环境地质问题的研究PPT格式课件下载.ppt
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分类:
工程危害:
1.沿海沿江城市由于地面下沉,水漫过堤岸;
2.地面积水;
3.地下管道坡度改变;
4.建筑物倾倒;
5.桥墩下沉。
产生条件:
该城市或工业区的供水水源以汲取地下水为主地层以松软沉积物为主,具有较高的压缩性。
国外:
中国地面沉降发展:
1.开始阶段:
本世纪20年代初到50年代中,我国城市规模小,农村井灌程度低,地下水开发强度小,仅在上海、天津等个别城市的局部地区出现。
上海沉降速度较快。
2.发展阶段:
50年代后期到70年代中期。
该阶段我国城市和北方平原地区大量开发地下水,北京、西安等一些城市和华北平原广泛的发生地面沉降。
3.急剧发展阶段:
70年代中期至今,人口增长,城市化规模增大,地下水开发强度急剧加大,超采现象严重,多数地区发生严重地面沉降。
30年年1/3面积下陷面积下陷200mm长三角:
地面沉降的重灾区长三角:
地面沉降的重灾区国内:
国内:
上海:
于1921年发现地面沉降,至1949年平均下沉36.7cm。
最严重处下沉2.63m,地面标高已低于黄浦江高潮位2m左右。
60年代中期,上海市采取措施,限制地下水开采并开展人工回灌等措施,年沉降量平均为4mm。
进入90年代,经济、工业、工程建设及人口发展,水资源需求增加,此时地面沉降现象明显增加。
除此之外,还需要考虑海平面上升的影响。
西安:
地面沉降发现于1959年,1971年后随着过量开采地下水而逐渐加剧。
1983年后,西安市地面沉降趋于稳定发展,部分地区还有减缓的趋势。
到1988年最大累计沉降量已达1.34m,沉降量100mm的范围达200平方公里。
至1992年,最大累积沉降量达1.94m,最大沉降速度为300mm/a。
北京、天津:
自从70年代以来,北京的地下水位平均每年下降12米,最严重的地区水位下降可达35米。
地下水位的持续下降导致了地面沉降。
有的地区(如东北部)沉降量590毫米。
沉降总面积超过600平方公里。
而北京城区面积仅440平方公里,所以,沉降范围已波及到郊区。
从19591982年间天津地区的最大累计沉降量为2.15米。
1982年测得市区的平均沉降速率为94毫米。
目前,最大累计沉降量已达2.5米,沉降量100毫米以上的范围已达900平方公里。
地面沉降的防治地面沉降的防治表面治理:
1)在沿海低平原区地带加高防洪堤防治低洼地区的淹没;
2)改造低洼地形,人工填土加高地面;
3)修改城市规划,将重要建筑物尽量避开易沉降区。
根本治理:
1)人工补给地下水(人工回灌)2)限制地下水的超量开采,以地面水源代替地下水源。
地面沉降的预防地面沉降的预防1)根据场地工程地质与水文地质条件,预测可压缩层和含水层的分布。
2)根据室内、外测试和沉降观测资料,评价地面沉降和发展趋势。
3)提出地下水资源的合理开采方案。
2.地面裂缝定义:
是地表岩、土体在自然或人为因素作用下,产生开裂,并在地面形成一定长度和宽度的裂缝的一种地质现象,当这种现象发生在有人类活动的地区时,便成为一种地质灾害。
类别:
与地震活动相关,由强震产生的地裂缝称为地震裂缝;
局部地域发育的地裂缝,如超量开采地下水引起地面沉降产生的地裂缝;
矿山采空区落顶或岩溶塌陷等也会在地表产生地裂缝等;
西安地裂缝,虽基本受控于构造断裂,但又明显因超量开采地下水而加剧发展的地裂缝。
地裂缝可以分为构造性、非构造性和混合型三类。
1.构造性地裂缝所谓构造性地裂缝,特别是指这种地裂的力学特征与震源机制相对应,但它们是地面强烈波动的结果而不是发生地震的震源。
2.非构造性地裂缝某些地面运动的产物。
3.复合型地裂缝复合型地裂缝指由两种以上原因形成的地面破裂。
地裂缝灾害地裂缝灾害地裂缝灾害地裂缝灾害我国的地面裂缝:
我国自20世纪70年代初开始在一些地区发生地裂缝问题,主要分布在华北和长江中下游(西安、大同、兰州等)。
地裂缝会给社会和人民带来严重的影响。
据统计,仅河北、河南、陕西、陕西、山东、江苏、安徽7省已有200个县市发现地裂缝点745处。
其中以西安最为典型和严重,西安市区有7条明显的地裂缝、3条隐藏的地裂缝,其中明显的地裂缝走向基本一致,影响范围达110km2.每年造成的经济损失达数亿。
地面裂缝的形态和成因:
1.过量开采地下水:
造成地面沉降、塌陷,从而引起部分地表土层开裂,产生地裂缝。
2.地下采矿活动:
造成一定范围的地下空区,使得上覆岩、土体失去支撑,从而造成岩、土体下落引起地面开裂。
3.农田灌溉、地表渗水:
引起或加剧松散土体中水的冲刷作用。
4.人工蓄(泄)水:
水库、渠道的渗漏,水位上升,从而造成土体开裂。
工程地质评价:
垂直穿过:
变形带的宽度小于3m;
斜交穿过:
变形带的宽度大于3m。
地裂缝带容许建设距离见表11-2.地裂缝的防治对策1)减少人为因素影响,控制地下水开采,必要时人工回灌,将减轻地裂缝灾害;
2)采用建筑物防裂减灾对策,地裂缝灾害主要集中于地裂缝带内,建筑物应避让主裂缝带,对于次级地裂缝,应对地基和基础作加固或提高标准;
3)对于不安全地带以外局部变形建筑物可采用适当加固的方法;
4)对于跨越地裂缝已破坏的建筑应尽早局部拆除;
5)加强建筑物上部结构刚度和强度,抵抗差异沉降产生的拉裂。
3.地面塌陷2007年2月23日凌晨,中美洲危地马拉首都危地马拉城的一个贫民区中央出现直径70m,深度100m的污水坑;
2008年11月15日,杭州地铁施工工地发生大面积地面塌陷,地面塌陷75m,死亡17人。
定义:
指地表岩、土体在自然或人为因素的作用下,向下陷落,并在地面形成塌陷坑洞的一种地质现象。
当这种现象发生在有人类活动的地区时,便成为一种地质灾害。
塌陷的诱因:
1)矿山地下水采空2)地下工程中排水疏干作用3)过量抽采地下水4)人工蓄水5)人工加载6)人工震动7)地表渗水根据形成塌陷的主要原因分为:
自然塌陷:
地表岩、土体由于自然因素作用(地震、降雨),向下陷落而成。
人为塌陷人为塌陷:
由于人为作用导致的地面塌落。
(矿山采空、地下水开采等)根据塌陷区是否有岩溶发育可分为:
岩溶塌陷岩溶塌陷:
主要发育在隐伏岩溶地区。
非岩溶塌陷:
黄土塌陷、火山熔岩塌陷和冻土塌陷。
开采塌陷:
成因:
因开采层状固体(煤、沉积铁锰等)所遗留的由开采矿洞、巷道和残留矿柱组成的采空区。
使用溶矿技术开采易溶矿床等所形成的大面积地下溶蚀空穴。
在一定的地质结构条件下,采空区上覆岩层自重可能导致采空区顶板变形破坏进而产生塌陷。
开采塌陷的发展过程:
初始阶段:
地面出现裂缝,小范围塌陷坑洞;
累积变形破坏阶段:
地面塌陷范围扩大,形成陷落洼地,洼地中分布小塌陷坑;
沉陷盆地形成:
岩溶塌陷形成条件:
出现在一定厚度的松散土体为覆盖的覆盖型岩溶区。
覆盖层厚度小于10m:
塌陷严重;
覆盖层厚度1030m:
容易塌陷;
覆盖层厚度大于30m:
塌陷可能性很小。
具有引起土体变形和破坏的作用力。
地面塌陷的前兆:
1)井、泉的异常变化:
井、泉的突然干枯或浑浊,水位骤然降落;
2)地面形变:
地面产生小型垮塌,地面出现环形开裂或沉降;
3)建筑物倾斜、开裂;
4)地面积水引起地面冒气泡;
5)动物惊恐。
地面塌陷的治理:
填堵法:
在坑内填入块石、碎石做反滤层,上覆粘土夯实。
强夯法:
把10-20吨的夯锤吊到一定高度(10-40m),然后让其自由下落对土体进行强力夯实。
灌注法:
把灌注材料通过钻孔或岩溶洞口进行注浆,加固建筑物地基。
控制抽排水强度法:
合理控制抽排水的强度,有效减少塌陷的产生。
4.海水入侵v定义定义:
海水入侵是源于“人为超量开采地下水造成水动力平衡的破坏”。
v海水入侵与海水倒灌的区别?
