺北坡直下,利用约800米的地面落差兴建兴海大型水电站。尾水沿3350米的等高线穿过大河坝河直抵海拔3300米的青海湖畔,复东南行并逐渐转向北流,然后利用隧洞穿过钟梁岭、达坂山、乌鞘岭入武威地区的古浪县。在该县城南利用地形落差兴建大型古浪电站。电站尾水沿2300米入武威、民勤、金昌、乃至张掖、酒泉、嘉峪关、哈密……全面解决河西走廊地区的用水问题。上述方案有许多独特之处:方案引水近到河西,如有必要远可入新疆,亦可为现有西线补水。工程立于不败之地。方案水源近有通天河供水40亿~50亿立方米,如需水量增加,取水口可向南延伸到澜沧江、怒江、雅鲁藏布江,水源源远流长。取水尽量减少或降低高坝大库,利用水流特点调水,充分发挥水流的作用,保证发电供水。从而改善北方电力结构,节省煤炭,改善大气环境,有利生态环境改良。由于水流走线高,可大面积植树造林,严防沙漠南侵。基于这一新构想,对于南水北调西线工程提出了一些战略性建议。对于南水西调的投资资金,建议公共设施部分由国家投入,而能产生经济效益的水电站建设则面向市场招商引资。

南水北调西线工程调水入黄河，将优化西部地区水土资源的配置，促进地区经济和社会发展。通过对不同调水方案受水地区的直接经济效益和社会效益初步分析，认为西线调水工程经济效益巨大，社会效益显著。

从20世纪50年代开始,我国水利工作者对南水北调工程进行研究,到目前为止,逐渐形成了东、中、西三条规划线路,并与长江、淮河、黄河、海河四大流域相互联结,构成我国水资源开发、配置、利用"四横三纵"的总体战略格局.

从距黄河上游较近的大渡河、雅砻江、通天河三条河调水，调水量１６０亿～１７０亿ｍ～3，基本上能够满足黄河流域２０５０年左右需水要求。但是紧临黄河流域的广大内陆地区，对水资源的需求仍有较大增长。在三条河调水方案规划的基础上，对澜沧江、怒江向黄河调水,进行了初步的方案研究，作为西线调水的后续水源。后续水源方案可调水量１６０亿～２００亿ｍ～3，相当于三条河总调水量,但是，调水工程规模浩大,应在三条河调水工程实施后进行深入研究。

对岩爆问题进行了探讨,详细分析了工程区各种因素对岩爆的影响,对岩爆区的临界埋深进行了预测,并从改善预应力条件、预注水、加固围岩等方面提出了有关岩爆的防治措施,以减少岩爆的发生概率。

南水北调西线工程确定调水规模为170亿立方米,这么大的调水量能否达到是个问题。西线工程对西部原始生态地区环境影响很大,不是“利大于弊”。

在分析深埋隧洞岩爆破坏机制和地应力条件的同时,详细论述了南水北调西线工程主要引水线路区的现代构造应力场特征及主应力的大小、相互关系;根据地应力、岩性等特征初步评价主要引水线路区隧洞围岩发生岩爆的可能性

南水北调西线工程处于相对稳定区,大坝、深埋长隧洞的施工技术可行;工程效益显著,经济上合理,项目的经济内部收益率为11.8%,经济净现值为1083.95亿元,经济效益费用比为1.7。该工程除了可以定量计算的效益外,更具有重要的社会、生态和环境效益,可促进黄河流域和西北地区乃至北方地区经济社会可持续发展和和生态环境良性维持。该工程向黄河增补水资源,可全面缓解黄河水资源供需矛盾,保护和改善生态环境。通过黄河干流各水库的调蓄作用,调水可有效增加黄河干流上水电站的梯级发电量。该工程对受水区的影响包括:1)供水范围广,影响大;2)维持黄河健康生命;3)改善受水区生态环境;4)维持国家生态安全。该工程对调出区社会经济的有利影响包括:1)为当地经济发展带来机遇;2)促进当地经济结构的升级;3)推动当地城市化的进程;4)提高当地居民的科学文化素质。对调出区社会经济的不利影响包括:1)对库区农牧业生产活动产生不利影响;2)对移民安置及宗教设施处理产生不利影响;3)对推荐坝址下游的水电资源开发产生不利影响。

针对国内对兴建南水北调西线工程提出的种种质疑以及其所存在的无法回避的某些弊端问题，再次提出替代方案，认为鸭绿江水南调工程、湖北长湖调水工程具有更好的可行性、优越性．通过替代方案，改西线调水为调电，不仅能够为华北地区、黄河中上游地区提供较多的水资源，有利于西北地区发展节水经济和西南地区保护生态环境，而且会使受益地区产生更大的经济、社会和生态效益．