工程地质的河流坍岸的成因有哪些
1. 坍岸抢险原则是什么
上截下排
2. 工程地质的目的和任务是什么简答
工程地质的目的级任务:
在城建规划和建(构)筑物、交通等的基本建设工兴建之前,需要进行工程地质勘察工作,其目的是查明工程地质条件,分析存在的地质问题,对建筑地区做出工程地质评价,为工程的规划、设计、施工和运营提供可靠的地质依据,以保证工程建筑物的安全稳定、经济合理和正常使用。
工程地质勘察的任务主要有下列几个方面:
1、查明工程建筑地区的工程地质条件,阐明其特征、成因和控制因素,并指出其有利和不利的方面。
2、分析研究与工程建筑有关的工程地质问题,做出定性和定量的评价,为建筑物的设计和施工提供可靠的地质资料。
3、选择工程地质条件相对优越的建筑场地。建筑场地的选择和确定对安全稳定、经济效益影响很大,有时是工程成败的关键所在。在选址或选线工作中要考虑许多方面的因素,但工程地质条件常是重要因素之一,选择有利的工程地质条件,避开不利条件,可以降低工程造价,保证工程安全。
4、配合工程建筑的设计与施工,据地质条件提出建筑物类型、结构、规模和施工方法的建议。建筑物应适应场地的工程地质条件,施工方法和具体方案也与地质条件有关。
5、提出改善和防治不良地质条件的措施和建议。任何一个建筑场地或工程线路,从地质条件方面来看都不会是十全十美的,但从工程措施角度来看几乎任何不良地质条件都是能克服的,场地选完之后,必然要制定改善和防治不良地质条件的措施。只有在了解不良地质条件的性质、范围和严重程度后才能拟定出合适的措施方案。
6、预测工程兴建后对地质环境造成的影响,制定保护地质环境的措施。大型工程的兴建常改变或形成新的地质营力,因而可以引起一系列不良的环境地质问题,如开挖边坡引起滑坡、崩塌;矿产或地下水的开采引起地面沉降或塌陷;水库引起浸没、坍岸或诱发地震等,所以保护地质环境也是工程地质勘察的一项重要任务。
3. 黄土高原的形成原因
1、黄土高原是由于风力堆积作用形成的。
黄土高原的成因,也就是黄土的来源,比较公认的说法是“风成说”,主要是是第四纪冰期干冷气候条件下的风力沉积物。
在干冷的气候条件下,位于黄土高原西部的大陆内部地区气候更为干旱,大片沙土裸露,在西北风的作用下,搬运大量沙尘至黄土高原地区,由于风力减弱而沉积,年复一年,最终形成厚厚的黄土堆积。
2、黄土高原表面千沟万壑的地表形态是流水侵蚀形成的。
由于黄土高原位于季风气候区,夏季降水集中,并容易出现暴雨,造成比较大的地表径流,而且由于地势起伏较大,流水速度较快。
加上黄土这种土壤本身的土质就十分疏松,植被覆盖率低,缺乏对土壤的保护,因此该地区的流水侵蚀作用非常强烈,形成黄土高原崎岖不平的地表形态。
(3)工程地质的河流坍岸的成因有哪些扩展阅读
黄土高原位于中国中部偏北部,为中国四大高原之一,是中华民族古代文明的发祥地之一,也是地球上分布最集中且面积最大的黄土区,横跨中国青、甘、宁、内蒙古、陕、晋、豫7省区大部或一部,主要由山西高原、陕甘晋高原、陇中高原和河套平原组成。
黄土高原地势西北高,东南低,自西北向东南呈波状下降。以六盘山和吕梁山为界把黄土高原分为东、中、西三部分:六盘山以西的黄土高原西部,海拔2000-3000米,是黄土高原地势最高的地区。
六盘山与吕梁山之.司的黄土高原中部,海拔1000-2000米,是黄土高原的主体。吕梁山以东的黄土高原东部,地势降至500-1000米,河谷平原占有较大比例。
据此可将黄土高原分为山地区、黄土丘陵区、黄土塬区、黄土台塬区、河谷平原区。
4. 截至年,水库运用阶段地质成果概述
对三门峡库区的地质实践成果,共约43份,这是集20多年的历史积累。现将这些成果给予简要说明。
(一)综合性、总结性成果,有5份。最早的水库地质灾害调查报告,是黄委会水库管理局于1962年初提出的。第五大队、陕西第二水文地质大队先后提交有阶段性的成果。1985年前后出版的库区工程地质问题研究和黄河中游区域工程地质两份成果,应当说也是阶段性的总结性成果,具有一定代表性。
(二)地下水动态观测、研究成果,共11份。基础资料“地下水位年鉴”1956~1959年观测数据,由黄委会整编出版,1960~1985年观测数据由陕西第二水文地质大队整编出版。有9份是阶段性的地下水动态分析报告和基础图件。库区淤积回水条件下的潜水涌高分析方法和浸没预测方法是研究重点,在探讨对西安浸没问题和水库运用方式地质研究方面取得了进展。
(三)土壤盐碱化防治研究。有14份成果,合并为12项。有对库周浸没条件下的盐碱地发生发展的调查分析,有自然漫淤脱盐、井灌与稻田改良脱盐的水盐动态观测研究,以及吊沟台田与渠灌排水脱盐等治理效果分析。为三处做引洪漫淤前的水文地质调查。这些受到了当地的配合和推广。
