青藏高原的水利工程

青藏高原位于亞洲中南部，是世界上最高的地區(qū)，平均海拔超過(guò)五千米。這里地勢(shì)險(xiǎn)峻，氣候嚴(yán)寒，自然環(huán)境極端。

印度板塊向北漂移，與亞歐板塊相撞。喜馬拉雅山脈及青藏高原高高隆起，隨著印度板塊繼續(xù)向北擠壓，青藏高原的高度不斷上升，成為世界屋脊。在地球的歷史中，這種板塊運(yùn)動(dòng)和熱力學(xué)運(yùn)動(dòng)一直在不斷變化，所以青藏高原的地形也在不斷變化。

人類生活在地球上，很多活動(dòng)都離不開(kāi)以巖石工程為對(duì)象的經(jīng)濟(jì)建設(shè)。而巖石力學(xué)是研究巖石的力學(xué)性態(tài)的理論和應(yīng)用的科學(xué)，是探討巖石對(duì)周?chē)锢憝h(huán)境中立場(chǎng)反應(yīng)的學(xué)科，具體而言，研究巖石在載荷載作用下的應(yīng)力，變形和破壞規(guī)律，以及工程穩(wěn)定性等問(wèn)題。

青藏高原有著豐富的水資源,不僅是“中華水塔”還有地下“蓄水池”。想要合理利用這些水資源就要建設(shè)大量的水利工程。而這就要解決青藏高原巖石層的難題。青藏高原地殼劃分為１２種主要類型。它們是：地盾、地臺(tái)、古生代造山帶、中生代-新生代造山帶、大陸裂谷系、火山島、島弧、海溝、大洋盆地、洋脊、邊緣海盆、內(nèi)陸海盆。青藏高原地殼、上地幔介質(zhì)在縱向與橫向上均呈現(xiàn)出明顯的不均一。巖石圈存在著清楚的塊-層結(jié)構(gòu)：縱向分層，橫向分塊。巖石圈厚度約140～170公里，地殼平均厚度70公里左右。巖石力學(xué)與工程學(xué)便是要解決這些地質(zhì)難題從而使工程得以順利進(jìn)行，且運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)。

巖石工程具有不確定性其不確定的來(lái)源為以下三個(gè)方面：一，地質(zhì)條件，巖體性狀的變化；二，施工條件的變化；三，洪水，地震，氣候等環(huán)境條件的異常變化。施工開(kāi)挖后，如果沒(méi)有及時(shí)揭露，原先沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的缺陷，就會(huì)給工程留下安全隱患，有時(shí)會(huì)引起施工期巖體失穩(wěn)，事后處理延期工期，為減少巖石工程的不確定性，工程前期的地質(zhì)勘探工作要盡量做細(xì)巖石力學(xué)試驗(yàn)研究，要更深入點(diǎn)，并且要進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。

巖石壩基工程是水利水電工程中主要的巖石基礎(chǔ)工程，當(dāng)然，還有電站廠房和其他有關(guān)建筑物的巖石基礎(chǔ)，但是擋水大壩是大多數(shù)水利水電工程的主要建筑物，巖石壩基的穩(wěn)定性關(guān)系到整個(gè)大壩乃至整個(gè)樞紐的安危。因此，在水利水電工程中，對(duì)巖石力學(xué)研究提出的要求是查明巖體承載能力的極限，以便最大限度地加以利用。但由于越來(lái)越多的水利水電工程的建設(shè)，描寫(xiě)巖體可能具有的最小承載力僅僅有大體的概念就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須進(jìn)行更加深入細(xì)致的巖石力學(xué)研究。首先需要全面認(rèn)識(shí)天然巖體區(qū)別質(zhì)量不同的各部分減少不確定性；其次天然巖體受到工程干擾后成為建筑物的環(huán)境或者一個(gè)組成及性狀發(fā)生了變化，需要弄清這種變化，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行穩(wěn)定性和安全裕度的評(píng)價(jià)，以便既安全又經(jīng)濟(jì)的建設(shè)水工建筑物。

巖石力學(xué)研究在水利水電工程建設(shè)中具有很重要的地位，它針對(duì)工程布置，對(duì)各個(gè)建筑物及相關(guān)工程巖體的要求，根據(jù)地質(zhì)勘察查明巖體情況，針對(duì)揭露出的問(wèn)題研究工程巖體是否能夠滿足這些要求，以及采取何種措施才能滿足這些要求。工程地質(zhì)是根據(jù)現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范要求，在一個(gè)壩址區(qū)內(nèi)的巖體情況，只要是與工程建筑物有關(guān)的，都要全面弄清楚，包括巖性巖石的組分結(jié)構(gòu)，巖體構(gòu)造，斷裂風(fēng)化，溶蝕侵蝕等許多方面，并進(jìn)而研究它們的成因，演變歷史分布規(guī)律等 并根據(jù)這些參數(shù)提出加固處理工程的意見(jiàn)。

在修建工程興利的同時(shí)，也要利用巖石力學(xué)，為保護(hù)環(huán)境和生態(tài)平衡服務(wù)，避免或盡量減少森林植被土壤的破壞。為保護(hù)尼洋河水生生態(tài)環(huán)境，西藏林芝多布水電站建設(shè)魚(yú)類增殖放流站，主要負(fù)責(zé)對(duì)5種尼洋河本土魚(yú)類進(jìn)行馴養(yǎng)培育和放流監(jiān)測(cè)，并對(duì)黑斑原鮡、尖裸鯉兩種珍稀魚(yú)類進(jìn)行科研養(yǎng)殖。為保護(hù)魚(yú)類種群的遺傳多樣性，解決電站上下游種群間遺傳交流受阻等情況，多布水電站在樞紐工程左岸專門(mén)修建了魚(yú)道，每年3月至6月開(kāi)放，使魚(yú)類能夠正常洄游產(chǎn)子。這些工程都來(lái)源于對(duì)地質(zhì)條件，巖體性狀的認(rèn)識(shí)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)，從而減少巖石開(kāi)挖量，減少工程對(duì)環(huán)境和生態(tài)的擾動(dòng)和破壞，從而更好的保護(hù)環(huán)境與生態(tài)平衡。

巖石力學(xué)在青藏高原的水利工程中有著重要作用，它是各類工程設(shè)計(jì)中不可或缺的一部分。

供稿：劉冰燦