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AN OVERVIEW OF GEOLOGICAL PROBLEMS ON LONG-DISTANCE WATER DIVERSION PROJECTS IN CHINA
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摘要: 为解决中国某些地区缺水问题，自20世纪80年代开始，中国已经兴建或规划设计了数十项大型跨流域调水工程。本文汇集了中国现有的20项调水工程资料，基本涵盖了中国境内大部分调水工程。文中介绍了有关工程概况，编制了中国长距离调水工程特征一览表，绘制了调水工程分布图，按照中国地质环境分区分别阐述了各调水工程的地质环境特点，论述了长距离调水工程中常见的工程地质问题，包括：区域地质复杂环境问题、活动性构造及其对洞室稳定的影响、高地应力与围岩稳定问题、高压水头引起的洞室涌水和外水压力对隧洞衬砌影响问题、碎屑流问题、高地温问题、有害气体问题、边坡稳定问题、特殊岩土问题、过河隧洞或大型渡槽问题、矿区塌陷与渗漏问题、岩溶问题等，同时也指出了勘察、设计与和施工中应注意的问题。Abstract: Since 1980s, China has built or planned dozens of large-scale interbasin water diversion projects to resolve the issue of water shortage in some regions. The paper collects most data of the long-distance water diversion projects in China, introduces the general situation, establishes a list of the project characteristics, expounds the geological environmental characteristics, draws a distribution map of the projects, discusses the common engineering geological problems. These problems include complex regional geological environmental problems, active tectonics and their influence on tunnels stability, high crustal stress and rock mass stability, water burst caused by high pressure water, debris flow, high ground temperature, harmful gases, slope stability problem, special rock or soil problems, across the river tunnel or large scale aqueduct, mining subsidence and leakage problems, karst problem. The paper points out the matters that should be paid attention to in survey, design and construction.
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图 2 中国地质环境分区与长距离调水工程分布图
Figure 2. A map of China's geological environment zoning and distribution of long-distance water diversion projects