v海水倒灌:
海水经地表到达陆地;
v海水入侵:
海水经地下到达陆地。
v海水入侵使灌溉地下水水质变咸,土壤盐渍化,灌溉机井报废,导致水田面积减少,旱田面积增加,农田保浇面积减少,荒地面积增加。
最严重的会导致工厂、村镇整体搬迁,海水入侵区成为不毛之地。
v海水入侵是人为活动强烈干扰自然生态系统而诱发的缓慢发生而又长期危害的人为自然灾害,具有隐蔽、多变、难治理的特点。
它不仅是一个自然科学问题,而且是一个与社会经济发展密切相关的问题,其直接危害是造成农业水土生态环境的恶化。
v中国海水入侵主要出现在辽宁、河北、天津、山东、江苏、上海、浙江、海南、广西9个省份的沿海地区。
最严重的是山东、辽宁两省,入侵总面积已超过2000平方公里。
v出现海水倒灌的原因有:
v1、地势低平地区遇到潮汐、巨浪时v2、中游、上游农业、生产用水多,导致河流下游水量减少,水位下降。
v3、过度采沙,河床下降,导致海水倒灌。
v解决措施解决措施v首先、严控地下水开采量。
制定禁止开采区和限制开采区的保护规划,以恢复地下水的良性循环。
v其次、要强化节约用水管理,发展节水型工业、农业和服务业。
工业用水提倡循环利用,农业要加大节水型新技术灌溉设施建设。
v再者,要支持截流、截潜和集雨工程,增加地表水蓄水量,增强地下水补给量,让淡水资源最大程度在内陆消化。
5.地下水污染v定义定义:
主要指人类活动引起地下水化学成分、物理性质和生物学特性发生改变而使地下水水质朝着水质恶化方向发展的现象。
v地下水污染判断条件:
1.水质朝着恶化的方向发展;
2.由人类活动引起。
v地表以下地层复杂,地下水流动极其缓慢,因此,地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。
v污染源:
v根据污染源的形成原因分:
1)人为污染源城市液体废物:
生活污水、工业污水、地表雨水径流城市固体废物:
生活垃圾、工业垃圾、污泥农业生产及采矿活动2)天然污染源:
海水、含盐量高河水质差的地下水v根据污染源的空间分布分:
v1)点源:
污染物高度集中的地点;
v2)线源:
包括排污河道、渠道及排污沟;
v3)面源:
污染物随雨水渗入或大面积的污水灌溉而进入含水层。
地下水污染物:
凡是人类活动导致进入地下水环境,会引起水质恶化的溶解物或悬浮物,无论其浓度是否达到使水质明显恶化的程度。
v地下水污染物的分类:
v按照污染物的生物性质、化学性质可分为微生物、有机物、无机物和放射性物质。
v根据污染物在地下水中的稳定性:
v1)保守性污染物:
在地下水中不与周围物质发生反应或转化或降解的物质。
例如氯化物。
v2)非保守性污染物:
在地下水中会与周围物质发生反应或转化或降解的物质。
例如重金属。
v地下水的污染方式与途径:
1)按照污染方式直接污染:
地下水中污染组分直接来源于污染源,组分在前一过程中,化学性质没有发生任何改变。
间接污染:
地下水的污染组分在污染源中的含量并不高,或低于附
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- 环境 地质 问题 研究