一、自然地理概况
（一）地形地貌
评估区地形复杂多样。西段为晋西黄土高原和吕梁山地，中段为临汾盆地，东段为太岳、太行山地，地形起伏变化较大，海拔在430～1500m，相对高差1070m。总的地势是中部低，东、西两侧高。永和关—化乐（EA001—EC144），长度113.803km，为晋西黄土高原。地形破碎，沟壑纵横，海拔600～1500m，相对高差900m，由东向西倾斜，黄河岸边一带最低，海拔在600m左右。双锁山最高，海拔1503m，是芝河和桑壁河的地表分水岭。化乐—土门（EC144—ED073），长度233.55km，海拔700～1500m，相对高差800m，属吕梁山南部余脉。土门—大阳（ED073—ED121），长度22.551km，为临汾盆地区，地势平坦，海拔430～700m，相对高差270m，汾河现代河床为最低点，海拔430m。大阳—东要（ED121—EF037），长度25.7144km，为侵蚀黄土台地，海拔700～1100m，相对高差400m，地形自西向东逐渐升高。东要—斑鸠岭（EF037—EJ102），长度138.0611km，为太岳、太行山地，海拔700～1400m，相对高差700m。
根据地貌形态和成因划分为中山、低山、台地与丘陵、山间河谷和山间盆地5类地貌类型和16个亚区。详见表10-1。
（二）气候气象
评估区属暖温带半干旱大陆性季风气候。多年平均气温7.9～12.6℃，极端最低气温-18.6～-25.6℃，极端最高气温37.8～42.0℃。多年平均降水量548.8～622.8mm，年最大降水量893.4～1010.1mm。降水分布不均，山区大于盆地，东南部大于西北部，降水主要集中在每年的6～9月，约占全年降水量的70%。年蒸发量893.4～2034.2mm。春冬季以西北风为主，夏秋季以东南风居多，平均风速1.4～2.8m/s。最大冻结深度永和、蒲县103～107cm；临汾、浮山、沁水61～67cm；阳城、泽州41～43cm。
（三）河川水文
评估区主要河流有芝河、昕水河、汾河、沁河，均属黄河水系。黄河是陕西、山西两省的天然分界线，自评估区西端流过。与管线相交的主要河流基本情况见表10-2。
二、地质环境条件
（一）地层岩性
评估区出露地层有古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系和中生界三叠系以及新生界新近系、第四系，自西向东地层时代由新到老。
永和关—化乐（EA001—EC144），主要分布为第四系上、中、下更新统和新近系松散层，永和一带出露三叠系铜川组和延长组。隰县—蒲县出露三叠系刘家沟组和和尚沟组，二马营组零星出露。化乐—土门（EC144—EC073），分布奥陶系、石炭系、二叠系的下马家沟组—上石盒子组。土门—大阳（ED073—ED121），全部被第四系上更新统和全新统松散土覆盖。大阳—东要（ED121—EF037），分布第四系中、上更新统及新近系松散层，局部有三叠系中、上统铜川组、延长组及侵入岩出露。东要—斑鸠岭（EF037—EJ102），出露寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系，其中浮山—沁水间以三叠系为主，沁水—阳城以二叠系出露广泛，阳城—泽州（斑鸠岭）以奥陶系居多。评估区综合地层见表10-3。
表10-1 地貌分区说明表
续表
表10-2 河流基本情况一览表
表10-3 评估区地层综合柱状表
（二）岩土工程地质特征
根据岩土体的岩性、结构、物理力学性质等的差异，山西段沿线出露的岩土体可划分为7个工程地质岩组，即：
