巢湖核電廠廠址地震地質(zhì)條件分析

胡孔飛，汪志濤

(安徽省電力設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230601)

巢湖核電廠廠址地震地質(zhì)條件分析

胡孔飛，汪志濤

(安徽省電力設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230601)

巢湖核電廠址普選工作最終確定8個(gè)廠址作為核電廠候選廠址，并推薦其中橫山、曉山、祈雨山和攔龍山4個(gè)廠址為比選廠址。本文主要就上述四個(gè)比選廠址的區(qū)域、近區(qū)域、廠址區(qū)范圍內(nèi)的關(guān)鍵性地震地質(zhì)問題進(jìn)行分析研究，并針對(duì)各廠址適宜性做出初步判斷。

巢湖核電廠；比選廠址；地震地質(zhì)。

1 概述

依據(jù)中國國電集團(tuán)公司的批示，國電力源電力發(fā)展有限公司與安徽省電力設(shè)計(jì)院專業(yè)人員于2009年8月對(duì)安徽省巢湖市的核電廠址進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，初步認(rèn)定巢湖市沿江、沿湖區(qū)域有比較合適的核電廠址。2009年11月，國電力源電力發(fā)展有限公司正式委托我院承擔(dān)國電安徽省巢湖市核電項(xiàng)目廠址普選工作。本工程先后對(duì)無為縣境內(nèi)和縣境內(nèi)及巢湖市居巢區(qū)境內(nèi)共13個(gè)廠址進(jìn)行分析研究，最終選定8個(gè)廠址作為核電廠候選廠址，并推薦其中橫山、曉山、祈雨山和攔龍山四個(gè)廠址為比選廠址，進(jìn)入下一階段初步可行性研究。

地震地質(zhì)條件是確定廠址是否適宜核電廠建設(shè)的關(guān)鍵因素。鑒于普選階段的工作內(nèi)容和工作深度，本文主要就橫山、曉山、祈雨山和攔龍山四個(gè)廠址區(qū)域、近區(qū)域、廠址區(qū)范圍的關(guān)鍵地震地質(zhì)問題，如區(qū)域性斷裂、發(fā)震構(gòu)造和能動(dòng)斷層、不良地質(zhì)現(xiàn)場等地震地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行研究分析，初步排查可能的顛覆性因素，并對(duì)四個(gè)廠址地震地質(zhì)條件是否滿足核電站建廠基本要求做出初步判斷。

2 比選廠址建廠條件簡介

橫山、曉山、祈雨山和攔龍山四個(gè)比選廠址地理位置及地震地質(zhì)構(gòu)造示意圖見圖1。

圖1 四個(gè)比選廠址地理位置及地震地質(zhì)構(gòu)造示意圖

2.1 橫山廠址簡介

橫山廠址位于巢湖市無為縣牛埠鎮(zhèn)橫山。廠址西臨竹絲湖，微地貌為低山丘陵，四周地形較為開闊，廠址占地面積約152.5 hm2。從長江取水作為核電廠供水水源，取水河段屬于長江銅陵河段城德洲汊道的左汊，左汊為主汊，取水條件優(yōu)越。取水管線長約4.9 km，排水管線長約4.4 km。能滿足規(guī)劃建設(shè)4× 1000MWe核電機(jī)組最大取水量6.0 m3/s的要求。廠址半徑5 km范圍總?cè)丝?7918人，平均人口密度為355人/km2。廠址區(qū)多為林地及荒山，有少量耕地，沒有大型工業(yè)企業(yè)，沒有國家級(jí)風(fēng)景區(qū)和保護(hù)區(qū)。廠內(nèi)的重、大件通過水運(yùn)轉(zhuǎn)陸路的方式運(yùn)輸，具備核電重、大件的運(yùn)輸條件。

