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1、一、气象、水文特征（一）气象阳泉市地处山西东部，中纬地带，太行山中段西侧。桃河两岸属于内陆高原、暖温带季风气候带的大陆性气候，四季分明，夏短而冬长，常为春旱少雨、冬寒少雪，干燥多风，十年九旱。本市处在山间谷地之中，气候比西面的太原温暖，较东面的石家庄凉爽。冬季盛行西北风，寒冷干燥。夏季盛行东南风，高温多雨的大陆性季风气候是本区气候的主要特征。1、气温据阳泉市30年的气温资料：1月份平均气温4.7，7月份平均气温24.9，年平均气温为10.8。极端最高气温出现在1955年7月24日，为40.2；极端最低气温出现在1954年12月29日，为19.1。这些数字表明，本区冬季温差较大，季节变化明显，气
2、候具有大陆性特征。春季：3月至5月，一般情况是3月底解冻，气温上升速度较快，初春期间每日平均气温升高1以上。3、4、5月最高气温为12.2、29.3、33.3，最低气温为9.4、1.4、3.4。夏季：一般在6月上旬至8月中旬，气温较高，一般最高气温为35.9、36。37.2。极端最高气温达40.2。秋季：9月份以后，天气多为晴天，气温冷暖适中，秋高气爽，但持续时间较短。随着北方冷空气势力的不断加强，降温剧烈，大部分地区在10月中旬出现霜冻，10月底以后，偏西风已占优势，冬季环流基本形成。冬季：一般在10月下旬至4月初，西部山地西坡平缓，东坡陡峻，对冬季风不仅起不了阻挡作用，反而容易引导冬季风在
3、超过不高的缓坡后，很快顺着陡坡冲下来，因而冬季常有寒潮侵袭，冷空气过境时，伴有大风，气温大幅度降低，使冬季较长而寒冷。气温一般在105之间，极端最低气温为19.1。2、光照日照时间以地域分布，在本区变化不太明显，年日照2696.3小时。一年中，5月份日照时数最长，12月份日照时数最短。78月处于雨季，云雾多于其它月份，日照百分率最低；45月份处于旱季，晴天多，日照百分率最高；310月份正是植物的生长季节，每月的日照时数均在220小时以上。全年在气温高于0期间的照时数为2339.6小时，占年日照时数的83.7；高于10期间的照时数为1627小时，占年日照时数的58.2。3、降水 多年平均降雨量为
4、572mm。最大年降水量为发生于1963 年的1134.8 mm，为其均值的2.2 倍，最小年降水量为发生于1972 年的227.8 mm，降雨量多年变化详见图2-1。图2-1 阳泉市近1995-2007年降水量直方图春季： 因冬季风占优势，冷空气活动频繁，天气乍暖还寒，风速加大，干旱严重，平均降水量65mm左右，仅占年平均降水量的12.2。夏季： 从6月份起季风环流起了根本变化，到7月份明显受夏季风控制，常刮东南风，雨量集中在7、8两个月，降水量达340mm，占年平均降水量的66.4。秋季： 一般在8月中旬至10月中旬，夏季风开始向冬季风转换，雨量逐渐减少。占年平均降水量的18.7。冬季：本
5、区冬季盛行偏西风，冷空气活动频繁，气候寒冷干燥、多晴天，季降水仅占平均降水量的2.7，降水日数年平均只有3.8天。阳泉市区降雨量年内变化详见图2-2。图2-2 阳泉市区降雨量年内变化曲线图4、蒸发量本区年蒸发量平均1362.5mm，最高年蒸发量1513.4mm，最低年蒸发量1108.8mm。56月蒸发量最高，为386.lmm。前半年6个月总蒸发量861.4mm，占全年总蒸发量的68.5。常年蒸发量大于降水量，为境内气候干燥的重要原因之一，尤以35月和89月为最，故往往出现春旱和秋旱。（二）、水文本区地表水主要有境内的桃河水和境边的义井、洪城河水。这些河流均出娘子关入河北省，属海河水系，所有地表
