水文地質和氣象是屬於什麼環境
1. 水文地質的水文地質
盡管19世紀已開始使用水文地質學一詞,但到20世紀初科學家Mead才給出這個術語一個廣泛的含義:水文地質學是研究地表以下水的發生與運動。20世紀50年代末期到80年代早期這將近30年的時間里,水文地質學一下子成熟了,成為地球科學羽翼豐滿的一員。1960年之前,水文地質學主要是地質學家的領域,作為一個自然科學家,對於控制地下水流動的因素和規律,毫無興趣或者知之甚少,任憑差分方程式去加以描述。另一方面,工程師在估算井的單位出水量和總出水量時,只顧得計算,處於岩層「透水」和「不透水」之間的灰域之中,無所適從。
久遠以前直到20世紀50年代,兩種分叉的、幾乎完全獨立的方法,各不相關地沿著平行的路徑研究著地下水;一邊被科學家好奇心所驅使;另一邊受到工程師務實精神的推動。兩個分支的演變在時間上也可以分為兩個階段:以理論與假說的定量表述,以及數學上的嚴格推導為其分界(圖1)。
17世紀處在「自然科學分支」的「猜想」階段,關於泉的成因以及水循環,出現了首批記錄在案的問題與解答。偉大的思想家們,從公元前8世紀的荷馬開始,包括亞里士多德、泰勒斯(Thales)、柏拉圖,甚至笛卡兒和開普勒(17世紀)都曾猜想:泉水來源於海洋中擠榨出來的水,或者是在洞穴中冷凝而成的;而雨水不足以保持河水流量。然而,在另一個陣營中,波爾洛(Marcus Vitruvius Pollo)認為,泉來源於入滲的雨水,這一看法受到文奇(Leonardo da Vinci)和帕利西(Bernard Palissy,16世紀)的支持。定量水文觀測始於17世紀,佩羅(Pierre Perrault,1608-1680)在塞納河盆地測量了3年降水量,得出降水量是河流流量的6倍。馬利奧特(Mariotte,1620-1684)驗證了佩羅的觀測結果,而哈雷(Halley,1656-1742)證明了注入地中海徑流的不足部分消耗於蒸發。梅瑟利(La Metherie,1791)開始測量岩石的滲透性,將入滲水區分為地表徑流和深部儲存,於是,水均衡的初步概念形成了。
20世紀50年代晚期到60年代早期,也許是由於偶然的巧合,也許是由於下意識地交流滲透,絕對隔水性的觀念受到來自兩個分支的強烈質疑——工程師們從評價含水層和井的出水量出發產生疑問,而地質學家在研究盆地地下水流動時發現了問題。雅可布、漢圖斯、諾曼(Neuman)、威瑟斯龐等,引入並發展了越流含水層的概念,並將其擴展到盆地尺度的含水層系。自然科學分支這邊,托特的均質的「統一盆地」被弗里澤和威瑟斯龐「非均質化」了,通過數值模擬,揭示了不同形態、不同規模含水岩系的基本流動型式。兩方面共同的最終結論是,岩體存在水力連續性。基於岩體存在水力連續性的結論,很快人們就認識到,存在著時空尺度差別很大的流動系統,而每個系統具有自己的作用過程與伴隨現象。於是,統一的觀念誕生了,不斷流動著的地下水是一種地質營力。
1980年前後,可以看作研究地下水的自然和工程科學兩個分支的融合,從此進入成熟的當代水文地質學發展階段。這個地球科學的新成員,既是一門基礎學科,也是一個專門性分支。為了更好地理解幾乎所有的地質活動,絕對有必要熟悉當代水文地質學的基本理論。與此同時,需要培養具有獨特的教育和專業背景的、全職的水文地質學家。
就我國來講,水文地質學的發展歷史是與新中國的建立與發展分不開的,近半個世紀以來,水文地質學的成長與發展大致可劃分為兩個階段:從20世紀50年代到70年代中期,可稱為奠基階段,主要接受前蘇聯學術思想的影響,基本依照前稱聯模式。從20世紀70年代後期到90年代,可以稱為發展階段,這一時期由於實行改革開放政策,國內外學術交流日益頻繁,因此受西方學術思想影響較多,特別是系統科學、環境科學、現代應用數學與計算機技術等新思想、新理論與新技術的輸入,使水文地質學的基本概念與研究范疇發生了巨大的變革,使水文地質學從定性研究進入到了定量研究階段,納入到系統工程的軌道,與現代科學更緊密地融合了起來,因此我們把20世紀50年代到70年代奠基階段的水文地質學稱為傳統水文地質學,而20世紀70年代後期至90年代發展階段的水文地質學,稱為現代水文地質學(圖2)。
現代水文地質學的基本特徵主要有:①與現代科學的新理論新學科緊密結合,比如系統論、資訊理論、控制論及相應產生的系統科學、環境科學、信息科學等,對水文地質學的發展產生了重大影響;②現代應用數學與水文地質學的結合,特別是數值模擬方法得到普遍應用,模型研究成為水資源研究的主要內容,使水文地質學從定性研究發展到定量研究的新階段;③從地下水系統與自然環境系統相互關系的研究,擴大到與社會經濟系統關系的研究。對地下水資源的研究,也從數學模型發展到管理模型與經濟模型的研究;④許多新的分支學科的產生與發展,比如區域水文地質學、岩溶水文地質學、遙感水文地質學、環境水文地質學、醫學環境地球化學、污染水文地質學以及數學水文地質學、水資源水文地質學;⑤新技術、新方法的應用、除計算機技術外,遙感技術、同位素技術、自動監測技術,室內模擬技術,以及高精度水質分析技術等,都得到普遍應用,推動了水文地質學的發展。