(四)南山支流治理工程地质调查、勘察工作
发源于秦岭北坡的流入渭河的支流众多,习称南山支流,每年雨季汛期常发生或大或小的山洪、水石流灾害。其中由华阴、华县境内南山支流入库的推移质砂砾石,是三门峡水库渭河下游段的造床质,也是该区洪涝灾害之源。因此,治理南山支流意义甚大。1961年,陕西省水库管理局首次对华县的南山支流进行了查勘,第五大队和陕西第二水文地质大队应水库管理局要求所做的水利工程地质工作成果有17项,合并为9项。《渭南沋河流域规划治理工程地质勘察报告》具有代表性,报告较详细地论述了流域的自然地理地质环境背景,尝试对推移质和悬移质年输沙量推算,提出规划建议。该报告也是黄河中游小流域规划治理地质研究项目,投入工作量较大,历时较长的一份成果。
(五)坍岸、库岸的护提、河道整治勘察研究成果,共有4项。库岸坍塌主要发生在高水位运用时潼关以东深水区;1966年,第五大队与中科院地理所、黄委会及库区水文总站等单位,共同开展坍岸观测断面复测为主的调研工作之后,并在前人坍岸调查成果的基础上,由第五大队闫太白等同志编写的《三门峡水库典型地段库岸再造初步分析》,在阐明库岸土体工程地质性质、地形地貌和外力作用下,再现了坍岸发生发展过程。水库改为低水位运用后,库岸即趋于稳定。所以该报告是原第五大队唯一的一份坍岸研究成果。库岸护堤和河道整治地质工作,至今仍在断续进行,其成果未全部列入。
(六)水库运用阶段的总结性成果简介
《黄河三门峡水库运用阶段工程地质问题研究报告》,是三门峡水利枢纽于1960年9月开始蓄水拦沙运用后,发生严重的泥沙淤积,耕地浸没、库边坍岸等地质灾害以来,积20年观测、勘察研究资料而撰写的一份总结性研究报告。该报告在阐明库区工程地质环境的基础上,论述了入库泥沙淤积的危害和影响,论证了潼关、新丰、孤峰三大断隆、断凸对泥沙淤积的正向和负向制约作用。预测在高水位运用时,在淤积回水作用潜水涌高条件下,不仅渭、洛河下游大片耕地将因浸没而沼泽化、盐渍化,西安市低阶地城区也将产生浸没。据此,仅就三门峡水库单独运用而言,近、远期的合理利用方案,应当是汛期敞泄、排沙清淤,非汛期低水位蓄水,回水不过潼关的全年控制运用。
关于潼关以东库岸坍塌,仅发生在水库蓄水初期高水位运用时段,改为低水位运用之后,已自行中止,经济损失与库容淤积损失均有限,对水库运用方案的选择不起决定性作用。最后认为,若能利用三门峡水库暴露出来的工程地质问题,作为多沙河流建库的工程地质实验场,深入探索研究,将为类似水库建设提供宝贵的科学依据。该报告编制有1:30万库区地质图和工程地质图,附有水库淤积工程地质断面图集,水库浸没、坍岸工程地质断面图集。
在《黄河中游区域工程地质》专著中,针黄河自然地质环境和水库地质灾害,建议进一步修订治河规划时,对下列问题应予充分研究:
1.根据三门峡水库地质条件,只能采用低水头运用。要充分发挥其效用,只有研究和小浪底水库联合运用(注:当时还未建小浪底水库)。
2.吸取三门峡、青铜峡水库泥沙淤积的教训,在黄河中游建库应选择峡谷型,不宜修建湖泊型。
3.各峡谷段建坝条件较好,可修建径流电站,开发蕴藏丰富的水能资源。
4.开展秦岭、吕梁山等推移质产沙区的研究,选择代表性支流进行流域调查,探索粗碎屑物来源、搬运、沉积规律与输移量,为规划治理提供依据。
地质部第五大队及随后的陕西省第二水文地质队,完成三门峡库区及其周边各项查勘研究工作的同时,还按照上级指示精神,沿着“治黄地质工作”的另一条主线—黄河中游黄土地区—开展多项调查研究工作。从建队之初至1986年,先后完成的工作项目有:以黄土峁梁地区为典型的无定河中游陕北绥德—米脂间333km21:5万水土流失防治问题调查(与地质部水文所协同完成);以黄土塬区为典型的陇东西峰镇地区323.5km21:5万水土流失防治问题调查;黄河中游无定河、延河、皇甫川、窟野河、佳芦河等黄河一级支流1:50万路线地质调查(控制面积20300km2);绥德、子洲、延安等县市的小流域水土保持专门性问题的定点调研;黄河中游郑州至兰州间流域面积约58万km2综合性环境工程地质问题研究等。后者形成《黄河中游区域工程地质》的专著,于1986年1月出版。
必须指出,发端于三门峡水库泥沙淤积问题的黄河中游黄土地区的各项调研工作,从地质角度探索了黄河泥沙淤积的物质来源、水土流失规律和水土保持地质原理,提出和论证了黄河中游防治水土流失的方向、途径和措施,在纷繁、艰巨的“治黄”系统工程中,迈开了坚实的一大步!
