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)計院，安徽 合肥 230601)

巢湖核電廠址普選工作最終確定8個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個廠址為比選廠址。本文主要就上述四個比選廠址的區(qū)域、近區(qū)域、廠址區(qū)范圍內(nèi)的關(guān)鍵性地震地質(zhì)問題進行分析研究，并針對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)計院專業(yè)人員于2009年8月對安徽省巢湖市的核電廠址進行現(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目廠址普選工作。本工程先后對無為縣境內(nèi)和縣境內(nèi)及巢湖市居巢區(qū)境內(nèi)共13個廠址進行分析研究，最終選定8個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廠址為比選廠址，進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)造和能動斷層、不良地質(zhì)現(xiàn)場等地震地質(zhì)災(zāi)害進行研究分析，初步排查可能的顛覆性因素，并對四個廠址地震地質(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)，沒有國家級風(fēng)景區(qū)和保護區(qū)。廠內(nèi)的重、大件通過水運轉(zhuǎn)陸路的方式運輸，具備核電重、大件的運輸條件。

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)，沒有國家級風(fēng)景區(qū)和保護區(qū)。廠內(nèi)的重、大件通過水運轉(zhuǎn)陸路的方式方式運輸，具備核電重、大件的運輸條件。

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)，沒有國家級風(fēng)景區(qū)和保護區(qū)。廠內(nèi)的重、大件通過水運轉(zhuǎn)陸路的方式方式運輸，具備核電重、大件的運輸條件。

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)，沒有國家級風(fēng)景區(qū)和保護區(qū)。廠內(nèi)的重、大件通過水運轉(zhuǎn)陸路的方式方式運輸，具備核電重、大件的運輸條件。

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)造運動、現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場、地震活動、第四紀(jì)火山活動等資料分析[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)錯動第四系地層現(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)不存在能動斷層。

根據(jù)史書記載及1970年測震臺網(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級的地震，近區(qū)域范圍內(nèi)沒有M>6級地震的地震構(gòu)造條件。歷史地震對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級地震和1668年7月山東郯城81/2級地震)。

根據(jù)中國地震動峰值加速度區(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 %的場地地震動峰加速度值在0.05 g到0.10 g分界線附近，對應(yīng)的地震基本烈度為Ⅵ～Ⅶ度， SL-2高值初步判定不會超過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)錯動第四系地層現(xiàn)象，初步判斷曉山廠址區(qū)不存在能動斷層。

根據(jù)史書記載及1970年測震臺網(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級的地震。初步判斷曉山廠址近區(qū)域范圍內(nèi)沒有M>6級地震的地震構(gòu)造條件。歷史地震對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級地震和1668年7月山東郯城81/2級地震)。

根據(jù)中國地震動峰值加速度區(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 %的場地地震動峰加速度值在0.05 g。橫山廠址SL-2值初步判定不會超過0.25 g。

廠址地基巖性主要為寒武系觀音臺組含燧石結(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)錯動第四系地層現(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)不存在能動斷層。

根據(jù)史書記載及1970年測震臺網(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級的地震。初步判斷近區(qū)域范圍內(nèi)沒有M>6級地震的地震構(gòu)造條件。

根據(jù)中國地震動峰值加速度區(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 %的場地地震動峰加速度值在0.05 g到0.10 g分界線附近，對應(yīng)的地震基本烈度為Ⅵ～Ⅶ度。初步估算SL高值不會超過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)錯動第四系地層現(xiàn)象，初步判斷攔龍山廠址區(qū)不存在能動斷層。

根據(jù)史書記載及1970年測震臺網(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級的地震。初步判斷近區(qū)域范圍內(nèi)沒有M>6級地震的地震構(gòu)造條件。歷史地震對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級地震和1668年7月山東郯城81/2級地震)。

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 %的場地地震動峰加速度值在0.05 g，對應(yīng)的地震基本烈度為Ⅵ度。SL-2高值初步判定不會超過0.25 g。

廠址地基主要巖性為寒武系觀音臺組含燧石結(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廠址的地震地質(zhì)條件納入表5中，進行分析對比。

在區(qū)域范圍背景上，四個比選廠址地震地質(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斷裂，但考慮到其活動性對廠址適應(yīng)性影響很大。該斷裂活動性應(yīng)在下一步初步可行性研究階段重點查明。

歷史上對各廠址影響最大的分別為1585年3月巢縣南53/4級地震和1668年7月山東郯城81/2級地震，對各廠址均產(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級地震，震中位置有待進一步查證確定。

在廠址區(qū)范圍內(nèi)，四個比選廠址初步判定均未有能動斷層發(fā)育，均未有對地基穩(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組核島基礎(chǔ)承載力的要求，而對于橫山廠址泥頁巖、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組核島基礎(chǔ)承載力的要求，而對于橫山廠址泥頁巖、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組核島基礎(chǔ)承載力的要求目前還難以判斷。

⑶通過對四個比選廠址的地震地質(zhì)分析對比，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]時振梁，環(huán)文林，等．核電廠地震安全性評價中的地震構(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價中的發(fā)震構(gòu)造與能動斷層[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)計院．國電巢湖核電項目廠址普選報告[R]．2010．

[5]安徽省地震局．安慶電廠二期擴建(2×600MW)工程場地地震安全性評價報告[R]．2006．

[6]安徽省地震局．華能巢湖電廠一期工程(2×600MW機組)工程場地地震安全性評價報告[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，高級工程師，從事電力巖土工程勘測工作。