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水文地质和气象是属于什么环境

发布时间: 2021-01-25 00:12:45

1. 水文地质的水文地质

尽管19世纪已开始使用水文地质学一词,但到20世纪初科学家Mead才给出这个术语一个广泛的含义:水文地质学是研究地表以下水的发生与运动。20世纪50年代末期到80年代早期这将近30年的时间里,水文地质学一下子成熟了,成为地球科学羽翼丰满的一员。1960年之前,水文地质学主要是地质学家的领域,作为一个自然科学家,对于控制地下水流动的因素和规律,毫无兴趣或者知之甚少,任凭差分方程式去加以描述。另一方面,工程师在估算井的单位出水量和总出水量时,只顾得计算,处于岩层“透水”和“不透水”之间的灰域之中,无所适从。
久远以前直到20世纪50年代,两种分叉的、几乎完全独立的方法,各不相关地沿着平行的路径研究着地下水;一边被科学家好奇心所驱使;另一边受到工程师务实精神的推动。两个分支的演变在时间上也可以分为两个阶段:以理论与假说的定量表述,以及数学上的严格推导为其分界(图1)。
17世纪处在“自然科学分支”的“猜想”阶段,关于泉的成因以及水循环,出现了首批记录在案的问题与解答。伟大的思想家们,从公元前8世纪的荷马开始,包括亚里士多德、泰勒斯(Thales)、柏拉图,甚至笛卡儿和开普勒(17世纪)都曾猜想:泉水来源于海洋中挤榨出来的水,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,在另一个阵营中,波尔洛(Marcus Vitruvius Pollo)认为,泉来源于入渗的雨水,这一看法受到文奇(Leonardo da Vinci)和帕利西(Bernard Palissy,16世纪)的支持。定量水文观测始于17世纪,佩罗(Pierre Perrault,1608-1680)在塞纳河盆地测量了3年降水量,得出降水量是河流流量的6倍。马利奥特(Mariotte,1620-1684)验证了佩罗的观测结果,而哈雷(Halley,1656-1742)证明了注入地中海径流的不足部分消耗于蒸发。梅瑟利(La Metherie,1791)开始测量岩石的渗透性,将入渗水区分为地表径流和深部储存,于是,水均衡的初步概念形成了。
20世纪50年代晚期到60年代早期,也许是由于偶然的巧合,也许是由于下意识地交流渗透,绝对隔水性的观念受到来自两个分支的强烈质疑——工程师们从评价含水层和井的出水量出发产生疑问,而地质学家在研究盆地地下水流动时发现了问题。雅可布、汉图斯、诺曼(Neuman)、威瑟斯庞等,引入并发展了越流含水层的概念,并将其扩展到盆地尺度的含水层系。自然科学分支这边,托特的均质的“统一盆地”被弗里泽和威瑟斯庞“非均质化”了,通过数值模拟,揭示了不同形态、不同规模含水岩系的基本流动型式。两方面共同的最终结论是,岩体存在水力连续性。基于岩体存在水力连续性的结论,很快人们就认识到,存在着时空尺度差别很大的流动系统,而每个系统具有自己的作用过程与伴随现象。于是,统一的观念诞生了,不断流动着的地下水是一种地质营力。
1980年前后,可以看作研究地下水的自然和工程科学两个分支的融合,从此进入成熟的当代水文地质学发展阶段。这个地球科学的新成员,既是一门基础学科,也是一个专门性分支。为了更好地理解几乎所有的地质活动,绝对有必要熟悉当代水文地质学的基本理论。与此同时,需要培养具有独特的教育和专业背景的、全职的水文地质学家。
就我国来讲,水文地质学的发展历史是与新中国的建立与发展分不开的,近半个世纪以来,水文地质学的成长与发展大致可划分为两个阶段:从20世纪50年代到70年代中期,可称为奠基阶段,主要接受前苏联学术思想的影响,基本依照前称联模式。从20世纪70年代后期到90年代,可以称为发展阶段,这一时期由于实行改革开放政策,国内外学术交流日益频繁,因此受西方学术思想影响较多,特别是系统科学、环境科学、现代应用数学与计算机技术等新思想、新理论与新技术的输入,使水文地质学的基本概念与研究范畴发生了巨大的变革,使水文地质学从定性研究进入到了定量研究阶段,纳入到系统工程的轨道,与现代科学更紧密地融合了起来,因此我们把20世纪50年代到70年代奠基阶段的水文地质学称为传统水文地质学,而20世纪70年代后期至90年代发展阶段的水文地质学,称为现代水文地质学(图2)。
现代水文地质学的基本特征主要有:①与现代科学的新理论新学科紧密结合,比如系统论、信息论、控制论及相应产生的系统科学、环境科学、信息科学等,对水文地质学的发展产生了重大影响;②现代应用数学与水文地质学的结合,特别是数值模拟方法得到普遍应用,模型研究成为水资源研究的主要内容,使水文地质学从定性研究发展到定量研究的新阶段;③从地下水系统与自然环境系统相互关系的研究,扩大到与社会经济系统关系的研究。对地下水资源的研究,也从数学模型发展到管理模型与经济模型的研究;④许多新的分支学科的产生与发展,比如区域水文地质学、岩溶水文地质学、遥感水文地质学、环境水文地质学、医学环境地球化学、污染水文地质学以及数学水文地质学、水资源水文地质学;⑤新技术、新方法的应用、除计算机技术外,遥感技术、同位素技术、自动监测技术,室内模拟技术,以及高精度水质分析技术等,都得到普遍应用,推动了水文地质学的发展。
这要强调一点:水文地质学领域中的许多研究都是由水文地质学家、地质学家、水文学家和气象学家等多个学科领域的专家学者联合来完成的。