2.2 曉山廠址簡介

曉山廠址位于巢湖市和縣境內(nèi)香泉鎮(zhèn)附近。曉山山體北東向延伸，呈狹長形；廠址微地貌為丘陵高崗，山體四周地形較平坦開闊，廠址占地面積約151.6 hm2。從長江取水作為核電廠供水水源，取水河段在長江馬鞍山河段小黃洲左汊上段及新生洲左汊內(nèi)，能滿足規(guī)劃建設(shè)4×1000 MWe核電機(jī)組最大取水量6.0 m3/s的要求。取水管線長約16.5 km，排水管線長約18 km。廠址半徑5km范圍總?cè)丝?1961人，平均人口密度為407人/km2。廠址區(qū)多為林地及荒山，有少量耕地，沒有大型工業(yè)企業(yè)，沒有國家級(jí)風(fēng)景區(qū)和保護(hù)區(qū)。廠內(nèi)的重、大件通過水運(yùn)轉(zhuǎn)陸路的方式方式運(yùn)輸，具備核電重、大件的運(yùn)輸條件。

2.3 祈雨山廠址簡介

祈雨山廠址位于巢湖市無為縣泉塘鎮(zhèn)祈雨村，微地貌為低丘崗地。西臨象山水庫，東北兩側(cè)地形平坦開闊，廠址占地面積約153 hm2。從長江取水作為核電廠供水水源，取水河段屬于長江銅陵河段城德洲汊道的左汊，左汊為主汊，取水條件優(yōu)越。取水管線長約13.5 km，排水管線長約29.5 km。能滿足規(guī)劃建設(shè)4× 1000MWe核電機(jī)組最大取水量6.0 m3/s的要求。廠址半徑5km范圍總?cè)丝?6379，平均人口密度為463人/km2。廠址區(qū)多為林地及荒山，有少量耕地，沒有大型工業(yè)企業(yè)，沒有國家級(jí)風(fēng)景區(qū)和保護(hù)區(qū)。廠內(nèi)的重、大件通過水運(yùn)轉(zhuǎn)陸路的方式方式運(yùn)輸，具備核電重、大件的運(yùn)輸條件。

2.4 攔龍山廠址簡介

攔龍山廠址位于巢湖市和縣境內(nèi)西埠鎮(zhèn)附近。攔龍山廠址山體北東向延伸，東南側(cè)山坡坡度較緩，廠址微地貌為低山丘陵，廠址占地面積約154.2 hm2。從長江取水作為核電廠供水水源，取水河段在長江馬鞍山河段小黃洲左汊上段及新生洲左汊內(nèi)能滿足規(guī)劃建設(shè)4×1000 MWe核電機(jī)組最大取水量6.0 m3/s的要求。取水管線長約20.1 km，排水管線長約21.5km。廠址半徑5km范圍總?cè)丝?9032人，平均人口密度為370人/km2。廠址區(qū)多為林地及荒山，有少量耕地，沒有大型工業(yè)企業(yè)，沒有國家級(jí)風(fēng)景區(qū)和保護(hù)區(qū)。廠內(nèi)的重、大件通過水運(yùn)轉(zhuǎn)陸路的方式方式運(yùn)輸，具備核電重、大件的運(yùn)輸條件。

3 比選廠址地震地質(zhì)條件

3.1 橫山廠址

根據(jù)現(xiàn)有的大地構(gòu)造、深大斷裂、地球物理場、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場、地震活動(dòng)、第四紀(jì)火山活動(dòng)等資料分析[5]，廠址處于區(qū)域地殼較穩(wěn)定的地區(qū)內(nèi)。廠址近區(qū)域內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有晚更新世以來發(fā)震斷裂，見表1。

表1 橫山廠址近區(qū)域及其附近范圍內(nèi)主要斷裂及其活動(dòng)性

從安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局繪制的1∶5萬牛埠幅地質(zhì)圖上，發(fā)現(xiàn)橫山山體內(nèi)有發(fā)育三條NW向斷裂和一條NE向規(guī)模較小的斷裂，未發(fā)現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)第四系地層現(xiàn)象，初步判斷為晚更新世以前的斷裂；初步判斷橫山廠址區(qū)不存在能動(dòng)斷層。

根據(jù)史書記載及1970年測震臺(tái)網(wǎng)建立以來的地震目錄，橫山廠址近區(qū)域范圍內(nèi)未發(fā)生M≥6.0級(jí)的地震，近區(qū)域范圍內(nèi)沒有M>6級(jí)地震的地震構(gòu)造條件。歷史地震對(duì)本廠址的最大影響烈度為Ⅵ～Ⅶ度影響(1585年3月巢縣南53/4級(jí)地震和1668年7月山東郯城81/2級(jí)地震)。