這要強調一點:水文地質學領域中的許多研究都是由水文地質學家、地質學家、水文學家和氣象學家等多個學科領域的專家學者聯合來完成的。
2. 地理位置和氣象水文條件可以稱為工程環境嗎
氣象水文條件可以稱為工程環境。
下列選項中屬於工程環境風險因素的有(ABCD)。
A.自然災害
B.岩土地質條件和水文地質條件
C.氣象條件
D.引起火災和爆炸的因素
E.工程施工方案
3. 什麼是水文地質環境
簡單地說就是地下水
水文地質指自然界中地下水的各種變化和運動的現象。水文地質學是研究地下水的科學。它主要是研究地下水的分布和形成規律,地下水的物理性質和化學成分,地下水資源及其合理利用,地下水對工程建設和礦山開採的不利影響及其防治等。隨著科學的發展和生產建設的需要,水文地質學又分為區域水文地質學、地下水動力學、水文地球化學、供水水文地質學、礦床水文地質學、土壤改良水文地質學等分支學科。近年來,水文地質學與地熱、地震、環境地質等方面的研究相互滲透,又形成了若干新領域。 二、課程研究對象
1.概念
地下水(groundwater):賦存並運移於地下岩土空隙中的水。含水岩土分為兩個帶,上部是包氣帶 ,即非飽和帶 ,在這里,除水以外,還有氣體;下部為飽水帶,即飽和帶,飽水帶岩土中的空隙充滿水。狹義的地下水是指飽水帶中的水。
2.地下水
利:①分布廣泛,便於就地開采使用;②潔凈、不易被污染,水質普遍較優;③不佔用地表空間;④動態比較穩定;⑤供水量受氣候變化影響較小,具有較大到調蓄能力等。
害:①不合理的灌溉可造成次生鹽鹼化;②過量開采,可造成:在沿海地區,海水入侵,水質惡化;地面沉降,使區內建築物失去穩定;不同含水層之間誘發水力聯系,產生水的混合作用,使水質惡化;岩溶區地面塌陷;③其它,如礦坑涌水、基礎及邊坡的穩定問題等。
功能:①資源(不難理解);②生態環境因子;③災害因子(乾旱或洪水);④地質營力(滑坡、泥石流等);⑤信息載體(找礦等)。
4. 重慶地區屬於什麼氣候,水文地質條件的詳細情況
重慶氣候溫和抄,屬亞襲熱帶季風性濕潤氣候。重慶多霧,素有「霧重慶」之稱。
年平均氣候在18℃左右,冬季最低氣溫平均在6-8℃,夏季炎熱,七月每日最高氣溫均在35度以上。極端氣溫最高43℃,最低-2℃,日照總時數1000-1200小時,冬暖夏熱,無霜期長、雨量充沛、常年降雨量1000-1450毫米,春夏之交夜雨尤甚,因此有"巴山夜雨"之說,有山水園林之風光。
重慶地處四川盆地東部,其北部、東部及南部分別有大巴山、巫山、武陵山、大婁山環繞。地貌以丘陵、山地為主,坡地面積較大,有「山城」之稱。
流經重慶主要河流有長江、嘉陵江、烏江、涪江、綦江、大寧河等。長江幹流自西向東橫貫全境,流程長達665公里,橫穿巫山三個背斜,形成著名的瞿塘峽、巫峽、西陵峽(該峽位於湖北省境內),即舉世聞名的長江三峽。長江、嘉陵江穿過重慶市的主城區。
5. 水文地質概念
下面這個看看.
根據和XX學之間的一般情況,把"是研究......的科學"這幾個字去掉,應該就可以用了~~~
水文地質學是研究地下水的數量和質量隨空間和時間變化的規律,以及合理利用地下水或防治其危害的學科。
在不同環境中地下水的埋藏、分布、運動和組成成分均不相同。查明上述各方面狀況,可為科學地利用或防治地下水提供根據。水文地質學對地下水的研究,著重自然歷史和地質環境的影響,同主要用水文循環和水量平衡原理研究地下水的地下水水文學關系密切,只是研究的側重點稍有不同。
水文地質學發展簡史
人們早在遠古時代就已打井取水。中國已知最古老的水井是距今約5700年的浙江餘姚河姆渡古文化遺址水井。古波斯時期在德黑蘭附近修建了坎兒井,最長達26公里,最深達150米。約公元前250年,在中國四川,為采地下鹵水開鑿了深達百米以上的自流井。中國漢代鑿龍首渠,是一種井、渠結合的取水建築物。在利用井泉的過程中,人們也探索了地下水的來源。法國帕利西、中國徐光啟和法國馬略特,先後指出了井泉水來源於大氣降水或河水入滲。馬略特還提出了含水層與隔水層的概念。
1855年,法國水力工程師達西,進行了水通過砂的滲透試驗,得出線性滲透定律,即著名的達西定律,奠定了水文地質學的基礎。1863年,法國裘布依以達西定律為基礎,提出計算潛水流的假設和地下水流向井的穩定流公式。1885年,英國的張伯倫確定了自流井出現的地質條件。奧地利福希海默在1885年制出了流網圖並開始應用映射法。
19世紀末20世紀初,對地下水起源又提出了一些新的學說。奧地利修斯於1902年提出了初生說。美國萊恩、戈登和俄國安德魯索夫在1908年分別提出在自然界中存在與沉積岩同時生成的沉積水。1912年德國凱爾哈克提出地下水和泉的分類,總結了地下水的埋藏特徵和排泄條件。美國邁因策爾於 1928年提出了承壓含水層的壓縮性和彈性。他們為水文地質學的形成作出了重要貢獻。