2. 地理位置和气象水文条件可以称为工程环境吗

气象水文条件可以称为工程环境。

下列选项中属于工程环境风险因素的有(ABCD)。
A.自然灾害
B.岩土地质条件和水文地质条件
C.气象条件
D.引起火灾和爆炸的因素
E.工程施工方案

3. 什么是水文地质环境

简单地说就是地下水

水文地质指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。随着科学的发展和生产建设的需要,水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。近年来,水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透,又形成了若干新领域。 二、课程研究对象
1.概念
地下水(groundwater):赋存并运移于地下岩土空隙中的水。含水岩土分为两个带,上部是包气带 ,即非饱和带 ,在这里,除水以外,还有气体;下部为饱水带,即饱和带,饱水带岩土中的空隙充满水。狭义的地下水是指饱水带中的水。
2.地下水
利:①分布广泛,便于就地开采使用;②洁净、不易被污染,水质普遍较优;③不占用地表空间;④动态比较稳定;⑤供水量受气候变化影响较小,具有较大到调蓄能力等。
害:①不合理的灌溉可造成次生盐碱化;②过量开采,可造成:在沿海地区,海水入侵,水质恶化;地面沉降,使区内建筑物失去稳定;不同含水层之间诱发水力联系,产生水的混合作用,使水质恶化;岩溶区地面塌陷;③其它,如矿坑涌水、基础及边坡的稳定问题等。
功能:①资源(不难理解);②生态环境因子;③灾害因子(干旱或洪水);④地质营力(滑坡、泥石流等);⑤信息载体(找矿等)。

4. 重庆地区属于什么气候,水文地质条件的详细情况

重庆气候温和抄,属亚袭热带季风性湿润气候。重庆多雾,素有“雾重庆”之称。
年平均气候在18℃左右,冬季最低气温平均在6-8℃,夏季炎热,七月每日最高气温均在35度以上。极端气温最高43℃,最低-2℃,日照总时数1000-1200小时,冬暖夏热,无霜期长、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"之说,有山水园林之风光。
重庆地处四川盆地东部,其北部、东部及南部分别有大巴山、巫山、武陵山、大娄山环绕。地貌以丘陵、山地为主,坡地面积较大,有“山城”之称。
流经重庆主要河流有长江、嘉陵江、乌江、涪江、綦江、大宁河等。长江干流自西向东横贯全境,流程长达665公里,横穿巫山三个背斜,形成著名的瞿塘峡、巫峡、西陵峡(该峡位于湖北省境内),即举世闻名的长江三峡。长江、嘉陵江穿过重庆市的主城区。

5. 水文地质概念

下面这个看看.
根据和XX学之间的一般情况,把"是研究......的科学"这几个字去掉,应该就可以用了~~~

水文地质学是研究地下水的数量和质量随空间和时间变化的规律,以及合理利用地下水或防治其危害的学科。

在不同环境中地下水的埋藏、分布、运动和组成成分均不相同。查明上述各方面状况,可为科学地利用或防治地下水提供根据。水文地质学对地下水的研究,着重自然历史和地质环境的影响,同主要用水文循环和水量平衡原理研究地下水的地下水水文学关系密切,只是研究的侧重点稍有不同。

水文地质学发展简史

人们早在远古时代就已打井取水。中国已知最古老的水井是距今约5700年的浙江余姚河姆渡古文化遗址水井。古波斯时期在德黑兰附近修建了坎儿井,最长达26公里,最深达150米。约公元前250年,在中国四川,为采地下卤水开凿了深达百米以上的自流井。中国汉代凿龙首渠,是一种井、渠结合的取水建筑物。在利用井泉的过程中,人们也探索了地下水的来源。法国帕利西、中国徐光启和法国马略特,先后指出了井泉水来源于大气降水或河水入渗。马略特还提出了含水层与隔水层的概念。

1855年,法国水力工程师达西,进行了水通过砂的渗透试验,得出线性渗透定律,即著名的达西定律,奠定了水文地质学的基础。1863年,法国裘布依以达西定律为基础,提出计算潜水流的假设和地下水流向井的稳定流公式。1885年,英国的张伯伦确定了自流井出现的地质条件。奥地利福希海默在1885年制出了流网图并开始应用映射法。

19世纪末20世纪初,对地下水起源又提出了一些新的学说。奥地利修斯于1902年提出了初生说。美国莱恩、戈登和俄国安德鲁索夫在1908年分别提出在自然界中存在与沉积岩同时生成的沉积水。1912年德国凯尔哈克提出地下水和泉的分类,总结了地下水的埋藏特征和排泄条件。美国迈因策尔于 1928年提出了承压含水层的压缩性和弹性。他们为水文地质学的形成作出了重要贡献。

泰斯于1935年利用地下水非稳定流与热传导的相似性,得出了地下水流向水井的非稳定流公式即泰斯公式,把地下水定量计算推进到了一个新阶段。20世纪中叶,苏联奥弗琴尼科夫和美国的怀特在水文地球化学方面作出了许多贡献。到第二次世界大战结束时,在地下水的赋存、运动、补给、排泄、起源以至化学成分变化、水量评价等方面,均有了较为系统的理论和研究方法。水文地质学已经发展成为一门成熟的学科了。