根據(jù)中國地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖(GB18036-2001)，橫山廠址在50年內(nèi)一般場地條件下，可能遭遇超越概率為10 %的場地地震動(dòng)峰加速度值在0.05 g到0.10 g分界線附近，對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為Ⅵ～Ⅶ度， SL-2高值初步判定不會(huì)超過0.28 g。

廠址巖性主要為志留系墳頭組泥頁巖、粉砂質(zhì)泥巖夾細(xì)粒長石石英砂巖；茅山組紫紅色中粒石英砂巖；未發(fā)現(xiàn)有影響地基穩(wěn)定性的，如崩塌、滑坡、泥石流、巖溶等物理地質(zhì)現(xiàn)象的存在。

3.2 曉山廠址

廠址處于區(qū)域地殼較穩(wěn)定的地區(qū)內(nèi)。近區(qū)域未發(fā)現(xiàn)有晚更新世以來發(fā)震斷裂，見表2。

表2 曉山廠址近區(qū)域內(nèi)主要斷裂及其活動(dòng)性

從安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局繪制的1∶5萬烏江鎮(zhèn)幅地質(zhì)圖上發(fā)現(xiàn)廠址區(qū)發(fā)育有多條NE～NNE斷層，未發(fā)現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)第四系地層現(xiàn)象，初步判斷曉山廠址區(qū)不存在能動(dòng)斷層。

根據(jù)史書記載及1970年測震臺(tái)網(wǎng)建立以來的地震目錄，曉山廠址近區(qū)域范圍內(nèi)未發(fā)生M≥6.0級(jí)的地震。初步判斷曉山廠址近區(qū)域范圍內(nèi)沒有M>6級(jí)地震的地震構(gòu)造條件。歷史地震對(duì)本廠址的最大影響烈度為Ⅵ～Ⅶ度影響(1585年3月巢縣南53/4級(jí)地震和1668年7月山東郯城81/2級(jí)地震)。

根據(jù)中國地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖(GB18036-2001)，曉山廠址在50年內(nèi)一般場地條件下，可能遭遇超越概率為10 %的場地地震動(dòng)峰加速度值在0.05 g。橫山廠址SL-2值初步判定不會(huì)超過0.25 g。

廠址地基巖性主要為寒武系觀音臺(tái)組含燧石結(jié)核或條帶微晶白云巖；未發(fā)現(xiàn)影響地基穩(wěn)定性的，如崩塌、滑坡、泥石流等物理地質(zhì)現(xiàn)象的存在，地表巖溶作用現(xiàn)象不明顯。

3.3 祈雨山廠址

廠址處于區(qū)域地殼較穩(wěn)定的地區(qū)內(nèi)。廠址近區(qū)域內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有晚更新世以來的發(fā)震斷裂，見表3。

表3 祈雨山廠址近區(qū)域內(nèi)主要斷裂及其活動(dòng)性

從安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局繪制的1∶5萬開城橋幅地質(zhì)圖上，祈雨山山體內(nèi)主要發(fā)育有1條近EW方向和1條NW方向斷裂，發(fā)育規(guī)模較小，未發(fā)現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)第四系地層現(xiàn)象，初步判斷為晚更新世以前的斷裂；初步判斷祈雨山廠址區(qū)不存在能動(dòng)斷層。

根據(jù)史書記載及1970年測震臺(tái)網(wǎng)建立以來的地震目錄，祈雨山廠址近區(qū)域范圍內(nèi)未發(fā)生M≥6.0級(jí)的地震。初步判斷近區(qū)域范圍內(nèi)沒有M>6級(jí)地震的地震構(gòu)造條件。

根據(jù)中國地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖(GB18036-2001)，祈雨山廠址在50年內(nèi)一般場地條件下，可能遭遇超越概率為10 %的場地地震動(dòng)峰加速度值在0.05 g到0.10 g分界線附近，對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為Ⅵ～Ⅶ度。初步估算SL高值不會(huì)超過0.28g 。

