2.3 自然条件
2.3.1 地形地貌
五指山市位于海南岛中南部腹地，是海南省中部少数民族的聚居地，也是海南岛海拔最高的区域，昌化江上游支流南圣河自东向西蜿蜒贯穿城区。区内地面高程一般在300～1867m之间，相对高差50～1500m不等，属丘陵—中山地貌单元，区域内多为花岗岩山体，山体坡度一般在25°～45°之间，风化层厚度普遍较大，坡度较陡段基岩出露。坡面植被发育较好，既有自然状态的原生林分布，也有次生的橡胶、槟榔等。
2.3.2 气象、水文、地质
2.3.2.1 流域概况
南圣河为昌化江的一级支流，分布在昌化江上游，发源于保亭黎族、苗族自治县分水贤岭一带，位于海南省中部，地理坐标为东经109°19′～109°44′，北纬18°39′～19°02′。南圣河从东往西穿行于五指山市西南部，流经毛祥、五指山市、毛道、毛枝，于乐东县万板村汇入昌化江，流域面积660km2，干流全长61.8km，平均坡降5.03%，落差607m。
南圣河流域周边分水岭一般在500.00m高程以上，地势由东向西倾斜。流域地层为花岗岩和第四纪残坡积土和河流冲洪积物；流域植被良好，雨量充沛。8—10月是台风盛行季节，往往带来暴雨和大暴雨。
南圣河由上游的五指山河与七指岭河交汇而成，沿线支流众多，有一级支流太平溪、什曼河、草头河，与干流呈梳齿状分布，集水面积均不大。
南圣河干流自东向西流经市区，距离市区上游最近处建有军民电站，坝址处集水面积79.7km2，拱坝坝顶高程约440m，通过明渠引水至下游约3km处的电站前池，由管道从前池引水发电，电站装机容量1200kW，利用水头约70m。其下游200m处建有南圣河灌溉水陂。
2.3.2.2 气象
南圣河流域地处北热带与中热带接壤地区，在中、高纬度天气系统的环流入侵下，形成热带岛屿季风气候，高温多雨。境内热带季风性海洋气候特点明显，夏无酷暑，冬无严寒，四季温和。
（1）降水。流域上游降水量大、下游降水量小，呈现由东至西递减的趋势，多年平均年降水量2270.1mm，年内分配极不均匀，5—11月降水量约占全年降水量的83%，其余月份仅占17%；夏秋季台风活动频繁，台风暴雨是本地区洪水的主要成因。
（2）日照。多年平均2444h。太阳辐射量13万cal/cm2左右。
（3）气温。多年平均气温22.4℃，其中，1月平均气温19.8℃，6月平均气温27.5℃，历年最高气温38.5℃。
（4）蒸发。多年平均年蒸发量1080mm。
（5）风速。多年平均10min最大风速13.6m/s。
2.3.2.3 水文
南圣河流域自20世纪50年代开始设站进行水文观测，先后设立2处水文站、9个雨量站。其中毛枝水文站集水面积610km2，具有1958—1995年的连续观测资料，观测项目为水位、流量、降水；通什水文站集水面积292km2，具有1991年至今的连续观测资料，观测项目为水位、流量、降水；其余9处雨量站分别设立于20世纪50年代—70年代，具有连续的雨量观测资料。南圣河流域有关水文测站情况见表2.3-1、图2.3-1。
表2.3-1 南圣河流域有关水文观测站一览表
图2.3-1 南圣河流域水文、雨量站网图
利用水文比拟法，根据通什站1996—2010年径流资料对毛枝站径流系列进行插补延长。根据毛枝站插补延长的1959年6月至2010年5月共51年的径流系列进行频率分析，矩阵法初估统计参数，采用P-III型理论曲线与实测点据配线，得出毛枝站年径流设计成果。利用水文比拟法计算出各取水口年径流设计成果，见表2.3-2。
表2.3-2 毛枝站及各断面取水口年径流设计流量成果