20世纪中叶以来,合理开发、科学管理与保护地下水资源的迫切性和有关的环境问题,越来越引起人们的重视。同时,人们对某些地下水运动过程有了新的认识。1946年起,雅可布和汉图什等论述了孔隙承压含水层的越流现象。英国博尔顿和美国的纽曼分别导出了潜水完整井非稳定流方程。

由于预测地下水运动过程的需要,促进了水文地质模拟技术的发展。20世纪30年代开展了实验室物理模拟。40年代末发展起来的电网络模拟,到50~60年代在解决水文地质问题中得到应用。

由于电子计算机技术的发展,70~80年代,地下水数学模拟成为处理复杂的水文地质问题的主要手段。同时,同位素方法在确定地下水平均贮留时间,追踪地下水流动等研究中得到应用。遥感技术及数学地质方法也被引进,用以解决水文地质问题。对于地下水中污染物的运移和开采地下水引起的环境变化,引起广泛的重视。20世纪60年代以来,加拿大的托特提出了地下水流动系统理论,为水文地质学的发展开拓了新的发展前景。

水文地质学基本内容

水文地质学是从寻找和利用地下水源开始发展的,围绕实际应用,逐渐开展了理论研究。目前已形成了一系列分支。

地下水动力学是研究地下水的运动规律,探讨地下水量、水质和温度传输的计算方法,进行水文地质定量模拟。这是水文地质学的重要基础。

水文地球化学是水文地质学的另一个重要基础。研究各种元素在地下水中的迁移和富集规律,利用这些规律探讨地下水的形成和起源、地下水污染形成的机制和污染物在地下水中的迁移和变化、地下水与矿产形成和分布的关系,寻找金属矿床、放射性矿床、石油和天然气,研究矿水的形成和分布等。

供水水文地质学是为了确定供水水源而寻找地下水,通过勘察,查明含水层的分布规律、埋藏条件,进行水质与水量评价。合理开发利用并保护地下水资源,按含水系统进行科学管理。

矿床水文地质学是研究采矿时地下水涌入矿坑的条件,预测矿坑涌水量以及其他与采矿有关的水文地质问题。

农业水文地质学的内容主要包括两方面,一方面为农田提供灌溉水源进行水文地质研究;另一方面为沼泽地和盐碱地的土壤改良,防治次生土壤盐碱化等问题进行水文地质论证。

地热是一种新的能源,如何利用由地下热水或热蒸汽携至地表的地热能,用来取暖、温室栽培或地热发电等,以及地下热水的形成、分布规律,以及勘察与开发方法等,是水文地热学的研究内容。

区域水文地质学是研究地下水区域性分布和形成规律,以指导进一步水文地质勘察研究,为各种目的的经济区划提供水文地质依据。

古水文地质学是研究地质历史时期地下水的形成、埋藏分布、循环和化学成分的变化等。据此,可以分析古代地下水的起源与形成机制,阐明与地下水有关的各种矿产的形成、保存与破坏条件。

地下水的形成和分布与地质环境有密切联系。水文地质学以地质学为基础,同时又与岩石学、构造地质学、地史学、地貌学、第四纪地质学、地球化学等学科关系密切。工程地质学是与水文地质学是同时相应发展起来的,因此两者有不少内容相互交叉。

地下水积极参与水文循环,一个地区水循环的强度与频率,往往决定着地下水的补给状况。因此,水文地质学与水文学、气象学、气候学有密切关系,水文学的许多方法也可应用于水文地质学。地下水运动的研究,是以水力学、流体力学理论为基础的,并应用各种数学方法和计算技术。

水文地质学的发展趋势是:由主要研究天然状态下的地下水,转向更重视研究人类活动影响下的地下水;由局限于饱水带的含水层,扩展到包气带及“隔水层”;由只研究地壳表层地下水,扩展到地球深层的水。

预计今后的水文地质研究,在下列方面将有突破:裂隙水与岩溶水运动机制和计算方法;地下水中污染物和温度运移机制和计算方法;粘性土的渗透机制;包气带水盐运移机制;水文地球化学和同位素水文地质学,地下水数学模型;地球深层水文地质。

6. 请问:气象水文与水文地质条件中的水文各偏重什么进行叙述

简单地说:气象水文是指地面以上的,水文地质是指地面以下的。并非简版单与详细。
气象水文权无需提及地下水,水文地质无需提及地表水、降水量等,出现在一个报告中的两节不要重复。
两个合在一起写就没有问题了,但是,是两个专业的事。
如:在铁路勘察设计中,气象水文由路基设计人员收集调查,水文地质由地质人员调查,分工明确、清楚。但我认为这样的分工不好,地表水与地下水从原头上是不可分的(黄河之水天上来),地表水和地下水的补、迳]、排密切相关。但目前就是这样分工的。再者目前的大学里水文专业就是地面水,对于地下水几乎也不学什么东西,我们单位有新近来的水文专业的,他们都没有学过地下水动力学。而我作为一个水工专业的也没有学过地表水的调查。