但黄河三门峡库区及黄河中游地区的治黄地质工作还是任重而道远,仍需努力。
5. 河流地质遗迹特征及其成因
河流因河水的搬运作用抄和沉积作用分为机械侵蚀和溶蚀两大类,形成的地质遗迹位于河谷多为“V”字形,谷底在纵向上呈阶梯状,瀑布发育。侧蚀作用的结果形成河床弯曲、谷坡后退、河谷加宽。凹岸后退、凸岸沉积前伸,河流不断弯曲形成河曲。河床两岸突出地形不断被削平河谷越来越宽和平直,而河床越来越弯曲,形成蛇曲,洪水期冲垮曲颈会发生截弯取直。截弯取直后废弃的河道演变为牛轭湖。
6. 主要设计阶段的工程地质工作简介
根据国务院的决定,三门峡工程的设计工作由苏联列宁格勒设计分院承担,其所需的地质资料全部由中国提供。因此,责成地质部、电力工业部与黄河水利委员会联合组成“黄河三门峡地质勘探总队”,负责提供全部地质资料。地质总队在各个阶段的勘察工作,是根据该项目的总地质师提出的任务而进行的。
从1955年9月到1959年9月,由地质部水文地质工程地质局(以下简称地质部)与电力工业部水电总局(以下简称水电总局)以及黄河水利委员会(以下简称黄委会)共同组建的黄河三门峡地质勘探总队(以下简称地质总队),承担了黄河三门峡坝址和水库区的全部地质勘察工作。在三门峡工程局的领导下,经过4年的勘察,提交了初步设计阶段第二期以及技术设计阶段所需的各项地质资料,并在坝址进行了基坑开挖的地质素描和质量验收工作。
1955年到1959年,地质总队所进行的主要工作内容如下:
1.在主要建筑物地区(含大坝的初步设计、技术设计及基坑开挖),进行了比例尺1:2000、1:1000、1:500及1:10000的地质测绘工作。为了了解建筑物基础的工程地质与水文地质条件而进行了钻探、坑槽探、竖井、平硐,并进行了坝基帷幕灌浆试验工作与室内各项试验分析工作。
在大坝施工开挖期间,还进行了基坑地质素描与质量验收工作。
2.在辅助建筑物方面:对围堰、混凝土系统场地、变电站、汽车基地、永久住宅区、沉沙池(二期施工供水用,下同)、跨河公路钢桥、铁路专用线等场地的基础进行了工程地质勘探。
3.对大坝与围堰所需的混凝土砂、砾石与土料方面,共进行了14个产地的地质测绘与勘探工作,最后选定灵宝涧河为大坝混凝土用的砂砾石材料产地。史家滩为围堰所需的砂石料的主产地。
4.在居民区勘探方面:对大安居民区和会兴镇居民区,进行了比例尺1:5000的地质测绘,前者作了初步勘探工作;后者作了详细的勘探工作。
5.在供水水源地勘探方面,分别在坝址区与会兴镇居民区进行了勘探,最后在坝址区地找到了喀斯特裂隙水,满足了1959年以前的工地施工用水,但因水质上有一些缺陷,因此在坝址下游又修建了两级沉沙池,将用一部分黄河水来补充生活用水。在会兴镇地区找到了三门系中的孔隙承压水,水量、水质均已满足设计的要求。
6.在水库方面
(1)1956年9月对水库区涑水防护地段进行了初步设计阶段所需的各项工作,包括地质测绘、坝基勘探、建筑材料勘探以及峨嵋岭的渗漏勘探等。
(2)1956年10~12月,对水库区进行了50个水库区库岸的坍岸与浸没预测剖面的地质测绘工作,同时作了初步的计算,并提出了文字说明书。虽然这次工作做得较为粗糙,但给今后水库勘探工作打下了基础。
(3)1957年9月至1958年8月,在水库区进行了比例尺1:50000综合性的补充工程地质测绘工作,成图比例尺为1:20万。
(4)1957年9月至1958年9月底,在水库周边进行了坍岸与浸没预测剖面的勘探工作,共勘探了61个剖面。在勘探结束后,将其中的部分钻孔选作地下水长期观测孔,对地下水的动态进行了长期观测。
通过4年(1955~1959年)的地质勘察所搜集到的资料,基本上满足了设计方面的要求。
在地质总队工作期间,有关主要建筑物、辅助建筑物及建筑材料方面的工作,主要是根据苏联列宁格勒水电设计分院、黄河三门峡水利枢纽设计总工程师A.A.柯洛略夫与设计总地质师B.И.萨维里耶夫所布置的任务书进行的。在此工作期间长期得到了B.И.萨维里耶夫、E.C.索柯洛娃等地质专家的亲自指导。此外,还得到了地质部马舒柯夫专家,列宁格勒水电设计分院C.Я.茹科夫斯基专家等以及我国的裴文中、张宗祜、李捷、陈梦熊等专家的指导和帮助。
在水库勘探过程中的浸没和坍岸资料的分析和计算方面,是在水利电力部O.Б.巴索娃专家的亲自指导下进行的。
7.工作方法的说明
(1)在坝址地质测绘中所采用的地形底图,当地质图的比例尺大于1:10000时,均采用同比例尺的地形图作底图。这些图纸是在1954~1955年间由燃料工业部水电总局实测的地形图。
水库区的比例尺1:50000的地质测绘工作,系采用1954年黄河水利委员会实测的1:10000地形图与1956年10月航空测量的1:25000的地形图经放大而编制成比例尺1:10000的地形图为底图。
在编制水库区比例尺1:200000的地质图与地貌图时,虽然水库区已编制了1:20万的地质图,但所采用的地形底图的范围还不够大,因而其外围部分就采用了中国科学院地理研究所编制的黄河流域地形图,比例尺为1:200000作为地形底图补充其图幅面积不足部分。
(2)在地质测绘操作方面,在图件的比例尺大于1:2000的地质测绘时,所有的地质点,都是采用经纬仪测定的;当比例尺小于1:5000时,则均采用半仪器目测法与三点交汇法。比例尺1:200000的图件是根据地质部961队、秦岭队、中条山队和地质总队不同比例尺的图件编制而成的。