表 1 中国长距离调水工程概况
Table 1. Overview of long-distance water diversion projects in China
序号 工程名称 所在省份 所在流域 年调水量/×108 m3 调水距离/km 主要工程地质问题 建设阶段 1 引滦入津工程 天津、河北 滦河、海河 10 234 引水隧洞洞室稳定问题 1982.09.11通水 2 引滦入唐工程 河北 滦河、蓟运河 5 ~ 8 51.2 邱庄水库坝基渗漏问题，局部岸坡冲刷问题 1984.12.26通水 3 南水北调
东线工程江苏、山东、河北、天津 长江、淮河、黄河、海河 148.17 1156 区域稳定和抗震问题、渠道渗漏问题、浸没问题、渗透变形问题、边坡稳定问题、穿黄工程相关问题 2013年三季度通水 4 南水北调
中线工程湖北、河南、河北、北京、天津 长江、黄河、海河 120 ~ 130 1277 膨胀土（岩）渠坡稳定问题、黄土类土的湿陷性问题、软黏土问题、通过煤矿区的工程地质问题、砂砾石强透水问题、浸没及盐渍化问题、中线穿黄工程问题 2014.12.12通水 5 南水北调
西线工程青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西 长江（通天河、雅砻江和大渡河）、黄河 170 约500 活动性构造及其对洞室稳定的影响问题、高地应力与围岩稳定问题、高压水头引起的洞室涌水和外水压力对隧洞衬砌影响问题、碎屑流问题、高地温问题、有害气体问题 项目建议书 6 滇中引水工程 云南 金沙江 34.03 663.9 高地震烈度抗震稳定问题、软岩问题、洞室围岩稳定问题、边坡稳定问题、地下洞室渗（涌）水及地下水环境影响问题等 初步设计 7 新疆引额调水工程 新疆 额尔齐斯河 34 8 引汉济渭调水工程 陕西 黄河、长江 15 98.3（隧洞） 围岩稳定性问题、隧洞施工涌水问题、软岩变形问题、岩爆问题、高地温问题、放射性及有害气体问题等 在建 9 引江济淮工程 安徽、河南 长江、淮河 148.2 723 岸边坡稳定问题、建筑物承载力及渗透稳定问题 初步设计 10 黔西北调水工程 贵州 乌江一级支流六冲河 6.88 26.4 隧洞遇断层带围岩稳定问题、隧洞涌水及外水压力问题、隧洞压覆煤矿及瓦斯突出问题、隧洞施工引发地质环境问题等 初步设计 11 鄂北调水工程 湖北 汉江 13.98 269.7 在建 12 引绰济辽工程 内蒙古 绰尔河、辽西河 6 387 在建 13 珠江三角洲水资源配置工程 广州、深圳 珠江 113.1 可行性研究 14 引大入秦工程 甘肃、青海 大通河 4.43 205.7 1995年通水 15 引大济湟工程 青海 湟水河（大通河） 7.5 29.6 初步设计 16 引洮工程 甘肃 洮河 2.19（一期） 146.18（3条干渠） 黄土湿陷性问题、饱水土围岩稳定问题、红色碎屑岩类软岩问题、古风化壳问题、穿越区域性断裂带问题、区域放射性问题等 2014.12通水 17 山西引黄工程 山西 黄河 12 452.4 2002年完工 18 引黄入冀济淀工程 河南、河北 黄河 9 482 渠道渗漏问题、地震液化问题、渠道边坡稳定问题、开挖涌水问题、渗透破坏等问题 2017.11通水 19 云南牛栏江调水工程 云南 金沙江支流牛栏江 5.72 115.85 Ⅴ类围岩（包括溶洞、煤线、构造破碎带等不良地质洞段）的稳定问题、可溶岩隧洞段涌水突泥问题、涌水排水问题，隧洞进出口边坡开挖稳定问题 2013.12通水 20 引黄济青工程 山东 黄河 275 建成通水 说明：（1）因本表涉及工程较多，部分资料不全。（2）此表引用了各工程不同时期不同阶段的工程报告，表中数据与工程建成后的最终数据或目前审定数据可能存在一定差异 