7. 气候,风向,地质构造,水文,哪项不属于对地下水影响因素

水文地质在岩土工程中有着非常重要的作用,它和工程地质有着十分密切的关系,以下是小编搜集整理的一篇探究岩土工程中水文地质勘察要求的论文范文,供大家阅读查看。
[摘要]水文地质勘察在岩土工程勘察中有着重要的作用,目前实际操作中容易忽视水文地质的勘察工作,导致危害的发生。本文针对这一问题分析了水文地质勘察的现状、地下水引起岩土工程的危害、岩土工程地质勘察中水文地质评价内容,以期望能对岩土工程中做好水文地质勘察起到借鉴和参考作用。
[关键字]岩土工程 水文地质勘察
在岩土工程勘察过程中,水文地质问题始终是一个容易被忽视的问题。水文地质在岩土工程中有着非常重要的作用,它和工程地质有着十分密切的关系,因为地下水不但是岩土的重要组成部分,而且影响建筑物的稳定性和耐久性。在一些水文地质条件较复杂的地区,因为人们经常忽视水文地质的勘察工作,影响岩土工程的进展。所以,在岩土工程勘察中加强水文地质的勘察是十分必要的。
1岩土工程中水文地质的勘察要求
在岩土工程勘察中,应根据工程的具体要求,通过搜集资料和水文地质勘察工作,查明工程所属区域的水文地质条件。
(1)自然地理条件。这里面包括气象水文特征和地形地貌等内容,气象水文特征是指工程所属地域,是属于亚热带还是热带、季风气候,湿润程度与热量等。地形地貌是指工程区域周围的水系、平原或高原特征、地形开阔平坦与否、地貌侵蚀和堆积情况如何等。
(2)地质环境。包括工程所在区域的地质构造特征、基底构造及其对第四系厚度的控制、地层岩性、新构造运动等方面的内容。
(3)地下水位情况。包括近2~5年最高地下水位、水位变化趋势;地下水补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对地下水位的影响等。地下水位的变化对岩土工程的影响巨大,是工程勘察的重点内容。
(4)各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位及其变化幅度;主要含水层的分布、厚度及埋深;通过现场试验测定地层渗透系数等水文地质参数等;场地地质条件下对地下水赋存和渗流状态的影响、判定地下水水质对建筑材料的腐蚀性等。
2水文地质勘察的现状
人类经历的地质灾害中有很大一部分都与地下水有直接或间接的关系,据有关数据显示地下水与岩体互相作用所造成的地质灾害复杂而广泛,并且其造成的灾害具有多样性和不可控性。在目前的生产和科研中对地下水作用致灾的研究和认识有一定的不足,并且对地下水在工程地质勘察评价中的定量和定性分析都是一个薄弱的环节,水文地质问题在岩土工程勘察中极易被忽视。
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,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面原因造成的。地下水位变化可由天然因素或人为因素引起,但不管什么原因,当地下水位的变化达到一定程度时,都会对岩土工程造成危害,地下水位变化引起的危害又可分为三种方式:
3.1水位上升引起的岩土工程危害
潜水位上升的原因是多种多样的,其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。主要有以下表现:
(1)土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。
(2)斜坡、河岸等岩土产生滑移、崩塌等不良地质现象。
(3)一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。
(4)引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。
(5)地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。
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于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题,对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。
3.3地下水频繁升降引起的岩土工程危害
地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形,当地下水升降频繁时,不仅使岩土的膨胀收缩变形往复,而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大,进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。
4岩土工程勘察中地下水问题分析及对策
(1)传统地下水测量方法的一些问题
岩土工程勘察中,地下水的测量与计算沿用的传统方法为:①钻孔;②提取岩芯后0.5h,测量孔内水位;③有条件时,测量终孔后24h水位,作为稳定地下水位。对于只有含水层贯通的地层,这种方法是合理的,但对于含水层不贯通的地层和局部(或大部)不透层水的地,这种方法会带来一些问题。
(2)岩土工程勘察中地下水问题解决方法探讨
为测取岩体中的真实地下水位,进而找出透水带,可采取如下方法在钻孔中进行水位测量。为操作方便,可以采取分段钻进方法,设计好每天的钻进工作量,开钻后可以先以一天的钻进量为一段。每天钻进结束后,将孔中水抽干,第二天开钻前测量水位,即可查明该段是否含水。若上部地层均不含水,则可一直这样进行下去。若上部已有含水层(如第四系含水层),则需将测量段密封起来,抽干其中的水,第二天测量该段是否有水及水压大小以确定其含水性及水位情况。岩体完整段一般不含水,节理、裂隙密集段可能有水,也可能无水,总体来说,由于岩体中渗透的裂隙性,钻孔中肯定只有小部分区段有水(一般在断层、密集节理带产出部位)。这样,通过测量可以把地层分为含水段与不含水段,再结合地球物理勘探测量,确定出地层的含水部位(裂隙带)与不含水部位(与水文地质中的找水勘探类似)。以此资料作为岩体稳定性分析的依据,要准确可靠得多。含水带确定之后,可以根据含水带的分布特点,用裂隙渗透的原理,来确定地下水对岩体稳定性的影响。
5小结
水文地质问题一直是岩土工程勘查中不可忽视的重要问题,在具体工程中,一定要根据勘察到的工程所处地域的地质水文条件,制定相应的防护措施和施工计划,真正保证工程的质量。随着工程勘察的发展,其必将受到越来越广泛的重视,切实做好水文地质工作将对勘察水平的提高起着极大的推动作用。为提高岩土工程勘察质量,在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响,更要提出预防及治理措施的建议,为设计和施工提供必要的水文地质资料,以消除或减少地下水对岩土工程的危害。

8. 气象学和地质学是文科还是理科专业

气象学和地质学都是理科专业的。

理科(science departments)一般是指自然科学、应用科学以及数理逻辑的统称,版与文科相对权立。理科学科主要有:数学、物理学、化学、生物学、地理学、计算机软件应用、技术与设计实践等。

理科专业:

1、数学类

0101 数学

0104数理统计

0102计算数学及应用软件

0105运筹学

0103 应用数学

0106 控制科学

2、地质学类

0601 地质学 0605 水文地质学与工程地质学

0602构造地质学0606 岩矿地球化学

0603地震地质学0607 放射性矿产地质学

0604 古生物学及地层学

0106 控制科学

3、地理学类

0701 气候学

0702生物地理学

0703化学地理学

0704 天文地理学

0705冰川学

0706 气象学

0708土壤地理学

0709综合自然地理学

0710地理信息系统

9. 环境和气候是什么关系

气候属于自然环境。所以气候属于环境
环境包括自然化境和社会环境。
自然化境又包括,气候,水文,地质,土壤等等

10. 地质环境条件

青岛市地处山东半岛西南端,东南濒临黄海,西、北与潍坊市、烟台市接壤,西南与日照市相邻,位于东经119°པ″~120°57འ″,北纬35°34཈″~37°09༼″。辖七区(市南、市北、四方、李沧、崂山、城阳、黄岛)、5个县级市(即墨、胶州、莱西、平度、胶南)。全市陆域总面积10654km2,海岸线全长730km。

在漫长的地质历史时期,经过多种形式的地壳运动和地质营力的作用,形成了山地、丘陵、平原、河流、湖泊、海洋等不同的地貌形态,不同岩性地层经风化、剥蚀、搬运作用在不同的沉积环境下沉积,形成了不同的土壤,造就了该区特有的地质环境背景。

一、地形地貌

青岛市地形总的特征是南北两翼隆起,东高西低,中部低陷。区内主要有三大山系:分别是东南的崂山山脉,主峰海拔1132.7m,山势陡峻,向西南绵延至青岛市区,北至即墨市东北部,为山东省第三高峰;北部的大泽山山脉,主峰海拔736.7m;西南部的大、小珠山、铁镢山等组成的胶南山群,主峰海拔724.9m。山系之间为胶莱盆地,地势低平,海拔一般小于50m,第四系松散堆积物主要存在于各大小河谷之中。区内山丘面积4950km2,占陆地总面积的46.46%;平原洼地5620km2,占52.75%;其他84km2,占0.79%。

区内地貌按其成因类型及形态特征可划分为剥蚀构造地形、构造剥蚀地形、剥蚀堆积地形和堆积地形四类(图12-1)。

二、气象水文

1.气象

青岛市属华北暖温带季风性大陆气候,由于受海洋环境的影响和调节,具有较明显的海洋性气候特点,空气湿润,气候温和,雨量较多,四季分明,具有春迟、夏凉、秋爽、冬长的特征。据青岛市百年来气象观测资料统计,青岛市多年平均降水量为677.95mm(1898~2002年),1996~2002年平均降水量为647.8mm,降水特点是年内各季分配不均,汛期(6~9月)占70%~76%,多集中于几次暴雨,枯水期(3~5月)占13.5%,平水期仅占5.02%;年际间降水量变化悬殊,枯水年系列持续时间较长,最大值比最小值多近1000mm,比值一般在3~4倍;在地域上,从沿海至内陆呈递减趋势,在山区具垂向分带性,自高向低递减。2002年属50年一遇的特枯年,年降水量仅为463.8mm。

图12-1 青岛市地貌类型图

青岛市多年平均蒸发量为1410mm,月平均最高值出现在5月份,为175mm,内陆蒸发量大于近海地区。

2.水文

青岛市共有大小河流224条,流域面积大于100km2的有33条,按流域可分为大沽河、北胶莱河及沿海诸河三大水系。大沽河源于招远市阜山,在莱西市道子泊村北500m处入境,流经莱西、平度、即墨、胶州各市和城阳区,于胶州市营房镇码头村南入胶州湾,干流全长179.9km,流域面积6131.3km2,青岛市境内流域面积4850.7km2,占总面积的79.11%,主要支流有小沽河、洙河、五沽河、流浩河及南胶莱河等。北胶莱河源于平度市宅科乡姚家村分水岭北麓,沿平度市与高密市、昌邑市边界自东南流向西北,于新河镇大苗家出境入莱州湾,全长100km,流域面积3978.6km2,青岛市境内流域面积1914.0km2,境内主要支流有泽河、龙王河、现河和白沙河等。沿海诸河独流入海的较大河流有白沙河、城阳河(即墨境内称墨水河)、洋河、王戈庄河(风河)、白马-吉利河、周疃河(莲阴河)等。

青岛市现有大型水库3座,中型水库21座,其中较大水库有:产芝水库、尹府水库、棘洪滩水库、崂山水库等。

三、区域地质概况

1.地层岩性

青岛市出露的地层除第四系松散地层以外,主要为中生代白垩系和古元古代变质岩系,第三系为隐伏地层。现简述如下:

(1)古元古界(Pt)

主要出露荆山群(Pt1J)及粉子山群(Pt1F)。

荆山群主要分布于胶北隆起莱西南墅镇、平度明村镇及云山镇和胶南王台镇等地。属角闪麻粒岩-角闪岩相变质,主要岩性为大理岩、黑云变粒岩、长石石英岩、浅粒岩、斜长角闪岩、透辉岩、石墨变粒岩、片麻岩等。

粉子山群主要分布于平度灰埠,属高绿片岩相—低角闪岩相变质,岩性主要为黑云变粒岩,斜长角闪岩、浅粒岩、长石石英岩、透闪大理岩等。

(2)中生界白垩系(K)