6、水量均为降雨后形成的地表洪流，流经时间短，无清水流量，水流利用率低，全境被桃河分割，支流流域面积很小，流域长度短，沟道纵坡陡急，无大型集中蓄水条件，雨量集中在7、8、9月，其它月份雨量次之。冬季冰雪融化，水量也极有限度，一年四季水量相差甚大。1、桃河位于市区中心，是境内第一大河。它发源于阳泉西北25.5公里处的寿阳县东南的土统岭，由西向东横贯市区，在娘子关镇的磨河滩村与温河相汇合。桃河全长80公里，流域面积1324平方公里，矿区以上为清水，以下为季节河。本区境内约5公里，全河支流18条，本区有3条。河底为卵石冲土，平时水宽不足10米，水深0.25米，如遇春夏之交，天旱之时，往往水量大减，甚至干
7、涸。据历年汛期观察资料录：最高水位达6米以上，最大洪峰流量2000m3s，最大雨季为2200 m3s，一般雨季为580 m3s，干旱时为0 到6 m3s，含沙量为270kgm3。1966年8月23日10时至21时降暴雨271.4mm，桃河水陡涨，最大洪峰为1930 m3s。近40年来，曾有4次洪水上岸。2、五渡河属桃河水系，位于本区北面，是城区与郊区的自然界河，南流五渡村，汇合注人桃河，沙土底质，全长6.8公里，河床宽2030米。3、义井河位于市区东面，发源于狮脑山，流经西峪掌、西峪村、大阳泉、义井至白羊墅汇人桃河。全长10.5公里，底质沙石，河床宽3050米。4、洪城河 位于本区东南，是本区
8、与矿区的分界河，发源于魏家峪山麓，全长5公里，河床宽1020米，区境内近年来筑坝修涵多处，已成为地下河。二、地形地貌（一）、区域地形地貌阳泉市位于山西省东部，地处太行山脉中段西侧的山间盆地之中，四周环山，地面海拔6601272m。全市地形为西北高、东南低的阶梯形地貌，主要山峰有西北部的刘备山(1272.5m) ，西南部的狮脑山(1160.2m) ，北部的凤凰山(1149.5m) ，坡陡谷深，岩石裸露，植被发育一般。见区域地形地貌航空照片2-1。照片2-1 区域地形地貌航空照片三、地层岩性阳泉位于山西断隆沁水盆地之东北边缘，地层为华北陆台相，出露的地层有：石炭系(C) 、二叠系(P) 和第四系(
9、Q) 。煤系地层总厚度220260m。石炭系（C）本溪组（C2b）：由灰色、灰黑色、黑色泥岩，浅灰色铝质泥岩（俗称“山西式铝土矿”) 、暗灰色泥晶灰岩及薄煤层组成。底部为“山西式铁矿”。太原组（C3t）：由灰黑色或灰色砂岩、砂质泥岩、灰岩和煤组成。含煤8层，从上而下依次为8#煤、9#煤、.15#煤。其中12#煤、15#煤为全区稳定可采煤层，其余为局部可采煤层。底部砂岩为灰白色长石石英砂岩厚515m。二叠系（P）山西组（P1S）：由灰黑色陆源碎屑岩及煤组成。包括两个三角洲相沉积旋回，含煤6层。从上往下依次编号为1#煤、2#煤、.6#煤。其中3#煤为全区稳定可采煤层，底部砂岩标志层一般为灰白色中粗
10、砂岩，厚610m。下石盒子组（P1X）：由灰白色或黄绿色中粗粒砂岩及黄色泥岩组成。顶部为铝质泥岩，风化后呈紫斑、黄斑色，具鲕状结构，厚15m，俗称桃花泥岩。上石盒子组（P2S）：由红褐色砂泥岩及灰白色砂岩，黄色或黄绿色泥岩及砂岩组成。石千峰组（P2sh）：由鲜红色或紫红色砂岩、砂泥岩及泥岩组成。一般为粗砂岩或相变为含砾粗砂岩，斜层理发育。第四系（Q）：由黄土、红土及松散洪积物和堆积物组成。四、地质构造与区域地壳稳定性（一）、区域地质构造位置评估区大地构造位置处于中国华北地台山西断隆东部的中段，太行山深断裂西侧。山西地震带所涉及的大地构造带范围是中朝准地台内的鄂尔多斯台坳、山西断隆以及豫西断隆和