泰斯於1935年利用地下水非穩定流與熱傳導的相似性,得出了地下水流向水井的非穩定流公式即泰斯公式,把地下水定量計算推進到了一個新階段。20世紀中葉,蘇聯奧弗琴尼科夫和美國的懷特在水文地球化學方面作出了許多貢獻。到第二次世界大戰結束時,在地下水的賦存、運動、補給、排泄、起源以至化學成分變化、水量評價等方面,均有了較為系統的理論和研究方法。水文地質學已經發展成為一門成熟的學科了。
20世紀中葉以來,合理開發、科學管理與保護地下水資源的迫切性和有關的環境問題,越來越引起人們的重視。同時,人們對某些地下水運動過程有了新的認識。1946年起,雅可布和漢圖什等論述了孔隙承壓含水層的越流現象。英國博爾頓和美國的紐曼分別導出了潛水完整井非穩定流方程。
由於預測地下水運動過程的需要,促進了水文地質模擬技術的發展。20世紀30年代開展了實驗室物理模擬。40年代末發展起來的電網路模擬,到50~60年代在解決水文地質問題中得到應用。
由於電子計算機技術的發展,70~80年代,地下水數學模擬成為處理復雜的水文地質問題的主要手段。同時,同位素方法在確定地下水平均貯留時間,追蹤地下水流動等研究中得到應用。遙感技術及數學地質方法也被引進,用以解決水文地質問題。對於地下水中污染物的運移和開采地下水引起的環境變化,引起廣泛的重視。20世紀60年代以來,加拿大的托特提出了地下水流動系統理論,為水文地質學的發展開拓了新的發展前景。
水文地質學基本內容
水文地質學是從尋找和利用地下水源開始發展的,圍繞實際應用,逐漸開展了理論研究。目前已形成了一系列分支。
地下水動力學是研究地下水的運動規律,探討地下水量、水質和溫度傳輸的計算方法,進行水文地質定量模擬。這是水文地質學的重要基礎。
水文地球化學是水文地質學的另一個重要基礎。研究各種元素在地下水中的遷移和富集規律,利用這些規律探討地下水的形成和起源、地下水污染形成的機制和污染物在地下水中的遷移和變化、地下水與礦產形成和分布的關系,尋找金屬礦床、放射性礦床、石油和天然氣,研究礦水的形成和分布等。
供水水文地質學是為了確定供水水源而尋找地下水,通過勘察,查明含水層的分布規律、埋藏條件,進行水質與水量評價。合理開發利用並保護地下水資源,按含水系統進行科學管理。
礦床水文地質學是研究采礦時地下水湧入礦坑的條件,預測礦坑涌水量以及其他與采礦有關的水文地質問題。
農業水文地質學的內容主要包括兩方面,一方面為農田提供灌溉水源進行水文地質研究;另一方面為沼澤地和鹽鹼地的土壤改良,防治次生土壤鹽鹼化等問題進行水文地質論證。
地熱是一種新的能源,如何利用由地下熱水或熱蒸汽攜至地表的地熱能,用來取暖、溫室栽培或地熱發電等,以及地下熱水的形成、分布規律,以及勘察與開發方法等,是水文地熱學的研究內容。
區域水文地質學是研究地下水區域性分布和形成規律,以指導進一步水文地質勘察研究,為各種目的的經濟區劃提供水文地質依據。
古水文地質學是研究地質歷史時期地下水的形成、埋藏分布、循環和化學成分的變化等。據此,可以分析古代地下水的起源與形成機制,闡明與地下水有關的各種礦產的形成、保存與破壞條件。
地下水的形成和分布與地質環境有密切聯系。水文地質學以地質學為基礎,同時又與岩石學、構造地質學、地史學、地貌學、第四紀地質學、地球化學等學科關系密切。工程地質學是與水文地質學是同時相應發展起來的,因此兩者有不少內容相互交叉。
地下水積極參與水文循環,一個地區水循環的強度與頻率,往往決定著地下水的補給狀況。因此,水文地質學與水文學、氣象學、氣候學有密切關系,水文學的許多方法也可應用於水文地質學。地下水運動的研究,是以水力學、流體力學理論為基礎的,並應用各種數學方法和計算技術。
水文地質學的發展趨勢是:由主要研究天然狀態下的地下水,轉向更重視研究人類活動影響下的地下水;由局限於飽水帶的含水層,擴展到包氣帶及「隔水層」;由只研究地殼表層地下水,擴展到地球深層的水。
預計今後的水文地質研究,在下列方面將有突破:裂隙水與岩溶水運動機制和計算方法;地下水中污染物和溫度運移機制和計算方法;粘性土的滲透機制;包氣帶水鹽運移機制;水文地球化學和同位素水文地質學,地下水數學模型;地球深層水文地質。
6. 請問:氣象水文與水文地質條件中的水文各偏重什麼進行敘述
簡單地說:氣象水文是指地面以上的,水文地質是指地面以下的。並非簡版單與詳細。
氣象水文權無需提及地下水,水文地質無需提及地表水、降水量等,出現在一個報告中的兩節不要重復。
兩個合在一起寫就沒有問題了,但是,是兩個專業的事。
如:在鐵路勘察設計中,氣象水文由路基設計人員收集調查,水文地質由地質人員調查,分工明確、清楚。但我認為這樣的分工不好,地表水與地下水從原頭上是不可分的(黃河之水天上來),地表水和地下水的補、逕]、排密切相關。但目前就是這樣分工的。再者目前的大學里水文專業就是地面水,對於地下水幾乎也不學什麼東西,我們單位有新近來的水文專業的,他們都沒有學過地下水動力學。而我作為一個水工專業的也沒有學過地表水的調查。
7. 氣候,風向,地質構造,水文,哪項不屬於對地下水影響因素