自老至新分为莱阳群(KL)、青山群(KQ)和王氏群(KW),广泛分布于本区中部台陷区。

莱阳群主要分布于胶州、胶南、即墨等地,为一套陆相粗碎屑—细碎屑的洪积相—河流相—河湖相沉积,由砾岩、砂岩、粉砂岩、长石砂岩及含砾中粒岩屑砂岩等组成。

青山群主要分布于胶州、河套、红岛、楼子疃—丰城一带及莱西、灵山卫镇等地,为一套陆相火山爆发相、溢流相的中基性—中性—酸性火山岩系,下部岩性为流纹质含角砾熔结凝灰岩、岩屑玻屑凝灰岩;中部岩性为安山岩、玄武安山岩夹安山质火山角砾岩、角砾集块岩等;上部为玄武粗安岩夹砂砾岩。

王氏群主要分布于胶州市至上马镇以北直至古岘、莱西广大地区,为一套陆相紫红色碎屑岩间夹玄武岩沉积,下部岩性为钙泥质粉砂岩夹钙质细粒长石砂岩、细粒长石砂岩,上部为杏仁状玄武岩、拉斑玄武岩及伊丁石化安山玄武岩。

(3)新生界

古近系五图组主要隐伏于平度南大洼,由砾岩、砂岩、页岩和泥质岩等组成。

第四系广泛分布于现代河流两侧、山前、入海处及准平原地区,为更新—全新统冲积、洪积、冲洪积、残坡积、海积、海陆交互堆积及人工堆积等松散堆积层。其中冲积和冲洪积层最具供水意义,主要分布于较大河流的中下游和山前地带,厚度一般10~20m,最厚可达25~30m;多具双层结构,上部为黏质砂土及砂质粘土,下部为不同粒径的砂及砂砾石层,其中有泥质夹层,边缘地带有坡积层楔入,结构较为复杂。河流愈小,砂层愈薄,分选性差,相变大;上游为花岗岩分布区,砂层颗粒较粗;在河口附近及近海洼地,冲积层中常有海相沉积夹层,岩性为淤泥、淤泥质粘土、淤泥质砂等,厚度一般小于5m。

青岛市的侵入岩主要发育有新元古代晋宁期、震旦期和中生代燕山晚期,可归并为7个单元,主要分布在崂山、大泽山及大、小珠山等地。

2.地质构造

青岛市地处华北板块南边缘胶南-文威造山带日照隆断东北部的鲁东隆起、胶莱坳断2个Ⅲ级构造单元。区内主要构造形迹为褶皱构造、韧性剪切带及脆性断裂构造,其主体方位为北东东向,次为北东向和东西向。区内脆性断裂构造具控水作用,其方向错综复杂,除部分继承古老断裂构造外,多形成于燕山晚期,为北西—南东向水平挤压应力及垂向上隆所导致的水平压力共同作用的结果,具多期活动的特点,可归纳为四组共轭断裂构造体系:①近EW(75°~85°)与近SN(5°~10°);②NEE(55°~65°)与NNW(330°~340°);③NNE(20°~25°)与NWW(290°~300°);④NE(30°~45°)与NW(300°~320°)。其中北东东、北北东及北东向力学性质多属压扭性,与之对应的共轭断裂多呈张性。

四、区域水文地质概况

1.含水岩组的划分与地下水赋存条件

根据水文地质特征的不同,青岛市地下水可划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、喷出岩类孔洞裂隙水、碳酸盐岩类岩溶裂隙水及块状、层状岩类裂隙水等几个含水岩组,其中以松散岩类孔隙水含水岩组为主,供水能力较强。

松散岩类孔隙水含水岩组:主要分布于大沽河、白沙河—城阳河、白马-吉利河、王戈庄河、洋河、周疃河、张村-李村河等大小河流中下游河谷平原和大泽山西南侧山前平原,含水岩组主要由第四系冲积、冲洪积层不同粒径的砂及砂砾石组成,厚度一般5~15m,透水性强,水量丰富,单井出水量可达1000m3/d以上,水位埋深一般2~4m,水力性质基本属于孔隙潜水,局部地段在高水位时具弱承压性,其中大沽河、白沙河—城阳河为青岛市重要供水水源地,其余各流域为当地主要供水水源地。

碳酸盐岩类岩溶裂隙水含水岩组:主要分布于平度、莱西,胶南王台也有少量分布,含水岩组为粉子山群中的大理岩,一般呈夹层或透镜体产于其他变质岩中,质地不纯,多为蛇纹石化大理岩、白云石化大理岩、透辉石大理岩等。裂隙比较发育,深度一般限于100m以内,含较丰富的岩溶裂隙水,特别在构造及地貌条件有利地段,富水性尤强,单井出水量一般大于500m3/d,最大超过1000m3/d,水质良好。但因分布面积过小,供水局限性较大。

喷出岩类孔洞裂隙水含水岩组:主要分布于即墨、胶州、莱西、城阳境内,含水岩组为青山群和王氏群中的玄武岩类,孔洞和裂隙比较发育,深度一般为30~50m,富水性较强,单井出水量为500~1000m3/d,且水质良好,常含有益于人体的微量元素(如Sr、H2SiO3、Zn等),可形成小的水源地为局部地区供水。

碎屑岩类孔隙裂隙水含水岩组:主要分布于胶州、即墨、莱西等地,含水岩组为白垩系莱阳群、王氏群砂岩、砂页岩及凝灰质砂页岩,由于其孔隙和裂隙均不发育,透水性、富水性均很弱,单井出水量一般小于50m3/d,供水意义不大。