廠址主要巖性為侏羅系磨山組砂巖；未發(fā)現(xiàn)對(duì)地基穩(wěn)定性有影響的，如崩塌、滑坡、泥石流、巖溶等物理地質(zhì)現(xiàn)象的存在。

3.4 攔龍山廠址

廠址處于區(qū)域地殼較穩(wěn)定的地區(qū)內(nèi)。廠址近區(qū)域內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有晚更新世以來發(fā)震斷裂，見表4。

表4 攔龍山廠址近區(qū)域內(nèi)主要斷裂及其活動(dòng)性

從安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局繪制的1∶5萬含山縣幅地質(zhì)圖上，廠址區(qū)發(fā)育有多條NE～NNE向斷層，攔龍山山體向東南方向逆沖于侏羅系地層之上。未發(fā)現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)第四系地層現(xiàn)象，初步判斷攔龍山廠址區(qū)不存在能動(dòng)斷層。

根據(jù)史書記載及1970年測震臺(tái)網(wǎng)建立以來的地震目錄，攔龍山廠址近區(qū)域范圍內(nèi)未發(fā)生M≥6.0級(jí)的地震。初步判斷近區(qū)域范圍內(nèi)沒有M>6級(jí)地震的地震構(gòu)造條件。歷史地震對(duì)本廠址的最大影響烈度為Ⅵ～Ⅶ度影響(1585年3月巢縣南53/4級(jí)地震和1668年7月山東郯城81/2級(jí)地震)。

攔龍山廠址在50年內(nèi)一般場地條件下，可能遭遇超越概率為10 %的場地地震動(dòng)峰加速度值在0.05 g，對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為Ⅵ度。SL-2高值初步判定不會(huì)超過0.25 g。

廠址地基主要巖性為寒武系觀音臺(tái)組含燧石結(jié)核或條帶微晶白云巖；未發(fā)現(xiàn)有影響地基穩(wěn)定性的如崩塌、滑坡、泥石流等物理地質(zhì)現(xiàn)象的存在；地表巖溶發(fā)育不明顯。

4 比選廠址地震地質(zhì)條件分析

根據(jù)上述論述內(nèi)容，將橫山、曉山、祈雨山和攔龍山四個(gè)廠址的地震地質(zhì)條件納入表5中，進(jìn)行分析對(duì)比。

在區(qū)域范圍背景上，四個(gè)比選廠址地震地質(zhì)條件相似，均位于區(qū)域地殼較穩(wěn)定地區(qū)內(nèi)。

在近區(qū)域范圍內(nèi)，四個(gè)比選廠址近區(qū)域范圍內(nèi)初步判定均無發(fā)震斷裂，其中值得注意的是烏江～羅昌河斷裂，該斷裂距離橫山、曉山、祈雨山、攔龍山廠址的最近距離分別為28 km～33 km，5 km～7 km, 10 km～

15 km和6～8 km，除橫山廠址外，烏江-羅昌河斷裂均位于各比選廠址的近區(qū)域范圍內(nèi)，特別是曉山和攔龍山廠址，該斷裂幾乎臨近廠址區(qū)范圍。根據(jù)目前掌握的資料分析，初步判定該斷裂為非活動(dòng)斷裂，但考慮到其活動(dòng)性對(duì)廠址適應(yīng)性影響很大。該斷裂活動(dòng)性應(yīng)在下一步初步可行性研究階段重點(diǎn)查明。

歷史上對(duì)各廠址影響最大的分別為1585年3月巢縣南53/4級(jí)地震和1668年7月山東郯城81/2級(jí)地震，對(duì)各廠址均產(chǎn)生了最大影響烈度為Ⅵ～Ⅶ度的影響。其中1585年3月巢縣南53/4級(jí)地震，震中位置有待進(jìn)一步查證確定。