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表 2 中国长距离调水工程所在地质环境分区及其特点
Table 2. Geological environment and its characteristics of China's long-distance water diversion projects
序号 工程名称 所在地质环境分区 地质环境特点 代码 名称 1 引滦入津工程 Ⅳ6 阴山－燕山山地地质环境亚区 海拔1000~2000 m的山地，温带半干旱半湿润气候，属华北断块区的阴山燕山断块；林业和矿业为主；水土流失、崩滑流灾害高易发 Ⅱ1 黄淮海平原地质环境亚区 海拔大多20~100 m，以南温带半湿润气候为主、南部北亚热带湿润气候，属华北断块区的华北平原断块和河淮平原断块；是我国主要农业基地；地面沉降和水土污染较严重，水资源紧缺 2 引滦入唐工程 Ⅳ6 阴山－燕山山地地质环境亚区 海拔1000~2000 m的山地，温带半干旱半湿润气候，属华北断块区的阴山燕山断块；林业和矿业为主；水土流失、崩滑流灾害高易发 3 南水北调东线工程 Ⅱ2 长江三角洲地质环境亚区 海拔一般10 m左右，北亚热带湿润气候，属华北断块区的苏沪－南黄海断块上；工业发达人口非常集中；地面沉降和水土污染较严重 Ⅱ1 黄淮海平原地质环境亚区 海拔大多20~100 m，以南温带半湿润气候为主、南部北亚热带湿润气候，属华北断块区的华北平原断块和河淮平原断块；是我国主要农业基地；地面沉降和水土污染较严重，水资源紧缺 4 南水北调中线工程 Ⅴ3 长江三峡地质环境亚区 海拔500~1500 m的丘陵山地，中亚热带湿润气候，属华南断块区的长江中下游断块和川贵湘赣断块；旅游业为主；崩滑流灾害高易发 Ⅴ2 秦巴山地地质环境亚区 海拔1500~2500 m的山地，南温带半湿润至北亚热带湿润气候，属华南断块区的长江中下游断块；矿业为主；崩滑流灾害高易发，采矿引起的污染问题较突出 Ⅱ1 黄淮海平原地质环境亚区 海拔大多20~100 m，以南温带半湿润气候为主、南部北亚热带湿润气候，属华北断块区的华北平原断块和河淮平原断块；是我国主要农业基地；地面沉降和水土污染较严重，水资源紧缺 Ⅳ7 太行－吕梁山地地质环境亚区 海拔1000~2000 m的山地，南温带半干旱半湿润气候，属华北断块区的太行山断块；矿业为主；水土流失、崩滑流灾害高易发，踩空塌陷突出 5 南水北调西线工程 Ⅶ2 藏北高原地质环境亚区 海拔4000~6000 m的高原，半干旱－干旱高原气候，属青藏断块区的羌塘断块和巴颜喀喇断块的西段；牧业为主，生态脆弱；地震活动强烈，冻土灾害发育 Ⅶ3 川西－藏东高原山地地质环境亚区 海拔200~4500 m的高原山地，半湿润－湿润高原气候，属青藏断块区的川滇断块和巴颜喀喇断块的东段；原始状态；地震活动强烈，冻土灾害严重，崩滑流灾害高发 6 滇中引水工程 Ⅶ3 川西－藏东高原山地地质环境亚区 海拔200~4500 m的高原山地，半湿润－湿润高原气候，属青藏断块区的川滇断块和巴颜喀喇断块的东段；原始状态；地震活动强烈，冻土灾害严重，崩滑流灾害高发 7 新疆引额调水工程 Ⅵ2 准葛尔盆地地质环境亚区 海拔300~1000 m的盆地，中温带干旱气候，属新疆断块区的准葛尔盆地断块；农业和矿业为主；沙漠化、盐渍化问题严重 8 引汉济渭调水工程 Ⅴ2 秦巴山地地质环境亚区 海拔1500~2500 m的山地，南温带半湿润至北亚热带湿润气候，属华南断块区的长江中下游断块；矿业为主；崩滑流灾害高易发，采矿引起的污染问题较突出 Ⅳ1 汾渭盆地地质环境亚区 海拔400~800 m的平原盆地，温带半湿润－半干旱气候，属华北断块区的太行山断块和鄂尔多斯断块南部；以农业为主；地面沉降、地裂缝灾害较突出，地震活动较强烈 9 引江济淮工程 Ⅱ1 黄淮海平原地质环境亚区 海拔大多20~100 m，以南温带半湿润气候为主、南部北亚热带湿润气候，属华北断块区的华北平原断块和河淮平原断块；是我国主要农业基地；地面沉降和水土污染较严重，水资源紧缺 