(3)在勘探坚硬的岩石时,则采用岩心回旋钻,钻头为钢砂钻头与合金钢钻头。均采用清水作冲洗液,禁止使用泥浆作冲洗液。
在松散岩层中,大多数采用锯齿钻、勺形钻或管钻。采取原状土样时,则采用西蒙诺夫式原状取土器。同时均采用干钻法,一般不用冲击钻钻进。
(4)野外试验方面所采用的操作方法,主要是以苏联列宁格勒水电设计分院所制定的各项规程、规范和工作指南等,作为地质总队的主要规程、规范和工作指南。例如钻孔压水试验、单孔抽水试验、试坑注水试验、地下水长期观测指南、天然建筑材料等各项规程。
(5)室内试验方面,天然建筑材料的操作方法是采用列宁格勒设计分院所介绍的苏联有关规程而进行的。
在土工试验方面,则主要采用水利部所编制的《土工试验操作规程》。
1952~1958年间完成的所有地质勘察工作和试验工作量详见附录。
地质总队所进行的各项工作的勘察步骤与内容,分述如下。
7. 海岸工程地质条件
环胶州湾海岸区域工程地质条件受地形地貌、地层岩性、地质构造、水动力条件等因素的控制,不同地区上述诸因素存在着差异。详细研究近海不同地区的工程地质条件,对海岸带规划、工程地质环境适宜性、沿海工程建设和地质环境保护等方面均具有重要意义。
7.1.1 地形地貌
根据旁测声呐扫描、水深测量以及浅地层剖面资料,对青岛近海地貌体系特征进行了研究,按地貌成因将其划分为潮流地貌、潮汐河流复合地貌、海滩浪成地貌和人工地貌4个大单元。
(1)潮流地貌
潮流是半封闭海湾和开阔岸浪击面(一般水深20m)以下塑造海底地貌的主要营力,该现象在胶州湾表现明显。
胶州湾是一个半封闭的港湾,潮差大,波浪作用较弱,往复流成为控制湾内沉积作用的主要动力。湾口受基岩岬角地形的限制,口门狭窄,涨、落潮流在通过口门时,由于胶州湾口门的“狭管”效应,潮流加强了对底部的冲刷,使得湾口被侵蚀成沟槽。底部侵蚀的物质,在涨、落潮流的带动下,涨潮在湾内沉积,落潮在湾外堆积,形成涨、落潮流三角洲。在地貌形态上,湾口处为主潮道,向湾内呈分支状散开成为分支潮道,形成涨潮三角洲上的沟-脊相间地形,潮流沙脊为涨潮三角洲上的次级地貌形态。
(2)潮汐河流复合地貌
入湾河流多从西侧进入,且为源近流短的小河。主要河流为大沽河,每年输入湾内的泥沙达到959200t;其次为洋河,每年输沙量为258100t。海湾波浪作用很弱,浪高多小于0.5m;沉积物受到潮流的作用,大部分在河口发生沉积。大沽河入海的流量为27.74m3/s,洋河入海平均流量在1.78m3/s,总体约为30m3/s,与潮流作用相比河流的作用相对较小。胶州湾西部潮流平均流速小于20cm/s,湾顶平均潮差比湾口增大约30cm,计算该区平均潮差在300cm,最大潮差500cm,所以该区主要动力为潮汐作用。当落潮至平均低潮面位置时(图7.1),大沽河河道突入到三角洲前缘;当高潮时,大沽河及洋河下部曲流河道在潮流的顶托作用下实际上成为一条潮道,具有双向潮流的特征。罗家营剖面可见明显的点坝和泥质潮上带,主要由粉砂与泥互层组成,含有丰富的植物碎屑,在烟台顶附近潮坪可见贝壳堤。根据以中沙为主的潮道内贝壳的14C年龄测定,大沽河河口湾形成于约8.24±0.12kaB.P.,大沽河口7.40~7.65m贝壳14C年龄为5.93±0.18kaB.P.,李家庄2.30m淤泥14C年龄为6.01±0.08kaB.P.,确定该相属于全新世中期高水位以来的沉积相。
图7.3 大沽河-洋河三角洲沉积相序
(3)海滩浪成地貌
胶州湾海滩海浪侵蚀地貌也较发育,海蚀平台、海蚀洞、海蚀崖是常见的海蚀地貌形态。海蚀崖底部多处于波浪作用之下,因组成物质不同,其形态也各异。湾内的断层海蚀崖分布在阴岛东北的东洋嘴—邵哥庄一带,该段海崖为NE-SW走向,岸线平直,断层面向东南倾,倾角60°左右,断层面除有浪蚀痕迹外,还有断层镜面和擦痕;海岸的东南侧,尚有从东北向西南分布的海蚀平台和海蚀柱等海蚀地貌形态。
(4)人工地貌
随着经济建设的蓬勃发展,胶州湾近海沿岸的开发日新月异。湾北部和西北部平原海岸区开辟了大规模的盐田,东部沿岸建设了许多工厂、海港。近几年来,黄岛也先后建筑了几座码头,并在近岸处建筑了各种防潮墙、防浪堤。胶州湾的许多岸段早已不再是自然海岸,而是人工海岸。
7.1.2 地层岩性
(1)地层及基岩类型
胶州湾内的地层有古生界胶南群邱官庄组,白垩系的青山组和莱阳组,此外还有燕山期的花岗岩。其中,古生界胶南群邱官庄组主要为中厚层的白云变粒岩和黑云变粒岩及浅粒岩,青山组和莱阳组主要以青山组中酸性火山岩和中基性火山岩为主。
岩石力学差异性主要受岩性本身、断裂构造及断层附近相应岩脉侵入的影响,造成各种岩性的岩石力学指标不同; 同时,岩性变化及构造的影响,导致岩石风化界面的差异性甚为明显,不同岩性的岩石风化层厚度相差巨大。上述差异性是工程建设中应重点考虑的主要工程地质问题之一。针对胶州湾的工程地质条件,以下几点应予考虑:
1) 岩石界线: 两种岩石的差异性可能导致承载力的不同,从而引起不均匀沉降。即使在力学性质较好的花岗岩区,如被无数条岩脉及断层切割成非完整的块体,其力学性质则会大大降低。
2) 脉岩带 ( 群) 的发育: 脉岩发育本身就代表着处于伸展构造带,在地下水的作用下,容易发生附近岩石的破碎和弱 ( 软) 化; 其次,岩脉自身岩性存在差异,特别是煌斑岩容易发生风化。故工程建设应尽量避开脉岩带。