在廠址區(qū)范圍內(nèi)，四個(gè)比選廠址初步判定均未有能動(dòng)斷層發(fā)育，均未有對(duì)地基穩(wěn)定性有影響的，如崩塌、滑坡、泥石流等物理地質(zhì)現(xiàn)象的存在，但曉山和攔龍山白云巖地段有可能發(fā)育有地下巖溶。橫山巖性主要為泥頁巖、粉砂質(zhì)泥巖、局部發(fā)育有石英砂巖；祈雨山巖性主要為粉砂巖；曉山和攔龍山地基主要巖性為微晶白云巖。初步判定橫山廠址中等風(fēng)化～微風(fēng)化石英砂巖地段巖石地基以及曉山和攔龍山中等風(fēng)化～微風(fēng)化白云巖地段巖石地基可滿足百萬機(jī)組核島基礎(chǔ)承載力的要求，而對(duì)于橫山廠址泥頁巖、粉砂質(zhì)泥巖地段巖石地基以及祈雨巖粉砂巖地段巖石是否能滿足百萬機(jī)組核島基礎(chǔ)承載力的要求目前還難以判斷。

表5 比選廠址地震地質(zhì)條件綜合比較

續(xù)表5

5 結(jié)論

⑴從地震地質(zhì)條件分析來看，上述四個(gè)廠址均位于區(qū)域地殼較穩(wěn)定區(qū)，廠址近區(qū)域均未發(fā)育發(fā)震斷裂，廠址區(qū)均未發(fā)育能動(dòng)斷層，SL-2高值不大于0.28 g，未發(fā)現(xiàn)影響廠址安全的顛覆性因素，具備建設(shè)核電廠基本條件。但各廠址發(fā)震構(gòu)造、能動(dòng)斷層、疑難地震和SL-2高值等問題是依舊是初步可行性研究階段需要重點(diǎn)查明的關(guān)鍵問題。

⑵初步判定橫山廠址中等風(fēng)化～微風(fēng)化石英砂巖地段巖石地基以及曉山和攔龍山中等風(fēng)化～微風(fēng)化白云巖地段巖石地基可滿足百萬機(jī)組核島基礎(chǔ)承載力的要求，而對(duì)于橫山廠址泥頁巖、粉砂質(zhì)泥巖地段巖石地基以及祈雨巖粉砂巖地段巖石是否能滿足百萬機(jī)組核島基礎(chǔ)承載力的要求目前還難以判斷。

⑶通過對(duì)四個(gè)比選廠址的地震地質(zhì)分析對(duì)比，并結(jié)核廠址建廠條件基本概況，建議選擇綜合條件較好的橫山、曉山優(yōu)先開展初步可行性研究階段的地震地質(zhì)調(diào)查和巖土工程勘測專題工作。

[1]時(shí)振梁，環(huán)文林，等．核電廠地震安全性評(píng)價(jià)中的地震構(gòu)造研究[M]．中國電力出版社，2003．

[2]常向東．核電廠選址地震安全評(píng)價(jià)中的發(fā)震構(gòu)造與能動(dòng)斷層[J]．震災(zāi)防御技術(shù)，2006，1(3)．

[3]HAF0101(1)，核電廠廠址選擇中的地震問題 [S]．

[4]安徽省電力設(shè)計(jì)院．國電巢湖核電項(xiàng)目廠址普選報(bào)告[R]．2010．

[5]安徽省地震局．安慶電廠二期擴(kuò)建(2×600MW)工程場地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告[R]．2006．

[6]安徽省地震局．華能巢湖電廠一期工程(2×600MW機(jī)組)工程場地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告[R]． 2004．

Research on Seismic-geology Condition of Nuclear Power Plant Sites Chasohu

HU Kong-fei, WANG Zhi-tao
(EAnhui Electric Power Design Institute, Hefei 230601, China)

8 sites ware fi nalized as nuclearpower plant potential sites through the work of Chaohu nuclear power plant site general election, and the number of 4 potential sites in them, Hengshan site, Xiaoshan site,Qiyushan site and Lanlongshan site ware recommended as preferred candidate sites. Several seismic-geology key problems in region, close region and site area of these 4 preferred candidate sites are analyzed and researched, and suitability evaluation for each site is also discussed in this article.

chaohu nuclear power plant; potential site; seismic-geology.

P315

B

1671-9913(2011)01-0018-05

2010-12-01

胡孔飛(1963-)，男，高級(jí)工程師，從事電力巖土工程勘測工作。