哥伦比亚圣埃斯皮里图电站地震危险性分析.pdf

2015年8月
水利水电快报 EWRHII
第36卷第8期
试验与研究
NMN VM
文章编号:10060081(2015)08-0027-03
哥伦比亚圣埃斯皮里图电站
地震危险性分析
[哥伦比亚]M,科雷亚
摘要:哥伦比亚装机600MW的圣埃斯皮里图电站的可行性研究工作正在开展。介绍了工程主要特
征,并针对坝区地震活动频鱉问题,在可研阶段和设计阶段均开展了地危害性专题研究。結果表明,为
了避开受断层影响的河段并考虑到峡谷特征,首选方案是在寒维利亚坝址建孤形碾压混凝土重力坝,可抗
10000a一遇地震,确保大坝在最不利情况下的稳定性。
关键词:碾压滉凝土坝;水电坝;地雭;可行性研究;圣埃斯皮里图电站;哥伦比亚
中图法分类号:TV642.2
文獻标志码:A
类型
坝顶开敝式溢洪道
1概述
溢洪道泄洪水位:205m(海拔高程)
圣埃斯皮里图( Espirita Santo)电站位于哥伦比
溢洪道顶宽
100.8m
溢洪道底宽
70.3m
亚北部安蒂奥基亚省考卡( Cauca)河上,其可行性
研究正在进行中。坝址位于目前在建的装机240水计流量
23250m3/
MW的伊图安戈( Ituango)电站下游24km处,设计
最高和正常蓄水位:205m(海拔高程〉
主坝高93m,为碾压混凝土坝,库容5800万m3,地
库容:
56.3 hm
下厂房安装4台150MW发电机组。考卡河多年平
兴利库容:
均流量1026m/s,可能的最大洪峰流量为25000
淹没面积;
2,4km
工程主要特征如下
电站厂房
流域特征
类型
地下厂房
河流名称
考卡河
洞室数量
3座
流域面积
36977km2
交通洞长度:
平均流量
1026m3/s
主洞室:
23.5/150.8/41(宽/长/高
流域用水率:
27.7 Vs/km
变压器洞室
15/87.35/17.3(宽/长/高
大坝
下游减压井
18.5/93/40.1(宽/长/高)
坝型
碾压混凝土重力坝
效能参数
建基面髙程:
135m(海拔高程
设计流量
1168m3/s
坝顶高程
228m(海拔高程
总水头
58,6
坝高:
净水头
57.3m
坝顶长度
装机:
600MW
体积
72万
发电机组数量:4台
溢洪道
水轮机类型
混流式
收稿日期:2015-03-19
2015年8月
水利水电快报 EWRHII
第35卷第8期
压力管道
的山前断层带。考卡ー罗梅拉尔断层带从南部的厄
直径
瓜多尔一直延伸到北部的哥伦比亚,由圣埃斯皮里
井筒压力直径
图、东圣塔丽塔、西圣塔丽塔等断层组成。
衬护排水洞直径:7,2m
坝址附近,最浅的震源都与考卡-一罗梅拉尔断
长度:
层带以及当地的其他断层带有关,如达贝巴阿奇和
项目所在的考卡河流域水电蕴藏量丰富,相关
墨累断层、穆塔塔和穆云渡断层。
的研究工作已经进行了45a,例如,早在1971年,公
共事业哥伦比亚电力公司(ES)就聘请mem?塔断层12km,东距圣埃斯皮里图断层2.5m,三者
都呈北东走向,属正断层。
目前在建的伊图安戈电站,坝高225m,库容
在这种地质构造环境下,建碾压混凝土坝是设
27.2亿m23,将通过调蓄洪水和拦淤使圣埃斯皮里图
计工程师的首选。大坝选址的一个基本原则就是要
工程发挥效益。这将改善工程的运行环境
避开受断层影响的河段,因为碾压混凝土坝是网刚性
圣埃斯皮里图坝位于海拔100-250m的雨林体,对坝基变形较敏感。
环境中,湿热多雨。这一地区还属于高地震风险地
预可研阶段,对几个坝址进行了研究分析,最终
带
选择塞维利亚( Sevilla)坝址,该坝址所在河段不与
低海拔、环境条件恶劣、地震频发以及径流量大
等条件,决定了该水电站在设计、建设和运行阶段必
任何断层并行,减小了河床存在断层的可能性。最
近在可行性研究中,对该坝址进行了地形测量、地质
须解决很多复杂问题
个要考虑的基本问题是设计洪水。由于在陡测绘以及跨河探测,排除了坝址河床存在断层的可
能性。
峭的山坡上难以建造溢洪道,因此土石坝不可行。
坝基也没探察到小断层,因此可以断定大坝坐
2地震危害
落在单一块状岩体上,地震发生时坝基作单体运动,
不会产生相对位移。
尽管哥伦比亚全部位于南美板块内,但南美板
坝基岩体呈块状结构,岩性均一,仅发育微小裂
块与其他板块,特别是与哥伦比亚海岸前的纳斯卡隙,局部含叶理片麻岩,坝基和地下厂房洞室的地质
板块的相互作用,导致工程区地震背景复杂。这
条件极好。
点可从复杂的地貌、横贯全国的活动性断层、深源和
最可能引发地震危害的是圣埃斯皮里图断层
浅源地震活动等方面得到印证。这些现象首先与板它距坝址仅2.5km,许多专家先前以及在项目开展
块的俯冲有关,其次与山区断层的活动有关。需要过程中均对该断层进行过研究,通过观察新近断层
注意的是,虽然哥伦比亚北海岸板块的俯冲不及南两盘的滑动和坝址附近坑探获得的证据,证实了它
部强烈,但却是诱发深源大地震的原因。
在第四纪的活动性。
构造活动主要发生在3条山脉中,这3条山脉
在地震危险性评价中,采取确定性法和概率法
将安第斯最大的南北向山间盆地分成了两个盆地,计算工程的地震设防标准,运行基准地震重现期为
即东和中部山脉间的马格达菜纳盆地,以及工程所475a,余震重现期为2500a,最大可信地震重现期
在的中部和西部山脉间的考卡盆地。
10000 a Integral咨询股份公司采用该地区其他工
这一地区历史震级不超过里氏7.0级,最大的一程数据,特别是内奇工程和伊图安戈工程,开展了该
次是在1992年穆林多地区,地震造成的建筑物损坏工程的地震危险性研究。
和财产损失波及到100km之外,坝址距震中150
采用国际上普遍接受的、适合这一地区的衰减
关系,运用概率性法对不同重现期的地面加速度进
哥伦比亚震级最大、破坏性最强的地震都是由行了计算,其中最具代表性的研究者是布尔和阿特
长活动断层带引发,所有震级达到里氏7.4级的浅金森(2008年),伊德里斯(2008年)、加利格和奥达
源地震几乎都与山脉走向平行分布。哥伦比亚分布斯(2000年)。2008年,太平洋地震工程研究中心
有3条主要断层带,分别与3座山脉边界重合:西部出版的《下一代地震动衰减关系》中,包含了前两位
和中部山脉间的考卡ー罗梅拉尔断层带、中部和东作者的研究成果,这是一项多学科研究成果,目的是
部山脉间的帕莱斯蒂纳断层带,以及东部山脉东缘通过综合性高度交互式研究,建立新的地面运动预
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