11、燕山台褶带的部分。（二）、区域地质构造特征阳泉市在区域地质构造上属于山西断隆区，山西断隆区指秦岭以北、燕山以南，东西两侧分别被北北东向太行山山前断裂带、离石构造带所围限的区域，其构造型式特殊，一直是我国地震地质学界研究的一个重点。山西断隆自中元古代以来处于相对隆起状态，基底岩系出露较广泛，古生代以来的沉积盖层发育较完整。山西断隆在古生代时期的构造运动以升降作用为主，全区没有褶皱作用、岩浆活动等。自中生代开始，地壳活动性显著加强，其中最重要的一次地壳运动燕山运动形成了盖层构造的基本轮廓：褶皱平缓开阔，断裂一般发育在向斜边缘，构造线方向以NENNE向为主，其次是EW向的构造线。北东方向构造形成主要
12、表现为一系列的挤压面和斜交面的扭裂面成直交的张裂面，从平面分布上看，二矿、四矿比较发育，呈一些密集向、背斜，与这些向、背斜呈平行套合的断褶组合带，并且呈雁形排列相间出现；一矿、三矿井田次之，主要体现为一些舒缓波状的短轴褶皱群和一些北东向的张裂面。北北东向构造在本区的西北部发育较好，主要分布在一矿、三矿井田西部。这些北北东向褶皱构造近似雁行排列，斜列展布，与褶皱配套的两组“X”型扭裂面在本区也较发育,其中北北西向较发育，北东东向较差，它们均以小断裂形式出现。东西向构造带主要分布在矿区的北部及一矿、二矿、三矿、四矿以及荫营井田，它们与北东方向和西北方向构造复合形成拉长的“S”形，如桃河向斜，同时还
13、常常横跨切割北北东向的褶皱构造，见图2-6。图2-6 桃河向斜平面展布示意图评估区在新生代地壳构造仍表现为强烈的断块升降。自第四纪以来，评估区所在的区域地质构造运动以上升为主，这从桃河流域的地形地貌特征上可以看出：山高谷深，河流下切、侵蚀作用强烈，古河流阶地远远高出现在的河床等等。（三）、评估区及附近主要断裂构造阳泉市位于新华夏系沁水凹陷的东北边缘, 其东部是新华夏太行山隆起带,西部及西北部是新华夏系多字型，构造太原盆地，北部是38东西向构造亚带。这样本区由于东部太行山北部五台山隆起，形成了沿西北走向往西南倾斜的一个规模较大的单斜构造。在这个单斜面上发育有次一级不同类型构造形迹。评估区的构造断
14、裂分布情况见图2-7。调查评估区构造地质资料可知，山西断块区在中生代有三条近南北向互有联系的巨型剪切带，断块北侧为燕山阴山、南侧为秦岭巨型构造带，在北西南东挤压作用下，两条纬向构造带作右旋压剪切活动，其间所夹山西断块的南北向边界作左旋压剪切活动，形成三条近南北向的巨型剪切带，由于剪切带内褶皱变形、断层活动，致使山西断块发生近东西向缩短，其南北两端被两纬向构造牵引分别向南西和北东偏转。从地层分布看，山西断块雁行褶皱过程在燕山运动早期就已开始，中部巨型剪切带的恒山五台山背斜之下20km深处已出现近水平的滑脱断层，随着背斜两翼产生逆冲断裂（即口泉断裂和系舟断裂以及朔县六棱山背斜上的六棱山断裂，口泉断
15、裂在深处与滑脱带相交后继续向西北逆掩），在背斜上出现叠瓦状逆冲断裂（即六棱山断裂，五台山北麓断裂以及系舟山断裂，前二者在深处也与口泉断裂相交），与此同时，在背斜上的唐河断裂一带使早期辉绿岩脉破裂面再次张开，形成垂直背斜轴的横张地堑并沉积了侏罗系。东、西部巨型剪切带同期也形成了一系列雁行褶皱和断裂，而且，东带的紫荆关断裂带侵人了燕山期花岗岩，形成了巨大的军都山岩浆岩带，断层两侧地块被牢固“焊接”；同样，西带吕梁山上的春景洼西马坊断裂也被巨大的燕山期花岗岩体“焊接”。目标层(R)评估区1.背斜；2.向斜；3.断层及编号：(1)口泉断裂；(2)六棱山（桑干河）断裂；(3)五台山北麓断裂；(4)系舟山
16、断裂；(5)交城断裂；(6)东社断裂；(7)春景洼西马坊断裂；(8)霍山罗云山断裂；(9)吕梁山山前龙门山断裂；(10)中条山北麓断裂；上黄旗乌龙沟断裂；(12)紫荆关断裂；(12)晋获断裂图2-7 阳泉及其附近主要构造断裂示意图山西断块南部即中条山背斜于中生代一直遭受强烈挤压，在这一过程中形成吕梁山山前龙门山断裂和中条山北麓断裂，尤其后者北端向北北东扩展，形成太岳山背斜、背斜上的交城断裂、太谷断裂以及一系列张剪切破裂.随之出现了霍山马头山背斜、霍山罗云山断裂以及一系列纵张破裂（汾东、汾西断裂）、横张破裂（苏堡断裂）。新生代应力场发生变化，为北东南西向的挤压，没被焊接的断裂相继被拉开，形成了大