块状、层状岩类裂隙水含水岩组:主要分布于崂山、大泽山及胶南大片地区,含水岩组为花岗岩、花岗闪长岩、片麻岩、变粒岩、片岩等。风化带深度一般不超过30m,富水性弱,单井出水量小于30m3/d,局部构造裂隙密集带比较富水,单井出水量可大于100m3/d,最大可达500m3/d,但分布极不均匀,仅能为局部供水。

2.地下水补给、径流、排泄条件

青岛市地下水主要为第四系松散岩类浅层孔隙水,局部为少量脉状构造基岩裂隙水,大气降水为其主要补给来源,地下水的运动方向与地形坡降、地表水系基本一致。大气降水、地表水、地下水三者联系密切,转化关系明显。

从区域水文地质分区来看,本区属鲁东低山丘陵水文地质大区(Ⅲ),综合考虑区内地质、构造、地貌、地下水特征等因素,可分为3个水文地质亚区,即胶北低山丘陵水文地质亚区、胶莱盆地水文地质亚区、崂山—胶南中低山丘陵水文地质亚区(图12-2)。

(1)胶北低山丘陵水文地质亚区(Ⅲ1)

主要分布于青岛北部的平度、莱西境内,属胶北隆起的西段,地貌形态为低山丘陵,由北向南地势渐低。主要由燕山期花岗岩类和古老变质岩系组成,山间河谷中有第四系堆积,按岩性及地下水类型可进一步划分为:①大泽山花岗岩类裂隙水小区;②平度—莱西变质岩岩溶裂隙水小区;③莱西变质岩裂隙水小区;④山间河谷第四系孔隙水小区。

(2)胶莱盆地水文地质亚区(Ⅲ2)

主要分布于平度、莱西、胶州、即墨的大部地区,地质构造单元属胶莱坳断,地貌形态为河谷平原、山前平原和剥蚀平原,地层主要为第四系冲积、冲洪积层和白垩系碎屑岩类及火山岩类,由于地势低平,有利于地下水积聚,且储水条件较好,为青岛市地下水最丰富的地区。该区除接受大气降水的直接入渗补给外,还接受来自相邻其他水文地质亚区的地表水和地下水的补给,特别是其中河谷平原、山前平原第四系孔隙水和玄武岩类孔洞裂隙水,含水层较厚,储水空间较大,表层渗透性能较强,补给条件十分有利,成为本区地下水最富集的地段。该区地下水排泄方式主要为径流、人工开采和蒸发,其中人工开采为地下水的主要排泄方式。径流排泄一是通过北胶莱河向北排向莱州湾;二是汇集于大沽河向南排向胶州湾,但因地势平缓,水力坡度小,径流速度缓慢,排泄不畅。由于大量开采地下水,水位埋深加大,蒸发排泄量逐渐减少。

(3)胶南—崂山中低山丘陵水文地质亚区(Ⅲ3)

主要分布于胶南和崂山,为胶南隆起的东北段,地貌形态为中低山和丘陵,地势较高,坡度较陡,分别向北西胶莱盆地和东南沿海倾斜,岩性以燕山期花岗岩类为主,此外在若干河流的中下游第四系比较发育,形成大小不等的河谷平原。

胶北和胶南低山丘陵水文地质亚区的基岩裂隙水,大气降水几乎是其唯一的补给来源,但因山高坡陡和裂隙不甚发育,降水的大部分转变为地表径流汇集到海洋和胶莱盆地水文地质亚区,少量降水渗入到地下转化为地下水,又以下降泉或地下径流的形式很快向附近沟谷排泄,山间河谷沟溪成为汇集和排泄地下水的主要通道。由于裂隙发育深度浅,水力坡度大,地下水交替循环强烈。此区内较小的河谷平原区,如王戈庄河中下游河谷平原区具有与胶莱盆地水文地质亚区相似的补、径、排特征,只有在地下水开发程度很低的地段,如白马-吉利河中下游河谷平原区,潜水蒸发才不可忽视。

3.地下水水化学特征

青岛市地下水在成因上以陆相溶滤水为主,近海洼地及河口地带为海相、海陆交互相沉积水。自然状态下其水化学特征如下:本区外围三面环海,降水、地表水、地下水、海水在转化过程中,受海水蒸发影响,地下水中Cl含量较高;区内地表水、地下水分布大体一致,均从山丘经平原独流入海,在径流过程中,地层介质矿物成分比较稳定,可溶性较差,特定的环境使地下水化学特征具明显分带性:从山丘→平原→海岸洼地,水化学类型由水质较优的HCO3-Ca型→HCO3·Cl-Ca或Ca·Mg、Ca·Na型→Cl·HCO3-Na或Na·Ca型,矿化度由<0.5g/L→0.5~1.0g/L→>1g/L;区内受地球化学环境影响,局部有原生劣质水,如钙质结核分布地带高氟区,海岸带及近海洼地、水封存地带咸水区等。

图12-2 青岛市水文地质分区图

五、环境地质分区特征

根据青岛市地形地貌、气象水文、地质、水文地质、植被土壤等诸因素对区域地质环境特征的作用,可将青岛市划分为4个地质环境区(图12-3)。

1.中低山—丘陵地质环境区

本区主要分布于崂山、大小珠山、铁镢山、大泽山及其余脉丘陵地带,其地貌成因类型属剥蚀构造—构造剥蚀地貌,长期接受剥蚀切割作用,地面标高一般大于50m,切割深度不等,基底岩石主要由花岗岩类组成,次为砂页岩、火山岩等,地表岩石裸露,沟谷地带谷底堆积物较发育,但厚度不大。