根据毛枝站长系列径流资料，考虑面积加雨量修正得到的各规划工程点长系列日平均流量过程，即（1959年6月至2010年5月）共51年的径流系列，由此系列统计得到各保证率流量及出现天数、持续最长时间等。毛枝站及各规划工程点坝址设计保证率流量、出现天数、持续出现最长天数及其相应时间见表2.3-3。
表2.3-3 毛枝站及各断面日平均流量保证率成果表
续表
根据工程点的地理参数、暴雨特征参数，采用水文比拟法和《广东省暴雨径流查算图表》（使用手册）推荐的广东省综合单位线法和推理公式法计算设计洪水，计算成果见表2.3-4。
表2.3-4 毛枝站及各断面设计洪水成果表 单位：m3/s
根据工程施工安排，枯水期五指山取水口C处分期洪水成果见表2.3-5。
表2.3-5 五指山取水口C处分期洪水成果表 单位：m3/s
2.3.2.4 地层岩性
区域出露的地层岩性主要有燕山期侵入岩及第四系松散堆积层。
（1）新生界第四系。主要为残坡积层及冲洪积层。前者主要分布在山坡上，厚度一般1.0～2.0m。后者主要分布在南圣河及其两岸的河流阶地上，上部主要沉积物为黏土、砂质黏土，其下部及河床为砂层及砾卵石层，分布范围有限，厚度3.0～8.0m。
（2）侵入岩。主要为华力西期 （二叠纪）
、印支期
至燕山期
侵入的黑云母二长花岗岩、花岗闪长岩、二长花岗岩等花岗岩类，局部穿插有后期侵入的闪长岩、辉闪岩脉等。局部花岗岩类岩体有变质现象，与后侵入体的形态有密切关系，其中，黑云母二长花岗岩
为本区分布最广的岩体。
2.3.2.5 水文地质
区域浅部地下水按含水介质类型划分，主要为孔隙潜水含水层、裂隙潜水含水层。孔隙潜水主要赋存于地表松散堆积物及相对较缓的沟谷斜坡地带的坡积物和沟谷底部发育的冲洪积砂砾石中，接受大气降水补给和上游地下水的侧向径流补给，含水量较丰富、径流较强烈，向沟谷下游排泄，地下水位变化与降雨关系密切。裂隙潜水赋存于基岩表部裂隙中，含水量空间变化较大，雨季有水旱季干枯。接受大气降水补给，含水量较小，径流缓慢，向岩层出露最低点方向排泄，因裂隙连通性不均匀性和水位差存在，有时形成裂隙承压水。
2.3.2.6 地质构造与地震动参数
本区在大地构造单元划分上属于华南褶皱系（一级构造单元）五指山拗陷带（二级构造单元）。自古生代以来，经历了多期构造运动，其中以印支运动和燕山运动较为强烈。区内主要显示北东及北北东向构造，次为北西向构造。本区位于海南岛中部隆起区，尖峰—吊罗断裂从区内通过，该断裂带位于北纬18°40′～18°52′，横贯乐东、保亭、陵水和万宁等市县，东西长190km，主要由感城—万宁断裂带和尖峰—吊罗断裂带等组成。沿断裂带有热温泉分布，东西两端海蚀地貌发育，广泛发育燕山期花岗岩侵入和火山岩活动，是三亚地层与五指山地层分区的分界线，对海南地层和五指山地层分区的形成有着明显的控制作用。工程区地质构造相对较简单，现场查勘过程中未发现较大规模断裂构造。工程区位于尖峰—吊罗断裂带以北的相对稳定的区域内。五指山市地震动反应谱周期区划见图2.3-2。
图2.3-2 五指山市（原通什）地震动反应谱周期区划图
据历史资料记载，海南岛地震活动波及范围广，但强度不大。岛的北部琼山一带破坏性地震次数较多，强度较大，火山活动集中。区内未发现明显的晚近期构造活动，亦未发现现代活动断层，故本区属于相对稳定地区。
根据《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期值为0.35s，相应地震基本烈度为Ⅵ度。属稳定性好的地区。