3) 节理裂隙的发育: 易造成岩石软 ( 弱) 风化程度的差异。缓平的节理在水做润滑剂及建筑物重压下,如具有临空面,则可能发生滑裂。因此,工程建设时应考虑节理裂隙的发育情况。
4) 基底起伏: 在湾口存在海底地表的强烈切割、小型冲沟发育以及不同地段基岩埋深的差异性,因此当建筑物置于不同性质与厚度 ( 或埋深) 的地层上时,岩石地基存在较大的差异,将给工程带来不良的影响。
( 2) 底质类型
胶州湾区内表层沉积物底质类型可分为以下几大类型: 泥质砾、沙、粉沙质沙、泥质沙、沙质粉沙、砾质泥、含碎石结核砾质泥、沙质泥、粉沙、泥和黏土。其中,砂质粗粒沉积主要分布在大沽河、洋河河口附近,主潮道及分支潮道,涨、落潮流三角洲潮流沙脊以及大福岛南部残留沉积区; 粉沙及泥质细粒沉积主要分布在潮下带水动力条件较弱的区域。研究区沉积体系划分为大沽河 - 洋河潮汐河流复合三角洲、湾口两侧涨落潮流三角洲以及波浪作用下的海滩沉积体系。
( 3) 第四系厚度
调查发现,胶州湾内的沉积物大致与海岸平行分布。在 “V”形的底部是沉积中心,沉积物较为集中,湾内厚度变化很大,自 0m 至 52m 变化,平均厚度 21m。湾口附近缺失松散沉积物,向两侧逐渐增厚。在胶州湾西侧,岸边附近沉积物厚度一般小于 10m,向湾中心沉积物厚度逐渐缓慢增厚,中心厚度稳定,均在 25m 左右。在湾东岸,根据已有的资料显示,沉积物厚度变化剧烈,自基岩海岸处 0m 厚迅速增加至 25m,且在马蹄礁以北有两个较厚的沉积中心,最厚处为 40 ~ 45m。在湾口以北 36°05'纬线附近,沉积厚度呈EW 向迅速变化,从湾口的 5m 左右迅速变为 25 ~ 40m。全新世以来的海相沉积层的厚度在胶州湾内最大约 10m,位置处于 36°05' ~36°08'和 120°09' ~120°17'之间,总体近 EW向展布。其余地方的沉积物厚度约为 5m。自 36°05'以南至 120°19'之间的湾口位置,沉积物厚度基本为 0m。湾外主潮流通道处沉积厚度也较薄,根据钻孔资料分析沉积厚度小于2m。向落潮流三角洲方向,沉积厚度逐渐增厚,在 36°及 120°30'位置厚度达到 10m。
7.1.3 地质构造
海岸带主要以基岩断裂构造为主,褶皱构造不发育。断裂构造以 NE、NNE 向和 NW向3组断裂为主要构造线,它们控制了区域地貌特征和地层空间分布。其中,对工程地质环境有一定影响的断裂主要是通过陆上露头或海上浅地层剖面探测或调查推断的断裂。区内有重要影响的沧口断裂宽度为50~100m,走向40°,倾向310°,倾角70°,控制莱阳群、青山群沉积及崂山超单元的分布;带内发育碎裂岩、粉碎岩及糜棱岩。第四系覆盖严重,胶州湾内下降盘第四系厚度大。
7.1.4 水深及水动力条件
湾内地形总趋势是西北浅、东南深,海底地势自北向南倾斜,湾内平均水深约7m,湾口附近水深较深,最大水深为64m;湾口以外地势较为平坦,平均水深约为20m。
该区潮流属于正规半日潮流,涨潮历时1~2h,运动方式为往复流,潮流流速从湾口至湾顶逐渐递减,湾口的团岛断面流速为150~160cm/s,湾中部为70~80cm/s,湾顶部小于50cm/s。胶州湾的波浪主要有两种:一是外海产生的涌浪,涌浪为E—SW向,以SE向的涌浪最多,年频率为26%;二是湾内本身产生的风浪,NW向的风浪最多,年频率为10%。波浪自湾口向湾内传播时波高逐渐减小,湾内年平均波高一般不超过0.5m;胶州湾口中心50年一遇波要素H1/10大波平均波高为318cm。
7.1.5 潜在地质灾害
从空间分布上将地质灾害划分为推断断层、不规则基岩面、地震、埋藏古河道、埋藏谷、潮沟、陡坎及沙波。构造、深层控制引起的地质灾害有断层、不规则基岩面和地震;处于海底浅层范围的灾害现象有埋藏古河道、埋藏谷及冲沟;海底表层因水动力条件的不同引起的微地貌现象有潮沟、陡坎和沙波;水动力条件强烈引起的滨岸及海岸变迁有海岸侵蚀及海水入侵。
7.1.6 岩土物理力学参数
岩土物理力学参数参考海湾大桥工程地质勘察相关资料,工程地质特征主要表现为岩土力学性质的差异以及淤泥质软土的土体物理力学性质。
8. 根据地质成因条件的不同有几类土
根据地质成因,土可以分为:残积土,坡积土,洪积土,冲积土,湖积土,海积土,冰积及冰水沉积土和风积土。
土的成因类型特征
根据土的地质成因,土可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、海积土、冰积及冰水沉积土和风积土等类型。一定成因类型的土具有一定的沉积环境、具有一定的土层空间分布规律和一定的土类组合、物质组成及结构特征。但同一成因类型的土,在沉积形成后,可能遭到不同的自然地质条件和人为因素的变化,而具有不同的工程特性。
1. 残积土 形成原因:岩石经风化后未被搬运的原岩风化剥蚀后的产物,其分布主要受地形的控制,如在宽广的分水岭地带及平缓的山坡,残积土较厚。
工程特征:一般呈棱角状,无层理构造,孔隙度大;存在基岩风化层(带),土的成分和结构呈过渡变化。
工程地质问题:
(1)建筑物地基不均匀沉降,原因土层厚度、组成成分、结构及物理力学性质变化大,均匀性差,孔隙度较大;
(2)建筑物沿基岩面或某软弱面的滑动等不稳定问题,原因原始地形变化大,岩层风化程度不一。
2. 坡积土
形成原因:经雨雪水洗刷、剥蚀、搬运,及土粒在重力作用下顺着山坡逐渐移动形成的堆积物,一般分布在坡腰上或坡脚下,上部与残积土相接。