Ⅱ3 山东低山丘陵地质环境亚区 海拔200~800 m的低山丘陵，南温带半湿润至湿润气候，属华北断块区的华北平原断块和苏沪南黄海断块上；农业、矿业较发达；崩滑流灾害中易发 10 黔西北调水工程 Ⅴ 4 滇中－川西南高原山地地质环境亚区 海拔2500 ~ 4000 m的高原山地，亚热带湿润至半湿润气候，横跨青藏断块区与华南断块区；地震频发、活动强度大，崩滑流灾害高易发 Ⅴ 5 鄂西－云贵中山高原地质环境亚区 海拔1000 ~ 3000 m的中山高原，热带、亚热带湿润气候，属华南断块区的川桂湘粤断块和桂西滇东断块；旅游业和林业为主；岩溶塌陷和土壤侵蚀问题严重 11 鄂北调水工程 Ⅲ 3 淮阳山地盆地地质环境亚区 海拔300 ~ 800 m的低山丘陵和盆地，北亚热带湿润气候，属华南断块区长江中下游断块北部；农业为主；局地存在地裂缝灾害 Ⅴ 2 秦巴山地地质环境亚区 海拔1500 ~ 2500 m的山地，南温带半湿润至北亚热带湿润气候，属华南断块区的长江中下游断块；矿业为主；崩滑流灾害高易发，采矿引起的污染问题较突出 12 引绰济辽工程 Ⅰ 4 大－小兴安岭山地地质环境亚区 海拔500 ~ 1300 m的中低山，中温带为主，半湿润至半干旱气候，属东北断块区的大兴安岭断块和小兴安岭断块；原始森林广布；冻土灾害严重，存在水土流失灾害 13 珠江三角洲水资源配置工程 Ⅲ 4 东南丘陵山地地质环境亚区 海拔700 ~1500 m的丘陵山地，亚热带湿润气候，属华南断块区的东南沿海断块和桂西滇东断块；林业、海洋渔业为主；崩滑流中度易发，台风活动影响强烈 14 引大入秦工程 Ⅳ 5 陕西黄土高原地质环境亚区 海拔1500 ~ 2500 m的高原，以中温带半干旱气候为主，属青藏断块区边界活动构造带；地震多发、黄土湿陷性强、崩滑流灾害高发 Ⅶ 4 祁连山山地地质环境亚区 海拔3000 ~ 5000 m的山地，半干旱高原气候，属青藏断块区的祁连山活动断块；原始状态；冻土灾害严重，崩滑流灾害局部高发 15 引大济湟工程 Ⅶ 4 祁连山山地地质环境亚区 海拔3000 ~ 5000 m的山地，半干旱高原气候，属青藏断块区的祁连山活动断块；原始状态；冻土灾害严重，崩滑流灾害局部高发 16 引洮工程 Ⅳ 5 陕西黄土高原地质环境亚区 海拔1500 ~ 2500 m的高原，以中温带半干旱气候为主，属青藏断块区边界活动构造带；地震多发、黄土湿陷性强、崩滑流灾害高发 17 山西引黄工程 Ⅳ 3 鄂尔多斯高原地质环境亚区 海拔1200 ~ 1700 m的高原，中温带干旱－半干旱气候，属华北断块区的鄂尔多斯断块；以矿业为主；土壤侵蚀和沙漠化问题突出 Ⅳ 7 太行－吕梁山地地质环境亚区 海拔1000 ~ 2000 m的山地，南温带半干旱－半湿润气候，属华北断块区的太行山断块；矿业为主；水土流失、崩滑流灾害高易发，踩空塌陷突出 18 引黄入冀济淀工程 Ⅱ 1 黄淮海平原地质环境亚区 海拔大多20 ~ 100 m，以南温带半湿润气候为主、南部北亚热带湿润气候，属华北断块区的华北平原断块和河淮平原断块；是我国主要农业基地；地面沉降和水土污染较严重，水资源紧缺 19 云南牛栏江调水工程 Ⅴ 4 滇中－川西南高原山地地质环境亚区 海拔2500 ~ 4000 m的高原山地，亚热带湿润至半湿润气候，横跨青藏断块区与华南断块区；地震频发、活动强度大，崩滑流灾害高易发 20 引黄济青工程 Ⅱ 1 黄淮海平原地质环境亚区 海拔大多20 ~ 100 m，以南温带半湿润气候为主、南部北亚热带湿润气候，属华北断块区的华北平原断块和河淮平原断块；是我国主要农业基地；地面沉降和水土污染较严重，水资源紧缺 Ⅱ 3 山东低山丘陵地质环境亚区 海拔200 ~ 800 m的低山丘陵，南温带半湿润至湿润气候，属华北断块区的华北平原断块和苏沪－南黄海断块上；农业、矿业较发达；崩滑流灾害中易发。
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