17、同盆地、运城盆地、晋中盆地、临汾盆地和忻定盆地。五台山背斜上朔县六棱山次级背斜的西南段被断陷于大同盆地中，形成黄花梁隆起并伴有火山喷发。太岳山背斜上的张剪性破裂带的西端重新活动，成为临汾盆地中洪洞凹陷部分边界断裂，临汾凹陷中的汾东和汾西断裂继续纵张断陷而成为该凹陷中最深的地段。可能对评估区影响较大的断裂是晋获断裂，下面简要对上述的断裂进行分析。晋获断裂南起晋城市北经平定县至河北省鹿泉市（原获鹿县），全长320公里，断裂走向10至25，断裂面倾向西北，倾角40至60。上新世以来断裂表现为正断层性质的错动，由此在下盘形成了一系列北北东方向排列的凹陷，如长治断凹，断裂带附近在昔阳和左权一带还喷发了上
18、新世玄武岩。断裂带北段的昔阳、和顺一带还发生过4个5级地震，说明断裂带现今仍有活动。晋获断裂上新世以来的垂直断距只有300米左右，因此是一条垂直错动量较小的断裂，对评估区的影响有限。（四）、地震概况1、山西省历史强震山西省地震带是属于大陆内部一个板内地震带，也是我国历史上强震较多的一个地震带。有史料记载以来（公元前780年-1989年），山西地震带共发生四级以上地震200多次，其中6-6.9级地震25次，7-7.9级地震5次，8级地震3次，详见表2-1及图2-8、2-9。表2-1 山西地震带历史地震目录编号地震时间震中位置震级地点震中烈度纬度经度1公元前78034o30107o486-7岐山2
19、公元前23139o54114o366蔚县3521.5.2138o54112o487.5代县4649.9.1236o06111o306.5临汾5793.5.2734o54110o246永济61022.439o48113o066.5应县71038.1.938o24112o547.25定襄81102.1.537o42112o246.5太原91181.335o48111o306.25临汾101209.12.436o00111o486.5浮山111291.8.2536o06111o306.5临汾121303.9.1736o18111o428洪洞131305.5.339o48113o066.5怀仁1413
20、37.9.840o24115o426.5怀来151366.8.738o24112o306忻州西南161484.1.2940o30116o306.75居庸关171487.8.1034o24108o546.25临潼编号地震时间震中位置震级地点震中烈度纬度经度181501.1.1934o48110o067朝邑191556.1.2334o30109o428华县201568.4.134o24109o006西安211568.5.1534o24109o006.75西安221641.10.2337o12112o306.5平遥231618.5.2037o00111o546.5介休241618.11.1639o4
21、8114o306.5蔚县251626.6.2839o24114o127灵丘261628.10.740o36114o126.25怀安271642.6.335o06111o066平陆281673.10.1940o30113o306.5天镇西291683.11.2238o42112o487原平301695.5.1836o00113o308临汾311720.7.1240o24115o126.75沙城321815.10.2334o54111o066.75平陆331989.10.1839o57113o506.1大同-阳高评估区图2-8 山西省各地历史遭受的最高烈度图图2-9 山西地震带5级以上地震分布图2
