自然地理复习总结Word格式.docx
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相间交替分布
峡谷位于坚硬岩石区,如长江三峡的三个峡谷段
宽谷位于岩性较软弱区或古冰川遗址区
●发育条件
强烈的地壳运动(地壳上升,水力坡度加大)
软、硬岩石交替分布(如长江三峡)
横穿背、向斜相间分布区(如嘉陵江小三峡)
冰川的磨蚀作用
B.对称谷和不对称谷
●易形成对称谷的有——河流流经块状或厚层状岩体;
河流顺向斜(或背斜)轴部或地堑轴部发育
●易形成不对称谷的有——河流顺单斜或断层走向发育
3.山区河床地貌
●山区河床地貌的最大特征:
不平整
●岩坎和石滩
岩坎的成因——软硬交替岩层、水流差异侵蚀(软岩的冲刷强于硬质岩)
瀑布的形成条件——岩坎高度大于水深
石滩——基岩石滩、堆积石滩
基岩石滩——稳定,是良好的闸、坝地基
堆积石滩——不稳定,易渗漏
●深槽和深潭
成因:
软弱结构面和其交汇处由于抗风化能力弱而导致河流冲刷的不均一而形成
对水工建筑物的影响
不利于建筑物的布置
不利于基坑的开挖
不利于坝基的稳定和防渗
●水力优势
水能资源丰富(落差大)
河曲发育时宜于建造引水式电站(以低坝获取大落差)
4.河流阶地
指位于一般洪水位以上,古河谷所构成的沿河平台(一般保存在凸岸)
●阶地形态构成——阶地面、阶坡、阶地的前(后)缘、阶地的坡脚
●阶地的物质构成——河漫滩相(上部)、河床相(中部),基座(下部)
其中,河漫滩相及河床相构成阶地物质的二元结构
●阶地的度量
高度:
平水期的水面至阶面的铅直距离
级数:
从下向上算,位置越高,形成年代越久,级数越大
●阶地的形成
第一阶段:
稳定的大地构造环境(侧蚀和堆积——河谷扩宽)
第二阶段:
地壳上升构造变动强烈(河流下切——阶地形成)
●阶地类别——侵蚀阶地、基座阶地、堆积阶地
侵蚀阶地——发育于山区河谷,是良好的坝肩、地基岩体
基座阶地——上部为冲击物、下部为岩体基座,发育于地壳上升显著地区
堆积阶地——上叠阶地的后期下切深度、侧蚀及堆积规模减小;
内叠阶地的后期下切深度相同,但堆积作用减弱)
●阶地的工程地质性质
阶地是良好的沿河城镇建设场地(土地肥沃,易于取水)
级数愈高的阶地,其形态保留愈不完整
河床相堆积物颗粒粗大,承载力较高(特别是高级数阶地)
将其用作坝肩、地基土体时,应注意渗漏问题
将其用作渠系系统流经地时,也要注意渗漏问题
5.河谷地貌和坝址选择
●坝址选择应注意
宜选在河谷较窄地段,总体是“宽——窄——宽”
尽可能地避开冲沟、岩坎和深潭
岸坡规整、对称(尤其是对拱坝)
●总体原则
以地质条件为主
在地质条件相似的情况下再从地貌角度考虑
第七板块地下水、岩溶及其相关问题
地下水——赋存于地表以下各类空隙空间中的各种状态的水
1.地下水的地下赋存空间——孔隙、裂隙和溶隙
●孔隙
岩(土)体骨架颗粒间未被充填物完全占据的空间
描述指标:
孔隙率=孔隙体积/岩(土)总体积
孔隙水:
赋存于其中的地下水
●裂隙
岩体中由于各种成因而形成的裂隙空间
裂隙率=裂隙体积/岩(土)总体积
裂隙水:
●溶隙
岩体中由于可溶盐类的溶解而形成的溶蚀空间
溶隙率=溶隙体积/岩(土)总体积
岩溶水:
2.地下水分类
●按存储位置分为——包气带水、潜水、承压水
●按存储空间分为——孔隙水、裂隙水、岩隙水
按埋藏条件
按空隙类型
孔隙水
裂隙水
岩隙水
组合
包气带水
沼泽水、土壤、沙漠及滨海砂堆砂丘水,隔水透镜体上的水