水文地質在岩土工程中有著非常重要的作用,它和工程地質有著十分密切的關系,以下是小編搜集整理的一篇探究岩土工程中水文地質勘察要求的論文範文,供大家閱讀查看。
[摘要]水文地質勘察在岩土工程勘察中有著重要的作用,目前實際操作中容易忽視水文地質的勘察工作,導致危害的發生。本文針對這一問題分析了水文地質勘察的現狀、地下水引起岩土工程的危害、岩土工程地質勘察中水文地質評價內容,以期望能對岩土工程中做好水文地質勘察起到借鑒和參考作用。
[關鍵字]岩土工程 水文地質勘察
在岩土工程勘察過程中,水文地質問題始終是一個容易被忽視的問題。水文地質在岩土工程中有著非常重要的作用,它和工程地質有著十分密切的關系,因為地下水不但是岩土的重要組成部分,而且影響建築物的穩定性和耐久性。在一些水文地質條件較復雜的地區,因為人們經常忽視水文地質的勘察工作,影響岩土工程的進展。所以,在岩土工程勘察中加強水文地質的勘察是十分必要的。
1岩土工程中水文地質的勘察要求
在岩土工程勘察中,應根據工程的具體要求,通過搜集資料和水文地質勘察工作,查明工程所屬區域的水文地質條件。
(1)自然地理條件。這裡麵包括氣象水文特徵和地形地貌等內容,氣象水文特徵是指工程所屬地域,是屬於亞熱帶還是熱帶、季風氣候,濕潤程度與熱量等。地形地貌是指工程區域周圍的水系、平原或高原特徵、地形開闊平坦與否、地貌侵蝕和堆積情況如何等。
(2)地質環境。包括工程所在區域的地質構造特徵、基底構造及其對第四系厚度的控制、地層岩性、新構造運動等方面的內容。
(3)地下水位情況。包括近2~5年最高地下水位、水位變化趨勢;地下水補給排泄條件、地表水與地下水的補排關系及對地下水位的影響等。地下水位的變化對岩土工程的影響巨大,是工程勘察的重點內容。
(4)各含水層和隔水層的埋藏條件、地下水類型、流向、水位及其變化幅度;主要含水層的分布、厚度及埋深;通過現場試驗測定地層滲透系數等水文地質參數等;場地地質條件下對地下水賦存和滲流狀態的影響、判定地下水水質對建築材料的腐蝕性等。
2水文地質勘察的現狀
人類經歷的地質災害中有很大一部分都與地下水有直接或間接的關系,據有關數據顯示地下水與岩體互相作用所造成的地質災害復雜而廣泛,並且其造成的災害具有多樣性和不可控性。在目前的生產和科研中對地下水作用致災的研究和認識有一定的不足,並且對地下水在工程地質勘察評價中的定量和定性分析都是一個薄弱的環節,水文地質問題在岩土工程勘察中極易被忽視。
3 地下水引起的岩土工程危害
地下水引起的岩土工程危害,主要是由於地下水位升降變化和地下水動水壓力作用兩個方面原因造成的。地下水位變化可由天然因素或人為因素引起,但不管什麼原因,當地下水位的變化達到一定程度時,都會對岩土工程造成危害,地下水位變化引起的危害又可分為三種方式:
3.1水位上升引起的岩土工程危害
潛水位上升的原因是多種多樣的,其主要受地質因素如含水層結構、總體岩性產狀;水文氣象因素如降雨量、氣溫等及人為因素如灌溉、施工等的影響,有時往往是幾種因素的綜合結果。主要有以下表現:
(1)土壤沼澤化、鹽漬化,岩土及地下水對建築物腐蝕性增強。
(2)斜坡、河岸等岩土產生滑移、崩塌等不良地質現象。
(3)一些具特殊性的岩土體結構破壞、強度降低、軟化。
(4)引起粉細砂及粉土飽和液化、出現流砂、管涌等現象。
(5)地下洞室充水淹沒,基礎上浮、建築物失穩。
3.2地下水位下降引起的岩土工程危害
地下水位的降低多是由於人為因素造成的,如集中大量抽取地下水、采礦活動中的礦床疏干以及上游築壩、修建水庫截奪下游地下水的補給等。地下水的過大下降,常常誘發地裂、地面沉降、地面塌陷等地質災害以及地下水源枯竭、水質惡化等環境問題,對岩土體、建築物的穩定性和人類自身的居住環境造成很大威脅。
3.3地下水頻繁升降引起的岩土工程危害
地下水的升降變化能引起膨脹性岩土產生不均勻的脹縮變形,當地下水升降頻繁時,不僅使岩土的膨脹收縮變形往復,而且會導致岩土的膨脹收縮幅度不斷加大,進而形成地裂引起建築物特別是輕型建築物的破壞。
4岩土工程勘察中地下水問題分析及對策
(1)傳統地下水測量方法的一些問題
岩土工程勘察中,地下水的測量與計算沿用的傳統方法為:①鑽孔;②提取岩芯後0.5h,測量孔內水位;③有條件時,測量終孔後24h水位,作為穩定地下水位。對於只有含水層貫通的地層,這種方法是合理的,但對於含水層不貫通的地層和局部(或大部)不透層水的地,這種方法會帶來一些問題。
(2)岩土工程勘察中地下水問題解決方法探討