工程特征:具分选现象;下部多为碎石、角砾土;上部多为粘性土;土质(成分、结构)上下不均一,结构疏松,压缩性高,土层厚度变化大。
工程地质问题:建筑物不均匀沉降;沿下卧残积层或基岩面滑动等不稳定问题。
3. 洪积土 形成原因:碎屑物质经暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流挟带在山沟的出口处或山前倾斜平原堆积形成的洪积土体。山洪携带的大量碎屑物质流出沟谷口后,因水流流速骤减而呈扇形沉积体,称洪积扇。
工程特征:具分选性;常具不规划的交替层理构造,并具有夹层、尖灭或透镜体等构造;近山前洪积土具有较高的承载力,压缩性低;远山地带,洪积物颗粒较细、成分较均匀、厚度较大。
工程地质问题:洪积土一般可作为良好的建筑地基,但应注意中间过渡地带可能地质较差,因为粗碎屑土与细粒粘性土的透水性不同而使地下水溢出地表形成沼泽地带,且存在尖灭或透镜体。
4. 冲积土 形成原因:碎屑物质经河流的流水作用搬运到河谷中坡降平缓的地段堆积而形成,发育于河谷内及山区外的冲积平原中。根据河流冲积物的形成条件,可分为河床相、河漫滩相、牛轭湖相及河口三角洲相。
工程特征:古河床相土压缩性低,强度较高,而现代河床堆积物的密实度较差,透水性强;河漫滩相冲积物具有双层结构,强度较好,但应注意其中的软弱土层夹层;牛轭湖相冲积土压缩性很高、承载力很低,不宜作为建筑物的天然地基;三角洲沉积物常常是饱和的软粘土,承载力低,压缩性高,但三角洲冲积物的最上层常形成硬壳层,可作低层或多层建筑物的地基。
5. 湖泊沉积物 形成原因:分湖边沉积物和湖心沉积物两类,湖边沉积物由湖浪冲蚀湖岸形成的碎屑物质在湖边沉积而形成的,近岸带多为粗颗粒的卵石、圆砾和砂土,远岸带为细颗粒的砂土和粘性土;湖心沉积物由河流和湖流挟带的细小悬浮颗粒到达湖心后沉积形成的,主要是粘土和淤泥,常夹有细砂、粉砂薄层。
工程特征:湖边沉积物具有明显的斜层理构造,近岸带土的承载力高,远岸带则差些;湖心沉积物压缩性高,强度很低;若湖泊逐渐淤塞,则可演变为沼泽,形成沼泽土,主要由半腐烂的植物残体和泥炭组成的,含水量极高,承载力极低,一般不宜作天然地基。
6. 海洋沉积物
海洋沉积物可分为如下四类:
滨海沉积物:主要由卵石、圆砾和砂等组成,具有基本水平或缓倾的层理构造,其承载力较高,但透水性较大。
浅海沉积物:主要由细粒砂土、粘性土、淤泥和生物化学沉积物(硅质和石灰质)组成,有层理构造,较滨海沉积物疏松、含水量高、压缩性大而强度低。
陆坡和深海沉积物:主要是有机质软泥,成分均一。
海洋沉积物:在海底表层沉积的砂砾层很不稳定,随着海浪不断移动变化,选择海洋平台等构筑物地基时,应慎重对待。
7. 冰积土和冰水沉积土
冰积土和冰水沉积土是分别由冰川和冰川融化的冰下水进行搬运堆积而成,其颗粒以巨大块石、碎石、砂、粉土及粘性土混合组成。一般分迭性极差,无层理,但冰水沉积常具斜层理。颗粒呈棱角状,巨大块石上常有冰川擦痕。
8. 风积土
风积土是指在干旱的气候条件下,岩石的风化碎屑物被风吹扬,搬运一段距离后,在有利的条件下堆积起来的一类土。颗粒主要由粉粒或砂粒组成,土质均匀,质纯,孔隙大,结构松散。最常见的是风成砂及风成黄土,风成黄土具有强湿陷性。
9. 河流阶地的成因及研究意义
一 有关河流阶地的成因
以下论述首先把河流阶地分为两大类:河蚀旋回阶地与非河蚀旋回阶地,并着重指明前者是由于河流的侵蚀-堆积-再侵蚀作用这样一个河流侵蚀旋回过程形成的。其结果使谷底升高于河水面之上,成为阶地地形。而引起河蚀旋回的基本动力是河流活力的变化(河流活力与流速的平方和流量的乘积的半数成正比,与输沙量成反比),而导致河流活力变化的根本原因,有新构造因素、气候因素、河流袭夺或改道等。至于非河蚀旋回阶地,则由于岩石性质与产状,两次河曲的重复摆动,山溪、洪流在主河两侧的冲积锥、洪积扇堆积等所造成,它不是受河流活力增强而引起,也就是说它不是河流侵蚀旋回过程的反映。
(一)河蚀旋回作用所形成的阶地
河蚀旋回阶地是由于河流的侵蚀、堆积和再侵蚀作用而形成。它反映河流作用和河谷发育的几个阶段。首先是侵蚀作用形成了河谷,随着河流的旁蚀作用和堆积作用的进行而形成河床侵蚀面及河床堆积物和漫滩堆积物。以后又由于河流向下侵蚀的加强,河流进一步切入原来的河床或漫滩并力图在更低处开辟新的河道,所以过去的河床和漫滩就高出于河水面之上而成为阶地。因此阶地面代表河流旁蚀过程和堆积过程,而斜坡则代表河流的向下侵蚀过程。前者代表河流作用的相对稳定时期,即形成宽广的谷底;后者代表河流作用的相对不稳定时期,又重新恢复向下侵蚀作用。上述河流的旁蚀、堆积与再度侵蚀下切作用的转化是受河流活力与阻力的对比变化关系所决定的。
在此仅就河蚀旋回阶地的各种成因因素分别地予以分析。
1.新构造运动
在河流流域内或河流流路上发生新构造拾升运动(如背料式挠曲或沿断层作翘起上升),则在河流纵剖面上坡度增大,河流向下侵蚀作用增强,使原来的河床、漫滩泛滥平原抬升而成为阶地。另外,在河流侵蚀基准面附近或河流下游地区,如发生新构造运动的挠陷作用,并因侵蚀基准面下降后河口地段新出露的河床纵剖面坡度较原来增大,则在河流下游一定地段内流速增大,河流又恢复向下侵蚀作用,形成阶地。
此种河流阶地,往往与河流纵剖面上的旋迥裂点相对应。在裂点以下,因河流已发生向下侵蚀作用,就有阶地形成。在裂点以上,则因河流尚未发生向下侵蚀作用,就没有阶地形成。裂点代表重新恢复向下侵蚀作用的顶点,亦即由于活力增强所发生的溯源侵蚀的顶点。