1.坚硬夹软弱中厚—厚层状岩类（
分布于泽州县晋庙铺、李寨和吕梁山一带。由寒武系上统和奥陶系中下统碳酸盐岩组成。灰岩干抗压强度115～140MPa，软化系数0.78；泥灰岩软化系数0.33～0.44。溶洞、溶沟、落水洞等岩溶现象发育，溶蚀作用较强烈。
2.较坚硬厚层状岩类（T1l）
广泛分布于浮山县东部—沁水县。由三叠系刘家沟组较坚硬厚层状砂岩构成。
3.软弱夹坚硬薄—中厚层状岩类（C3t、C3s、P1x、P2s、P2sh、T2er、T2t、T3y）
广泛分布于浮山东部—泽州李寨、犁川，零星分布于吕梁山一带。由石炭系上统太原组和山西组、二叠系下统下石盒子组与上统上石盒子组和石千峰组、三叠系中统二马营组与上统铜川组和延长组组成。岩性主要为砂岩、灰岩、泥页岩及煤层。岩石干抗压强度10～100MPa，软化系数0.3～0.7。
4.软弱薄层状岩类（C2b、T1h）
零星分布于阳城县润城和泽州县李寨、犁川等地及沁水县大尖山山顶。由石炭系本溪组铝土质页岩、三叠系下统和尚沟组泥页岩组成。岩石干抗压强度10～40MPa，软化系数0.3～0.60铝土页岩和泥页岩呈碎片状，易风化。
5.粘性土类（N2+Q1）
零星分布于管线西段永和—蒲县黄土沟谷，由新近系和第四系下更新统构成。岩性为棕红色粘土、粉质粘土，含数层钙质结核。土质较均匀，中密，呈可塑—硬塑状态，无湿陷性和胀缩性。承载力200～300kPa。
6.黄土类（Q2+3）
广泛分布于永和县—蒲县和浮山县。由第四系中、上更新统构成，岩性为粉土。离石黄土（Q2）成因为洪积，黄褐色，上部稍湿，中密，具湿陷性，中下部湿陷性逐渐减弱，直至消失。马兰黄土（Q3）成因为风坡积，浅黄—黄褐色，稍湿，稍密—中密，具湿陷性，多属自重湿陷性黄土。北留—周村一带马兰黄土成因为坡洪积，浅黄色，稍湿，稍密，具湿陷性，属非自重湿陷性黄土。
7.砂卵砾石类（Q4）
条带状分布于芝河、昕水河、沁水河、芦苇河、沁河等山间河谷，由第四系全新统组成，岩性主要为砂卵砾石，颗粒大小不均。
（三）地质构造与地震
山西处于一级构造单元华北准地台的中部。总体可划分为鄂尔多斯断块（台坳）和吕梁—太行断块（山西断隆）。管线经过的构造单元见表10-4，各单元构造形迹见图10-1。评估区共有断裂19条，与管线相交的有12条，其中有4条具活动性。
（1）离石断裂：是鄂尔多斯断块与吕梁—太行断块的分界构造，总长约270km。发生于蒲县一带的3次5级地震均位于该断裂。
（2）罗云山山前活动断裂：洪洞—临汾凹陷北段西界断裂。走向呈北北东向，延伸长度20km。自新生代起，断裂的西盘呈反向发展为正断层，东盘下降，不但石炭系、二叠系被错断，第四系下更新统也被错断。据钻孔揭示，上更新统底界埋深近40m，按晚更新世10万年计算，断层平均活动速率为0.4mm/a。
表10-4 评估区构造单元区划表
（3）浮山活动断裂：是临汾—运城新裂陷东侧断裂，与管线相交于EF038的298°方向600m处，走向北北东，延伸长度约70km。在北王—北韩和赵家坡都可见断陷错断中更新统、上更新统下部。在王子堡村东，中更新统被错断达50m，表明断裂活动至第四纪中更新世、晚更新世早期仍有活动。1209年沿断裂带发生过
（4）晋获活动断裂：又称太行大断裂，是沁水块坳与太行山块隆的分界断裂，断裂南端距管线（EJ012）1300m，总体走向北北东，山西境内延伸长度约320km。在该断裂经过的和顺、高平、晋城等发生过多起地震，属继承性活动断裂。