為測取岩體中的真實地下水位,進而找出透水帶,可採取如下方法在鑽孔中進行水位測量。為操作方便,可以採取分段鑽進方法,設計好每天的鑽進工作量,開鑽後可以先以一天的鑽進量為一段。每天鑽進結束後,將孔中水抽干,第二天開鑽前測量水位,即可查明該段是否含水。若上部地層均不含水,則可一直這樣進行下去。若上部已有含水層(如第四系含水層),則需將測量段密封起來,抽干其中的水,第二天測量該段是否有水及水壓大小以確定其含水性及水位情況。岩體完整段一般不含水,節理、裂隙密集段可能有水,也可能無水,總體來說,由於岩體中滲透的裂隙性,鑽孔中肯定只有小部分區段有水(一般在斷層、密集節理帶產出部位)。這樣,通過測量可以把地層分為含水段與不含水段,再結合地球物理勘探測量,確定出地層的含水部位(裂隙帶)與不含水部位(與水文地質中的找水勘探類似)。以此資料作為岩體穩定性分析的依據,要准確可靠得多。含水帶確定之後,可以根據含水帶的分布特點,用裂隙滲透的原理,來確定地下水對岩體穩定性的影響。
5小結
水文地質問題一直是岩土工程勘查中不可忽視的重要問題,在具體工程中,一定要根據勘察到的工程所處地域的地質水文條件,制定相應的防護措施和施工計劃,真正保證工程的質量。隨著工程勘察的發展,其必將受到越來越廣泛的重視,切實做好水文地質工作將對勘察水平的提高起著極大的推動作用。為提高岩土工程勘察質量,在工程勘察中不僅要求查明與岩土工程有關的水文地質問題,評價地下水對岩土體和建築物的作用及其影響,更要提出預防及治理措施的建議,為設計和施工提供必要的水文地質資料,以消除或減少地下水對岩土工程的危害。
8. 氣象學和地質學是文科還是理科專業
氣象學和地質學都是理科專業的。
理科(science departments)一般是指自然科學、應用科學以及數理邏輯的統稱,版與文科相對權立。理科學科主要有:數學、物理學、化學、生物學、地理學、計算機軟體應用、技術與設計實踐等。
理科專業:
1、數學類
0101 數學
0104數理統計
0102計算數學及應用軟體
0105運籌學
0103 應用數學
0106 控制科學
2、地質學類
0601 地質學 0605 水文地質學與工程地質學
0602構造地質學0606 岩礦地球化學
0603地震地質學0607 放射性礦產地質學
0604 古生物學及地層學
0106 控制科學
3、地理學類
0701 氣候學
0702生物地理學
0703化學地理學
0704 天文地理學
0705冰川學
0706 氣象學
0708土壤地理學
0709綜合自然地理學
0710地理信息系統
9. 環境和氣候是什麼關系
氣候屬於自然環境。所以氣候屬於環境
環境包括自然化境和社會環境。
自然化境又包括,氣候,水文,地質,土壤等等
10. 地質環境條件
青島市地處山東半島西南端,東南瀕臨黃海,西、北與濰坊市、煙台市接壤,西南與日照市相鄰,位於東經119°པ″~120°57འ″,北緯35°34″~37°09༼″。轄七區(市南、市北、四方、李滄、嶗山、城陽、黃島)、5個縣級市(即墨、膠州、萊西、平度、膠南)。全市陸域總面積10654km2,海岸線全長730km。
在漫長的地質歷史時期,經過多種形式的地殼運動和地質營力的作用,形成了山地、丘陵、平原、河流、湖泊、海洋等不同的地貌形態,不同岩性地層經風化、剝蝕、搬運作用在不同的沉積環境下沉積,形成了不同的土壤,造就了該區特有的地質環境背景。
一、地形地貌
青島市地形總的特徵是南北兩翼隆起,東高西低,中部低陷。區內主要有三大山系:分別是東南的嶗山山脈,主峰海拔1132.7m,山勢陡峻,向西南綿延至青島市區,北至即墨市東北部,為山東省第三高峰;北部的大澤山山脈,主峰海拔736.7m;西南部的大、小珠山、鐵钁山等組成的膠南山群,主峰海拔724.9m。山系之間為膠萊盆地,地勢低平,海拔一般小於50m,第四系鬆散堆積物主要存在於各大小河谷之中。區內山丘面積4950km2,占陸地總面積的46.46%;平原窪地5620km2,佔52.75%;其他84km2,佔0.79%。
區內地貌按其成因類型及形態特徵可劃分為剝蝕構造地形、構造剝蝕地形、剝蝕堆積地形和堆積地形四類(圖12-1)。
二、氣象水文
1.氣象
青島市屬華北暖溫帶季風性大陸氣候,由於受海洋環境的影響和調節,具有較明顯的海洋性氣候特點,空氣濕潤,氣候溫和,雨量較多,四季分明,具有春遲、夏涼、秋爽、冬長的特徵。據青島市百年來氣象觀測資料統計,青島市多年平均降水量為677.95mm(1898~2002年),1996~2002年平均降水量為647.8mm,降水特點是年內各季分配不均,汛期(6~9月)佔70%~76%,多集中於幾次暴雨,枯水期(3~5月)佔13.5%,平水期僅佔5.02%;年際間降水量變化懸殊,枯水年系列持續時間較長,最大值比最小值多近1000mm,比值一般在3~4倍;在地域上,從沿海至內陸呈遞減趨勢,在山區具垂向分帶性,自高向低遞減。2002年屬50年一遇的特枯年,年降水量僅為463.8mm。
圖12-1 青島市地貌類型圖
青島市多年平均蒸發量為1410mm,月平均最高值出現在5月份,為175mm,內陸蒸發量大於近海地區。
2.水文