2.气候因素
气候的变化也十分显著的影响到河流活力的增大或减小。气候变化主要是通过雨量(干、湿)和热量(冷、暖)变化所引起的,并导致河流侵蚀、堆积状况的差异。气候上的热量、水分变化是相互制约的不可分割的。但为了叙述方便也还是分别地予以讨论。
(1)干、湿气候变化所发生的影响
气候由湿润变为干燥时,对河流活力的影响发生两种不同情况。一方面由于雨量大减,地表径流减少,河流流量减小,则河流活力亦随之变小,河流则发生堆积作用。另一方面因地表径流减少,被挟带到河流中的碎屑物质亦减少,即输沙量减少,又引起河流活力增大。当输沙量减少,所引起的河流活力增大,超过因河流流量减少而引起的河流活力减小的情况时,则河流恢复向下侵蚀作用,形成阶地。反之,如果输沙量减少所引起的活力增大,不足以抵消和补偿由于流量减小而引起活力减小的情况时,则河流无力侵蚀河床,主要表现为堆积作用。
此外,由于气候变干,也可影响到流域内植物衰亡、地表剥蚀作用加强,进入河流的碎屑物质增多,输沙量增大,引起河流活力减小。在这种情况下,流量的减少和输沙量增大都促使河流活力变小,因而河流堆积强烈,成为堆积性河谷。所以在气候变干燥的情况下,一般是活力减小发生堆积,但在个别地段也可能发生侵蚀,形成阶地。至于究竟是属于哪一种,则应根据具体情况,深入分析。
气候由干燥变为湿润时,对河流活力的影响也发生两种不同情况。一方面由于雨量增多,地表径流增多,河流流量增大,则河流活力亦随之变大,河流又恢复向下侵蚀作用,形成阶地。另一方面因地表径流增多,被挟带到河流中的碎屑物质亦增多,即输沙量增大,又引起河流活力减小。当输沙量增大所引起的河流活力减小超过因河流流量增大而引起的河流活力增大的情况时,则河流发生堆积作用。反之,如果输沙量增多所引起的活力减小,不足以抵消和补偿由于流量增多而引起活力增大的情况时,则河流仍可恢复向下侵蚀作用,形成河流阶地。
此外,由于气候变湿,也可影响到流域内植物生长的繁茂,地表剥蚀作用减弱,进入河流的碎屑物质减少,即输沙量减少,从而引起河流活力增大。在这种情况下,流量的增大和输沙量减少都促使河流活力增大,故河流重新恢复向下侵蚀作用,形成阶地。所以在气候变湿润的情况下,一般是活力增大,河流恢复向下侵蚀作用,形成阶地。但在另一些条件下也可能发生堆积。所以必须分别地根据实际情况考虑流量和输沙量对河流活力所起的作用。
(2)冷、热气候变化所发生的影响
在此所提出的冷热气候变化,主要是指第四纪冰期和间冰期。在冰期和间冰期中,不同地区河流的活力发生变化,从而影响到河流的侵蚀堆积作用。冰期时,因气候严寒,大量固体水被禁固在大陆上,大洋水位降低。这对冰川笼罩范围以外地区的河流侵蚀、堆积过程,发生很大影响。靠近海洋的陆地部分,因侵蚀基准面降低,新露出的海底部分,坡度较河流下游河床的坡度大,故河流活力增大,发生向下侵蚀作用,形成河流阶地。但也可能发生另外两种情况:侵蚀墓准面下降所出露的原海底部分其坡度如小于河流下游河床的坡度时(河流在一定距离内发生回水现象)由于河流活力减少,发生堆积作用。如果侵蚀基准面下降所出露的原海底部分其坡度与河流下游河床的坡度一致时,新出露的原海底部分,其河流活力情况,侵蚀、搬运和堆积情况和原来河流下游河床的情况一样。
在距海较远的河流中、上游地区,在冰缘气候条件下,寒冻风化和泥流作用强烈,又加上冰川侵蚀搬运来的物质较多,它们都先后地被挟带至河流中,故河流输沙量增大。同时由于降水以固体形式降落并被冻结或留滞于地表,故河流流量减少。输沙量的增多和流量的骤减都引起活力变小,发生堆积作用。于是河谷底部被大量堆积物充塞。
间冰期时,因气候变为湿热,大陆上的固体冰雪融解。大量河水流入海洋,故大洋水面升高。滨海的陆地部分遭到海浸,在河流下游发生回水现象。从而使堆积作用增强,河口附近被堆积物充塞。
在距海较远的河流中、上游地区,在间冰期由于气候温暖湿润,植被生长变好,被挟带进入河流中的碎屑物减少,输沙量减少。同时由于固体冰融解成水,注入河流,增加了河流的流量。随河流恢复向下侵蚀作用,在冰期时堆积于河谷内的物质,相对高出于河面之上成为阶地。
3.河流袭夺或改道
河流发生袭夺或改道后,由于袭夺河接受了转向河(被袭夺河上段)的水量,故流量增大,活力增强,发生向下侵蚀作用。河床相对高起成为阶地。
以上三种因素所形成的阶地,都是由于河流的侵蚀旋迥作用所形成的,故可称之为河蚀旋迥阶地。其中以新构造运动和气候因素所形成的阶地为最多,且分布最为普遍。
(二)非河蚀旋回作用所形成的阶地
此种阶地,虽然也呈现为分布于河流两侧的阶梯状平台地形,但就其成因分析,不是河蚀旋回作用所形成的。现就其中的几种,分述如下。
1.岩石性质不同所形成的阶地
如河谷两坡出露水平产状的岩层,且软、硬岩相间,交互成层时,则常形成阶梯状平台,可称之为岩石阶地(某些地貌学课本上称之为构造阶地或剥蚀构造阶地)。岩石阶地的成因,是由于沿谷坡流动的散流或暴流或其他外力剥蚀作用,将松软的岩石侵蚀剥蚀掉,促使谷坡后退。而水平构造的硬岩则呈平台地形出露在谷坡上,成为平坦的阶地地形。如果由几组软硬岩组成时,则在河谷中形成数级岩石阶地。岩石阶地的宽度不等,主要取决于软岩的被侵蚀剥蚀后退露出的硬岩层理面的宽窄来决定。有时可宽达数千米。岩石阶地的前后缘斜坡很陡,有时甚至壁立,其高度常等于一组软硬岩的厚度。