崂山岩体为燕山晚期崂山花岗岩组成,切割深度大于500m;小珠山、大泽山一带除花岗岩外,还有片岩、片麻岩、大理岩等,切割深度200~400m。中低山地带花岗岩类岩石坚硬,山体陡峭,岩体裂隙不甚发育。由于地面坡度大,沟谷切割深,山高坡陡,大气降水较大(除大泽山地区外均大于700mm),强风化带不发育,风化深度一般小于3m,降水绝大部分由地表呈洪流迅速排向下游,极少部分渗入地下,以泉或地下径流排出,岩体富水性差。

中低山地带植被较发育,主要为密林区和一般林区,人文活动稀少,人为污染物少,岩石风化作用及地下水的溶解作用均较弱,加之地下水交替强烈,虽然地下水富水性较差,但含盐量低、水质好,在构造裂隙密集带,多分布有矿泉水。

丘陵地带主要为上述山体的余脉,地表多为岩石裸露,岩性为花岗岩、片麻岩、火山岩、砂页岩等,山体陡峭—浑圆,岩体裂隙较发育,少部分有植被覆盖,主要为一般林区和稀疏林区,大气降水一般大于600mm,沟谷地段有薄层残积层,大气降水大部分呈洪流排向下游,部分通过裂隙或薄层覆盖层(碎石土、砂土)渗入地下,渗入过程中过滤及净化能力差。

丘陵地带由于风化作用和人为活动等,水交替作用均比中低山区有利于水盐化学作用,致使地下水中含盐量高于低山区。在市区及城镇附近,由于工业、生活污染源较多,污染对地下水水质起着控制作用,水中化学组分常出现异常,多项组分超标,矿化度可达1.0~1.5g/L,局部地段大于1.5g/L。

2.剥蚀准平原地质环境区

广泛分布于胶莱盆地中的胶州、即墨、莱西境内,地貌成因类型为剥蚀准平原,地形呈较平缓的垄岗、坡地,相对高程小于20m,标高一般小于50m,岩性以中生代白垩系碎屑岩及火山岩为主,地势较低洼处表层堆积有薄层残坡积物,厚度一般小于5m,岗地部分多基岩裸露,其余大部分为薄层残坡积的碎石层、砂土、粉土类的耕植土层覆盖,植被较发育,多以耕作地为主,土壤质地较差,表层过滤、净化防护作用较差,大气降水及污染物易渗入地下。

该区岩石裂隙发育,多为浅层风化裂隙及火山岩孔洞,由于粘土化使部分裂隙弥合充填,裂隙空间容量小,孔洞联结性差,导致其富水性差,地下水埋藏较浅。由于地形起伏小,地表径流较缓慢,水交替条件及动力条件略差,水盐作用时间长,加之地表污染,地下水中含盐量较高,矿化度一般0.5~1.0g/L。

3.冲、洪积平原地质环境区

分布于山前地带及各河流中下游河谷地带,主要在大沽河中下游平原、白沙河—城阳河中下游河间地块、北胶莱河冲积平原、胶南王戈庄河、白马-吉利河河谷平原等。地貌类型为山前冲洪积平原和河谷冲积平原,地形较平坦,微有起伏。堆积物主要为河流冲积、冲洪积形成的松散粉质粘土、粉土、中粗砂及砂砾石层,一般为双层结构,上部为粉质粘土、粉土,下部为中粗砂、砂砾石层。下部为主要含水层位,厚度一般为5~15m,局部达25m,富水性较强,水位埋深一般为2~4m,最大达10m,包气带岩性以粉土、粉质粘土为主。

图12-3 青岛市地质环境分区图

该区大气降水除平度北胶莱河区为500mm左右外,其余大部分地段为600mm左右,地表径流较缓慢。区内植被较发育,以耕作地为主,土壤质地良好,表层土过滤、净化能力较强。第四系孔隙水主要由大气降水渗入补给,另有山前基岩裂隙水补给及河水渗入,地下水主要通过蒸发、开采和向下游径流排泄。但该区是主要生产生活活动区,生活污染、工业污染及农业污染已超出“点状污染”的范围,构成了贯通的污染层(区)。该区地下水运动及交替缓慢,水与松散岩层充分接触,相互间化学作用较强烈,加之污染物的参与及人为开采的影响,地下水中化学组分及浓度从上游山前地带到下游滨海地带变化较明显,存在明显的水化学分带现象。地下水的矿化度由山前的0.5g/L到滨海的1.5g/L,在海水入侵严重地段可达3g/L以上。

4.滨海平原地质环境区

主要分布于滨海大河河口附近的条带状狭窄地段,地形平坦,地貌类型为滨海平原,堆积物多为粉细砂、粉土及海相淤泥构成,富水性差。地层是在海陆交互作用下形成的,地下水是海水与大陆淡水抗衡中形成的,水位埋藏浅。该区大气降水一般大于700mm,多为散状面流直接入海,少部分渗入补给地下水,土壤多为盐碱化或沼泽化,植被发育差,且多以耐盐荒草为主。河口地带常常是污染物集中排放及汇集地带,污染严重,其他地带多为盐场,受海潮及下伏海相地层影响,本区地下水水质极差,化学成分极为复杂,水化学类型以Cl-Na型为主,矿化度一般大于3~5g/L,盐场附近则大于10g/L。

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