青島市共有大小河流224條,流域面積大於100km2的有33條,按流域可分為大沽河、北膠萊河及沿海諸河三大水系。大沽河源於招遠市阜山,在萊西市道子泊村北500m處入境,流經萊西、平度、即墨、膠州各市和城陽區,於膠州市營房鎮碼頭村南入膠州灣,幹流全長179.9km,流域面積6131.3km2,青島市境內流域面積4850.7km2,占總面積的79.11%,主要支流有小沽河、洙河、五沽河、流浩河及南膠萊河等。北膠萊河源於平度市宅科鄉姚家村分水嶺北麓,沿平度市與高密市、昌邑市邊界自東南流向西北,於新河鎮大苗家出境入萊州灣,全長100km,流域面積3978.6km2,青島市境內流域面積1914.0km2,境內主要支流有澤河、龍王河、現河和白沙河等。沿海諸河獨流入海的較大河流有白沙河、城陽河(即墨境內稱墨水河)、洋河、王戈庄河(風河)、白馬-吉利河、周疃河(蓮陰河)等。
青島市現有大型水庫3座,中型水庫21座,其中較大水庫有:產芝水庫、尹府水庫、棘洪灘水庫、嶗山水庫等。
三、區域地質概況
1.地層岩性
青島市出露的地層除第四系鬆散地層以外,主要為中生代白堊系和古元古代變質岩系,第三系為隱伏地層。現簡述如下:
(1)古元古界(Pt)
主要出露荊山群(Pt1J)及粉子山群(Pt1F)。
荊山群主要分布於膠北隆起萊西南墅鎮、平度明村鎮及雲山鎮和膠南王台鎮等地。屬角閃麻粒岩-角閃岩相變質,主要岩性為大理岩、黑雲變粒岩、長石石英岩、淺粒岩、斜長角閃岩、透輝岩、石墨變粒岩、片麻岩等。
粉子山群主要分布於平度灰埠,屬高綠片岩相—低角閃岩相變質,岩性主要為黑雲變粒岩,斜長角閃岩、淺粒岩、長石石英岩、透閃大理岩等。
(2)中生界白堊系(K)
自老至新分為萊陽群(KL)、青山群(KQ)和王氏群(KW),廣泛分布於本區中部台陷區。
萊陽群主要分布於膠州、膠南、即墨等地,為一套陸相粗碎屑—細碎屑的洪積相—河流相—河湖相沉積,由礫岩、砂岩、粉砂岩、長石砂岩及含礫中粒岩屑砂岩等組成。
青山群主要分布於膠州、河套、紅島、樓子疃—豐城一帶及萊西、靈山衛鎮等地,為一套陸相火山爆發相、溢流相的中基性—中性—酸性火山岩系,下部岩性為流紋質含角礫熔結凝灰岩、岩屑玻屑凝灰岩;中部岩性為安山岩、玄武安山岩夾安山質火山角礫岩、角礫集塊岩等;上部為玄武粗安岩夾砂礫岩。
王氏群主要分布於膠州市至上馬鎮以北直至古峴、萊西廣大地區,為一套陸相紫紅色碎屑岩間夾玄武岩沉積,下部岩性為鈣泥質粉砂岩夾鈣質細粒長石砂岩、細粒長石砂岩,上部為杏仁狀玄武岩、拉斑玄武岩及伊丁石化安山玄武岩。
(3)新生界
古近系五圖組主要隱伏於平度南大窪,由礫岩、砂岩、頁岩和泥質岩等組成。
第四系廣泛分布於現代河流兩側、山前、入海處及準平原地區,為更新—全新統沖積、洪積、沖洪積、殘坡積、海積、海陸交互堆積及人工堆積等鬆散堆積層。其中沖積和沖洪積層最具供水意義,主要分布於較大河流的中下游和山前地帶,厚度一般10~20m,最厚可達25~30m;多具雙層結構,上部為黏質砂土及砂質粘土,下部為不同粒徑的砂及砂礫石層,其中有泥質夾層,邊緣地帶有坡積層楔入,結構較為復雜。河流愈小,砂層愈薄,分選性差,相變大;上游為花崗岩分布區,砂層顆粒較粗;在河口附近及近海窪地,沖積層中常有海相沉積夾層,岩性為淤泥、淤泥質粘土、淤泥質砂等,厚度一般小於5m。
青島市的侵入岩主要發育有新元古代晉寧期、震旦期和中生代燕山晚期,可歸並為7個單元,主要分布在嶗山、大澤山及大、小珠山等地。
2.地質構造
青島市地處華北板塊南邊緣膠南-文威造山帶日照隆斷東北部的魯東隆起、膠萊坳斷2個Ⅲ級構造單元。區內主要構造形跡為褶皺構造、韌性剪切帶及脆性斷裂構造,其主體方位為北東東向,次為北東向和東西向。區內脆性斷裂構造具控水作用,其方向錯綜復雜,除部分繼承古老斷裂構造外,多形成於燕山晚期,為北西—南東向水平擠壓應力及垂向上隆所導致的水平壓力共同作用的結果,具多期活動的特點,可歸納為四組共軛斷裂構造體系:①近EW(75°~85°)與近SN(5°~10°);②NEE(55°~65°)與NNW(330°~340°);③NNE(20°~25°)與NWW(290°~300°);④NE(30°~45°)與NW(300°~320°)。其中北東東、北北東及北東向力學性質多屬壓扭性,與之對應的共軛斷裂多呈張性。
四、區域水文地質概況
1.含水岩組的劃分與地下水賦存條件
根據水文地質特徵的不同,青島市地下水可劃分為鬆散岩類孔隙水、碎屑岩類孔隙裂隙水、噴出岩類孔洞裂隙水、碳酸鹽岩類岩溶裂隙水及塊狀、層狀岩類裂隙水等幾個含水岩組,其中以鬆散岩類孔隙水含水岩組為主,供水能力較強。
鬆散岩類孔隙水含水岩組:主要分布於大沽河、白沙河—城陽河、白馬-吉利河、王戈庄河、洋河、周疃河、張村-李村河等大小河流中下遊河谷平原和大澤山西南側山前平原,含水岩組主要由第四系沖積、沖洪積層不同粒徑的砂及砂礫石組成,厚度一般5~15m,透水性強,水量豐富,單井出水量可達1000m3/d以上,水位埋深一般2~4m,水力性質基本屬於孔隙潛水,局部地段在高水位時具弱承壓性,其中大沽河、白沙河—城陽河為青島市重要供水水源地,其餘各流域為當地主要供水水源地。