管线经过汾渭地震带（也称山西地震带）。据记载，山西地震带绝大多数中、强地震集中在临汾断陷盆地中；而两侧山区地震相对较少，是地震活动较弱的地区。
从公元446年到2000年，盆地内记录到M≥4级的地震14次，其中
西气东输管道工程地质灾害危险性研究
根据最新地震区划，山西段50年超越概率10%水平的地震烈度：午城以西Ⅵ度，午城—云中山东麓Ⅶ度，云中山东麓—大阳（临汾盆地）Ⅷ度，大阳—沁水Ⅶ度，沁水以东Ⅵ度。地震动加速度峰值：午城以西50gal，午城—云中山东麓100～150gal，云中山东麓—浮山200gal，浮山—沁水100～150gal，沁水以东50gal。地震危险性分析，临汾为8级潜在震源区，浮山为7级潜在震源区。
（四）水文地质条件
评估区地下水可划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙水、碎屑岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙水和碳酸盐岩类裂隙岩溶水4类（图10-2）。各类水对管线施工和运营影响不大。
1.松散岩类孔隙水
（1）丘陵区
黄河以东及临汾盆地两侧黄土丘陵区，大面积出露黄土类土，地下水含水层为粉土、粉质粘土，局部为砂砾石或钙质结核，由于受水的侵蚀切割作用，沟谷发育，不利于地下水的储存。在梁峁地区一般是透水而不含水，仅在冲沟沟头，当下伏新近系红土隔水时，局部赋存少量上层滞水或潜水，动态变化大，没有统一的地下水位，富水性较差，仅能作为人畜饮用水源。在现代较大山间河谷中，由于受地表水的补给，富水性相对较好，如昕水河蒲县河段和芦苇河芹池—润城。水位埋深2～10m。管线在河谷地段有时要遇到地下水。水质类型以HCO3—Ca型为主，矿化度20～45mg/L。
（2）盆地平原区
① 浅层潜水
图10-1 西气东输管道工程山西段地质构造图
燕山期断块：1.二级构造单元界线；2.三级构造单元界线；3.四级构造单元界线；喜马拉雅期新裂陷：4.新裂陷边界线；5.新裂陷内次级单元界线；6.背斜、向斜；7.推测背向斜；8.基底断裂；9.盖层断裂；10.一般断裂；11.正断层；12.性质不明断断层（实测、推测）；13.管道线路
在临汾盆地中部，含水层为上更新统和全新统砂、砂砾石层，厚10～30m，是良好的含水层，地下水量丰富，且有由中心向两侧递减的规律。地下水由边山向汾河方向径流，排向河流。水质类型为HCO3·SO4—Na·Mg型水，矿化度100～300mg/L；高阶地和山前地带水质良好，为HCO3·SO4—Ca·Mg型水，矿化度50～100mg/L。该区地下水位埋深5～12m，水位年变幅0.2～1.5m，水位以下在细砂分布地段有液化现象，对管道施工有影响。
② 中深层水
中深层水含水岩组为中下更新统冲洪积、湖积砂层、粉质粘土，含水层厚度30～50m，具承压性，富水性中等，水质类型为SO4·Cl—Na、HCO3·SO4—Na、HCO3—Na·Mg型水，矿化度50～300mg/L。地下水位埋深在30～160m，对管线无影响。
2.碎屑岩类裂隙水
含水介质主要为二叠系和三叠系砂页岩，广泛分布于永和—蒲县、沁水—阳城地段，由于含水层出露位置较高，地形切割严重，降水入渗后多在沟谷低凹处以下降泉的形式排泄于地表。泉流量一般小于1L/s，富水性属水量贫乏，水化学类型多属重碳酸型和重碳酸硫酸型，矿化度130～550mg/L，动态呈季节性变化。
3.碎屑岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙水