22、、山西省现代微震现代地震活动是指1815年到现在山西地震带的地震活动。1815年山西地震带南段平陆63/4级地震，揭开了华北地震区又一个活跃期的序幕。1953年，中国科学院地球物理研究所在大同、太原建起两个地震台，1971年起临汾会战，又在临汾盆地周围建立起小区域台网，会战结束后，山西境内已有13个地震台。从1956年-1989年，山西地震台共记录4-4.9级地震90多次，3-3.9级地震600多次，2-2.9级地震2500多次。总体看来，微震突出的密集段是山西中部地区，即太原盆地及其两侧，约占总频数的4550%，而具有强震背景的忻州、渭河、临汾等盆地，微震反而较少。进一步分析，山西中部地区的
23、微震活动主要集中在三个地区：太行山区的平定、昔阳一带；太原盆地东部即沿太谷断裂分布；太原盆地北部及太原地区。3、评估区地震概况根据中国地震目录及山西台网报告等资料，评估区内未发生过强震，但多次受到邻区强震的影响。据评估区较近的平定，在1956年发生了两次5级地震，震中烈度度，震中位置为北纬37.9、东经113.9。（三）、新构造运动晚第三纪以来，本区以断裂构造运动为主，以断陷带内一系列盆地断陷下沉，山区相对上升为主要特征，因此各盆地接受了巨厚的沉积物，形成了大面积的冲积和洪积平原，并反映出新构造运动的继承性特点，详见表2-2。断陷带内主要的活动断裂，有北东东、北东和北北东，它们既控制了每个盆地
24、的主要边界，也控制了盆地发育；次要的活动断裂为北西、北西西向断裂，规模较小，它们控制了盆地的次要边界。表2-2 山西地震带各断陷盆地沉积厚度断陷盆地新生界以来的厚度Q(m)K1(m)延怀盆地10002300大同盆地8003500忻定盆地3782400临汾盆地6003800太原盆地8002200运城盆地5405260渭河盆地12856800山西地震带所在地区的地势北高南低，东高西低，表现出由东北向西南的掀斜运动，第四纪以来，这种掀斜运动更加突出。虽然太原盆地第四纪厚度最大，但在盆地内也表现出北浅南深的不均与沉降趋势。盆地断陷特点是沉积物北部薄，南部厚，沉降中心偏于南侧。掀斜运动反映出北东向的挤压
25、作用，北西向的引张作用。这与评估区第四纪沉积特征基本一致。六、水文地质条件（一）、地下水类型及富水性区内含水层较发育，多为不饱和的含水层，覆盖在煤系地层之上的有上、下石盒子组中的砂岩带，厚达20m，黄色基底砂岩厚8m，它们出露层位较高，大多数形成断崖，含水量在雨季较大，露头底部四周形成下降泉，近些年来，随着3#煤的开采，其上部的含水层大多受到破坏。山西组中的含水层主要为第三砂岩带，厚8m，粗粒结构，胶结性强，节理较发育，为坚硬厚层砂岩。此外，在基岩与松散堆积层之间可含孔隙水，但其含水量较少。区内风化侵蚀作用强烈，虽然河流遍布，但本区气候干燥，降水量较小，河谷中的径流量甚小，主要是季节性河流，甚
26、至许多是干谷。区内的含水层主要接受大气降水的补给，因此水量不大。随着采矿活动的加剧，破坏了原有的、天然的地下水循环系统，造成地下水位下降，使本来就很少的泉水也逐渐干涸。（二）、地下水动态特征位于多层采空区上方，煤层赋存于泥岩中，含水量较差，上覆含水层水向采空区直接补给，加重采空区顶板塌落。松散层孔隙水补给来源主要是大气降水，富水性差。收集的资料显示，本区50米范围内未见地下水。（三）、地下水补给、迳流与排泄条件地下水的补给来源主要为大气降水垂直入渗补给及周围岩层裂隙水的侧向迳流补给，其次为地表水的入渗补给和灌溉回归渗入补给。区内地下水的排泄方式主要为人工开采和自然排泄，人工开采主要以农田灌溉、工业用水、生活用水为主；自然排泄包括蒸发及向下游侧向流出。14