碳酸鹽岩類岩溶裂隙水含水岩組:主要分布於平度、萊西,膠南王台也有少量分布,含水岩組為粉子山群中的大理岩,一般呈夾層或透鏡體產於其他變質岩中,質地不純,多為蛇紋石化大理岩、白雲石化大理岩、透輝石大理岩等。裂隙比較發育,深度一般限於100m以內,含較豐富的岩溶裂隙水,特別在構造及地貌條件有利地段,富水性尤強,單井出水量一般大於500m3/d,最大超過1000m3/d,水質良好。但因分布面積過小,供水局限性較大。
噴出岩類孔洞裂隙水含水岩組:主要分布於即墨、膠州、萊西、城陽境內,含水岩組為青山群和王氏群中的玄武岩類,孔洞和裂隙比較發育,深度一般為30~50m,富水性較強,單井出水量為500~1000m3/d,且水質良好,常含有益於人體的微量元素(如Sr、H2SiO3、Zn等),可形成小的水源地為局部地區供水。
碎屑岩類孔隙裂隙水含水岩組:主要分布於膠州、即墨、萊西等地,含水岩組為白堊系萊陽群、王氏群砂岩、砂頁岩及凝灰質砂頁岩,由於其孔隙和裂隙均不發育,透水性、富水性均很弱,單井出水量一般小於50m3/d,供水意義不大。
塊狀、層狀岩類裂隙水含水岩組:主要分布於嶗山、大澤山及膠南大片地區,含水岩組為花崗岩、花崗閃長岩、片麻岩、變粒岩、片岩等。風化帶深度一般不超過30m,富水性弱,單井出水量小於30m3/d,局部構造裂隙密集帶比較富水,單井出水量可大於100m3/d,最大可達500m3/d,但分布極不均勻,僅能為局部供水。
2.地下水補給、徑流、排泄條件
青島市地下水主要為第四系鬆散岩類淺層孔隙水,局部為少量脈狀構造基岩裂隙水,大氣降水為其主要補給來源,地下水的運動方向與地形坡降、地表水系基本一致。大氣降水、地表水、地下水三者聯系密切,轉化關系明顯。
從區域水文地質分區來看,本區屬魯東低山丘陵水文地質大區(Ⅲ),綜合考慮區內地質、構造、地貌、地下水特徵等因素,可分為3個水文地質亞區,即膠北低山丘陵水文地質亞區、膠萊盆地水文地質亞區、嶗山—膠南中低山丘陵水文地質亞區(圖12-2)。
(1)膠北低山丘陵水文地質亞區(Ⅲ1)
主要分布於青島北部的平度、萊西境內,屬膠北隆起的西段,地貌形態為低山丘陵,由北向南地勢漸低。主要由燕山期花崗岩類和古老變質岩系組成,山間河谷中有第四系堆積,按岩性及地下水類型可進一步劃分為:①大澤山花崗岩類裂隙水小區;②平度—萊西變質岩岩溶裂隙水小區;③萊西變質岩裂隙水小區;④山間河谷第四系孔隙水小區。
(2)膠萊盆地水文地質亞區(Ⅲ2)
主要分布於平度、萊西、膠州、即墨的大部地區,地質構造單元屬膠萊坳斷,地貌形態為河谷平原、山前平原和剝蝕平原,地層主要為第四系沖積、沖洪積層和白堊系碎屑岩類及火山岩類,由於地勢低平,有利於地下水積聚,且儲水條件較好,為青島市地下水最豐富的地區。該區除接受大氣降水的直接入滲補給外,還接受來自相鄰其他水文地質亞區的地表水和地下水的補給,特別是其中河谷平原、山前平原第四系孔隙水和玄武岩類孔洞裂隙水,含水層較厚,儲水空間較大,表層滲透性能較強,補給條件十分有利,成為本區地下水最富集的地段。該區地下水排泄方式主要為徑流、人工開采和蒸發,其中人工開采為地下水的主要排泄方式。徑流排泄一是通過北膠萊河向北排向萊州灣;二是匯集於大沽河向南排向膠州灣,但因地勢平緩,水力坡度小,徑流速度緩慢,排泄不暢。由於大量開采地下水,水位埋深加大,蒸發排泄量逐漸減少。
(3)膠南—嶗山中低山丘陵水文地質亞區(Ⅲ3)
主要分布於膠南和嶗山,為膠南隆起的東北段,地貌形態為中低山和丘陵,地勢較高,坡度較陡,分別向北西膠萊盆地和東南沿海傾斜,岩性以燕山期花崗岩類為主,此外在若干河流的中下游第四系比較發育,形成大小不等的河谷平原。
膠北和膠南低山丘陵水文地質亞區的基岩裂隙水,大氣降水幾乎是其唯一的補給來源,但因山高坡陡和裂隙不甚發育,降水的大部分轉變為地表徑流匯集到海洋和膠萊盆地水文地質亞區,少量降水滲入到地下轉化為地下水,又以下降泉或地下徑流的形式很快向附近溝谷排泄,山間河谷溝溪成為匯集和排泄地下水的主要通道。由於裂隙發育深度淺,水力坡度大,地下水交替循環強烈。此區內較小的河谷平原區,如王戈庄河中下遊河谷平原區具有與膠萊盆地水文地質亞區相似的補、徑、排特徵,只有在地下水開發程度很低的地段,如白馬-吉利河中下遊河谷平原區,潛水蒸發才不可忽視。
3.地下水水化學特徵
青島市地下水在成因上以陸相溶濾水為主,近海窪地及河口地帶為海相、海陸交互相沉積水。自然狀態下其水化學特徵如下:本區外圍三面環海,降水、地表水、地下水、海水在轉化過程中,受海水蒸發影響,地下水中Cl-含量較高;區內地表水、地下水分布大體一致,均從山丘經平原獨流入海,在徑流過程中,地層介質礦物成分比較穩定,可溶性較差,特定的環境使地下水化學特徵具明顯分帶性:從山丘→平原→海岸窪地,水化學類型由水質較優的HCO3-Ca型→HCO3·Cl-Ca或Ca·Mg、Ca·Na型→Cl·HCO3-Na或Na·Ca型,礦化度由<0.5g/L→0.5~1.0g/L→>1g/L;區內受地球化學環境影響,局部有原生劣質水,如鈣質結核分布地帶高氟區,海岸帶及近海窪地、水封存地帶鹹水區等。