含水岩组为石炭系山西组和太原组。零星出露于阳城县润城—北留和蒲县黑龙关、泽州李寨、犁川、晋庙铺和阳城润城等地，含水介质主要为砂页岩间所夹5～7层灰岩，同时灰岩下部的煤层和页岩起相对隔水作用，较富水，单井涌水量多在360～960m3/d，但由于采煤影响，破坏了含水层结构，致使地下水呈逐渐疏干状态，水化学类型一般为重碳酸硫酸型，矿化度210～1290mg/L。
4.碳酸盐岩类裂隙岩溶水
主要出露于泽州县，在临汾盆地西边山一带也有零星分布。含水岩组主要为上、下马家沟组。含水介质主要为灰岩。富水性极不均匀，评估区内出露的岩溶大泉有龙子祠泉、延河泉、三姑泉等，泉水出露标高分别为478m、464m、302m，流量分别为623L/s、4500L/s、3370L/s，水化学类型分别为HCO3—Ca型、HCO3·SO4—Ca型，HCO3·SO4—Ca·Mg型，矿化度分别为500mg/L、370mg/L、430mg/L。
（五）矿产资源
评估区蕴藏的固体矿产集中分布于沁水块坳，即EF—EJ段，其次是吕梁块隆，即EC段东部和ED段西部，主要有煤、铁、石灰岩、粘土矿、铝土矿、重晶石、白云岩等十余个矿种。其中分布面积和蕴藏量最大的为沁水煤田和河东煤田，目前探明的储量仅晋城就达271.77亿吨，占山西无烟煤的54.65%，占全国无烟煤的25.6%。含煤地层主要为石炭系太原组和山西组。太原组含煤5～8层，其中15#煤厚1.23～7.7m，稳定可采，属主采煤层，9#、10#在EF段局部可采；山西组含煤4层，其中3#煤厚3.42～6.91m，稳定可采，属主采煤层。评估区现有煤矿159座，年产量一般在10万吨以下，较大的有临汾蛇凹沟，蒲县黑龙关、阳城卧庄煤矿，年产量分别达21万吨、30万吨、21.9万吨。主采9#、10#煤中EC段11座，ED段38座，EF段2座；主采3#煤EH段52座；主采15#煤EJ段55座。管线经过的煤矿有19座。
铁矿分布于EF、EH、EJ段，含矿层位主要是中石炭系本溪组底部，一般厚0.5～2m。多为小型矿床或矿点，评估区内铁矿共有53座，集中分布于EH段。其他矿种储量小，呈零星点分布，开发利用程度低。
此外，在EG—EH段的沁水煤田还蕴藏有丰富的煤层气资源。含气面积约400km2，煤炭平均埋深在600～700m,3#、9#、15#煤总厚约15～20m，目前探明地质储量1000多亿m3，属特大型非常规天然气田。
图10-2 西气东输管道工程山西段水文地质图
松散岩类孔隙水：1.水量丰富；2.水量中等；3.水量贫乏；碳酸盐类裂隙岩溶水：4.水量中等；5.水量贫乏；碎屑岩类裂隙水：6.水量中等；7.水量贫乏；8.变质岩类裂隙水；9.岩浆岩类裂隙水；10.有供水意义的下伏岩溶水含水岩层（中等富水）；11.
三、人类工程活动对地质环境的影响
评估区地质灾害主要是因采煤、铁引起的地裂缝、地面塌陷和由此而诱发的滑坡和崩塌，人类工程活动破坏或恶化了自然地质环境，这是不可恢复和很难恢复的。有些非人为引起的灾种经改造后逐渐消失，如临汾盆地（ED段）以往盐碱化严重，多年来人类在生产活动中对其整治、改良，目前盐碱化已消失。
四、地质环境条件复杂性等级的分段划分
地质环境条件简单的管线长度88.504km，占总长的27.36%；中等的管线长度122.26km，占全长的37.80%；复杂的管线长度112.72km，占全长的34.84%。地质环境条件复杂程度分段划分见表10-6和图10-3。
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