值得提出的是岩石阶地表面,并不代表河流作用相对稳定时期的谷底,而是水平构造硬岩的层理面。
2.冲积锥、、洪积扇阶地
来自山区的溪流在注入主流河谷时,在河谷两侧堆积成冲积锥或洪积扇。其前端由于主流的旁蚀作用常形成河曲陡壁,它高出于主流的河滩之上,类似阶地。有些迭置的冲积锥或洪积扇,也具有阶梯状特点。其成因或由于山体抬升,或由于主流基准面下降,致使支流切入原来的冲积锥或洪积扇之中,并在其前端再堆积成新的冲积锥或洪积扇。
此外,在山坡谷坡或河岸等地岩体不稳定,常发生泥石流,滑坡或河岸塌方,该地段小
块岩体在重力作用下滑落、堕落或塌陷在河边,其顶面平,前缘后缘都界以陡坎,也具有阶
地特点。但其沿河伸展的范围有限。
以上为详细成因剖析,如需综合回答的话,如下:
河流阶地是河床演变长期效应的表现方式之一, 它的形成和演变主要受到下述因素的影响: ①构造运动: 往往造成河道比降的变化, 影响河流系统中侵蚀、搬运和堆积过程;
②气候变化: 主要是降水以及与之相关的植被等通过影响河流的水量和含沙量来影响河流过程和河流地貌;
③侵蚀基准面下降: 导致河道比降的增大从而增强河流的下切侵蚀能力;
④河流袭夺: 袭夺后的河流侵蚀加强, 被袭夺的河流的侵蚀减弱;
⑤河曲摆动和岩性差异: 引起差异性水流侵蚀现象;
⑥冰川进退: 引起侵蚀部位以及侵蚀能力的变化。此外, 还有河流支流汇合、滑坡以及泥石流等对河流系统的影响也可以影响到河流阶地的演变。
⑦人类活动的影响,如水利工程建设,改变了基准面。
二 研究意义
1 河流阶地与地壳形变
国内外学者多年的研究结果表明: 河流阶地的形成演变常会受到地壳形变的影响。河流阶地常常被断层错断, 类型有: ①单侧型: 阶地仅发育于断层的上盘; ②高单侧低连续型: 高阶地仅发育于断层上盘的一侧, 而低阶地在断层两侧均有发育, 而且上下连续, 没有错断, 表明了该断层在前期活动, 而到了后期逐渐趋于稳定; ③错断型: 阶地在断层两侧的发育级数可一一对比, 但是每级阶地均被错断,阶地的错距要大于低阶地, 反映断层有多次活动; ④高单侧低错断型: 高阶地仅发育于断层上盘, 低阶地在断层的两侧都有发育而且均被错断, 反映该断层在前期有强烈的活动, 而在后期断层仍在活动, 同时在断层下盘一定范围内也开始抬升。
河流阶地的变形特征可以反映新构造的活动方式。共和盆地的阶地发育主要与区内向南偏东掀斜抬升有关。从共和盆地向上的黄河干流是通过一级河流袭夺才贯通的, 造成黄河的阶地级数向上游方向递减。其中自唐乃亥到玛曲之间的黄河峡谷河段, 是在大约两万年前才贯通的。黄河上游的水系变迁, 主要是与黄河上游地区的差异性构造运动有关, 由此引起了黄河的水系的变
动, 反映在黄河上游两岸的阶地上。
正常情况下, 分布在河流河谷中的各级阶地面大致和河床纵向平行, 但构造活动的方式和范围会导致阶地发生不同的变形。(1)某地区内地壳大面积均匀上升, 河流普遍下切侵蚀, 在整个流域内都将形成阶地。(2)在同一时期内, 如果在一地区地壳上升幅度大, 速度快, 而另一地区上升幅度小, 速度慢, 那么在上升幅度大的地区, 阶地高度将比上升幅度小的地区大。如果上升幅度在河口最大, 那么阶地向上游辐聚。如果上升幅度在河源最大, 则阶地的纵剖面向上游辐散。(3)如果同一时期内, 不同地段的构造运动方向不一致, 上升地区形成向上游辐散式阶地, 下降区形成埋藏阶地。(4)如果河流某段受褶皱构造影响上升, 那么阶地在这一段呈上拱状, 也反映出褶皱的形态, 同时阶地的级数也可能增加。(5)如果活动断层横断河谷, 阶地在穿过断层时会被错断, 而不连续。(6)如果断层还有水平运动, 阶地还有水平方向上的错断。
2 河流阶地与气候变化
温度和降水等气候条件的变化可以引起植被、土壤侵蚀、河流水量和泥沙来源的变化,从而导致河流的冲淤变化, 部分信息可以反映在河流阶地上。气候偏暖湿时, 可使流域植被更加发育, 侵蚀作用趋缓, 被侵蚀物质的平均粒径趋小; 同时化学风化作用加强, 风化产物颗粒更细, 其中次生粘土矿物含量更高。气候偏干冷时, 则情况会相反。河流的下切与稳定的湿热气候同期, 河流加积作用发生在由干向湿或者由湿向干的过渡时期。气候变化通过流域降水量、植被发育、风化、侵蚀过程等因素的调控, 对各种河流地貌过程和河流沉积物产生重要影响, 可以通过对河流阶地沉积的研究反演气候的变化。海平面变化、冰期- 间冰期演替等都是全球气候变化的证据。海平面相对上升的时候, 河流中下游河谷发生溯源堆积;在海面相对下降期间发生溯源侵蚀, 可以形成阶地。冰期基准面降低, 河流下蚀能力增强, 阶地容易形成。
附上引用资料和参考文献:
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少量来自网络,地质网络全书及以下文献资料等。
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望采纳,谢~
PS :分是不是太少了,打字很累的说⊙﹏⊙
10. 指出图乙聚落遗址分布与河流的关系并解释原因
(1)位于的陆地凸岸处(或河流凹岸处)。(2分)。由于水力惯性的内作用,河水不断冲容击河流的凹岸,使其不断淘蚀坍岸,而凸岸一侧则水流缓慢,泥沙不断淤积成陆,无洪涝之灾,适宜居住。((3分) (2)沿河谷分布;(2分) 利于取水灌溉,河流冲积,土壤肥沃,有利于农业生产。(3分) 略