圖12-2 青島市水文地質分區圖
五、環境地質分區特徵
根據青島市地形地貌、氣象水文、地質、水文地質、植被土壤等諸因素對區域地質環境特徵的作用,可將青島市劃分為4個地質環境區(圖12-3)。
1.中低山—丘陵地質環境區
本區主要分布於嶗山、大小珠山、鐵钁山、大澤山及其餘脈丘陵地帶,其地貌成因類型屬剝蝕構造—構造剝蝕地貌,長期接受剝蝕切割作用,地面標高一般大於50m,切割深度不等,基底岩石主要由花崗岩類組成,次為砂頁岩、火山岩等,地表岩石裸露,溝谷地帶谷底堆積物較發育,但厚度不大。
嶗山岩體為燕山晚期嶗山花崗岩組成,切割深度大於500m;小珠山、大澤山一帶除花崗岩外,還有片岩、片麻岩、大理岩等,切割深度200~400m。中低山地帶花崗岩類岩石堅硬,山體陡峭,岩體裂隙不甚發育。由於地面坡度大,溝谷切割深,山高坡陡,大氣降水較大(除大澤山地區外均大於700mm),強風化帶不發育,風化深度一般小於3m,降水絕大部分由地表呈洪流迅速排向下游,極少部分滲入地下,以泉或地下徑流排出,岩體富水性差。
中低山地帶植被較發育,主要為密林區和一般林區,人文活動稀少,人為污染物少,岩石風化作用及地下水的溶解作用均較弱,加之地下水交替強烈,雖然地下水富水性較差,但含鹽量低、水質好,在構造裂隙密集帶,多分布有礦泉水。
丘陵地帶主要為上述山體的余脈,地表多為岩石裸露,岩性為花崗岩、片麻岩、火山岩、砂頁岩等,山體陡峭—渾圓,岩體裂隙較發育,少部分有植被覆蓋,主要為一般林區和稀疏林區,大氣降水一般大於600mm,溝谷地段有薄層殘積層,大氣降水大部分呈洪流排向下游,部分通過裂隙或薄層覆蓋層(碎石土、砂土)滲入地下,滲入過程中過濾及凈化能力差。
丘陵地帶由於風化作用和人為活動等,水交替作用均比中低山區有利於水鹽化學作用,致使地下水中含鹽量高於低山區。在市區及城鎮附近,由於工業、生活污染源較多,污染對地下水水質起著控製作用,水中化學組分常出現異常,多項組分超標,礦化度可達1.0~1.5g/L,局部地段大於1.5g/L。
2.剝蝕準平原地質環境區
廣泛分布於膠萊盆地中的膠州、即墨、萊西境內,地貌成因類型為剝蝕準平原,地形呈較平緩的壟崗、坡地,相對高程小於20m,標高一般小於50m,岩性以中生代白堊系碎屑岩及火山岩為主,地勢較低窪處表層堆積有薄層殘坡積物,厚度一般小於5m,崗地部分多基岩裸露,其餘大部分為薄層殘坡積的碎石層、砂土、粉土類的耕植土層覆蓋,植被較發育,多以耕作地為主,土壤質地較差,表層過濾、凈化防護作用較差,大氣降水及污染物易滲入地下。
該區岩石裂隙發育,多為淺層風化裂隙及火山岩孔洞,由於粘土化使部分裂隙彌合充填,裂隙空間容量小,孔洞聯結性差,導致其富水性差,地下水埋藏較淺。由於地形起伏小,地表徑流較緩慢,水交替條件及動力條件略差,水鹽作用時間長,加之地表污染,地下水中含鹽量較高,礦化度一般0.5~1.0g/L。
3.沖、洪積平原地質環境區
分布於山前地帶及各河流中下遊河谷地帶,主要在大沽河中下游平原、白沙河—城陽河中下遊河間地塊、北膠萊河沖積平原、膠南王戈庄河、白馬-吉利河河谷平原等。地貌類型為山前沖洪積平原和河谷沖積平原,地形較平坦,微有起伏。堆積物主要為河流沖積、沖洪積形成的鬆散粉質粘土、粉土、中粗砂及砂礫石層,一般為雙層結構,上部為粉質粘土、粉土,下部為中粗砂、砂礫石層。下部為主要含水層位,厚度一般為5~15m,局部達25m,富水性較強,水位埋深一般為2~4m,最大達10m,包氣帶岩性以粉土、粉質粘土為主。
圖12-3 青島市地質環境分區圖
該區大氣降水除平度北膠萊河區為500mm左右外,其餘大部分地段為600mm左右,地表徑流較緩慢。區內植被較發育,以耕作地為主,土壤質地良好,表層土過濾、凈化能力較強。第四系孔隙水主要由大氣降水滲入補給,另有山前基岩裂隙水補給及河水滲入,地下水主要通過蒸發、開采和向下游徑流排泄。但該區是主要生產生活活動區,生活污染、工業污染及農業污染已超出「點狀污染」的范圍,構成了貫通的污染層(區)。該區地下水運動及交替緩慢,水與鬆散岩層充分接觸,相互間化學作用較強烈,加之污染物的參與及人為開採的影響,地下水中化學組分及濃度從上游山前地帶到下游濱海地帶變化較明顯,存在明顯的水化學分帶現象。地下水的礦化度由山前的0.5g/L到濱海的1.5g/L,在海水入侵嚴重地段可達3g/L以上。
4.濱海平原地質環境區
主要分布於濱海大河河口附近的條帶狀狹窄地段,地形平坦,地貌類型為濱海平原,堆積物多為粉細砂、粉土及海相淤泥構成,富水性差。地層是在海陸交互作用下形成的,地下水是海水與大陸淡水抗衡中形成的,水位埋藏淺。該區大氣降水一般大於700mm,多為散狀面流直接入海,少部分滲入補給地下水,土壤多為鹽鹼化或沼澤化,植被發育差,且多以耐鹽荒草為主。河口地帶常常是污染物集中排放及匯集地帶,污染嚴重,其他地帶多為鹽場,受海潮及下伏海相地層影響,本區地下水水質極差,化學成分極為復雜,水化學類型以Cl-Na型為主,礦化度一般大於3~5g/L,鹽場附近則大於10g/L。