基岩风化壳中季节性存在的水
裸露岩溶层中季节性存在的水
潜水
冲积、坡积、洪积、湖积物、冰积物中的水
基岩上部裂隙中的层状水、未被水充满的层间裂隙水
裸露岩层上部层状水,未被水充满的层间岩溶水,未被充满溶洞的地下暗河水
承压水
松散岩层构成的向斜、单斜中水,山前平原的深部水
向斜或单斜构造层状裂隙岩层中的水,构造破碎带、接触带中的水
构造盆地,向斜或单斜构造中的水,构造破碎带、接触带中的水
3.岩(土)体渗透性
●按相对透水性岩土层分为——透水层、含水层、隔水层
透水层:
空隙多而大的岩(土)层,地下水能在其中运移(如砂卵石层、结构较松散砂岩层等)
含水层:
储存有地下水的透水层(多孔砂岩,裂隙发育的碳酸盐、岩浆岩以及砂卵石层等)
隔水层:
空隙少而小的致密性土层(粘土岩、黏土层以及压性断层破碎带等)
●达西定律:
V=KI(V——渗透速度m/d,cm/s;
I——水力坡度;
K——渗透系数m/d,cm/s)
达西定律适用范围:
雷诺数≤10
雷诺数:
表示惯性力与粘滞力之间关系的一个数(Re=惯性力/粘滞力)
K的确定方法——抽水实验法
主要用途
岩土层透水性评价、描述、分类
地下水出水量、流量计算
●透水率q
1MPa压力下每米试段、每分钟压入岩层中的水量(单位:
L/min或吕荣Lu)
确定方法:
压水实验法
防渗设计的依据之一
防渗效果评价指标之一
和单位吸水量
的关系:
?
●K与q的异同
相同之处:
都可作为岩土层透水性的评价指标
不同之处
测试方法不同
测试的对象不同
结果的精度不同
结果的使用不同
4.潜水
地表以下第一个稳定隔水层以上的具有自由水面的重力水
●特征
分布区与补给区一致(易受污染)
潜水面以上无稳定的隔水层
向水位低处渗流,水面形状与地面起伏有一定的一致性
●相关术语
潜水面:
潜水的自由表面
潜水位:
潜水面上任意一点的标高即为该点处的潜水位
潜水水力坡度:
在潜水的渗流途径上,任意两点的水位差与该两点间的水平距离之比
潜水埋深:
潜水面到地表的铅直距离
潜水(含水层)厚度:
潜水面到隔水层顶板的铅直距离
●潜水等水位线图
用以描述潜水面起伏情况的潜水位等值线图
可获取的工程信息
潜水的流向
潜水与地表水流间相互补给关系
潜水的水力坡度
潜水面的埋深
含水层的厚度
5.承压水
充满于两个隔水层之间的含水层中具有承压性质的地下水
由三区组成——补给区、承压区、排泄区
承压水受外界因素影响小
最适宜于形成承压水的地质构造——向斜(承压盆地)、单斜(承压斜地)
初见水位:
钻孔刚打穿隔水层底板时所见的水位
承压水位:
地下水上升到含水层顶板以上某一高度稳定不变时的水位
水头:
承压水位于隔水层底板间的距离(正、负水头)
自流水:
为正水头时,隔水层底板被打穿后承压水会自行喷出地表
●承压水等水压线图
即承压水面的等高线图,据测点承压水位绘制
据图可获取的工程信息
承压水流向
承压水位埋深
承压水水力坡度
承压水含水层埋深
水头大小
岩溶
1.岩溶发育的必要条件
●发育可溶性的岩石
有“碳酸盐类岩石(溶解度最小,但分布最广)、硫酸盐类岩石(石膏等)、氯化盐类岩石(盐岩等)”
●岩层的透水性
透水性愈好,岩溶愈发育
透水性决定于——裂隙是否发育、孔隙是否发育、风化程度如何
●水的溶解能力
溶解力取决于水中的CO2含量(主要是侵蚀性CO2)
CO2含量越高,溶解力越强
水中CO2的来源——雨水溶解空气中的CO2、生物化学作用
●水的运动状态——指水的循环交替
交替循环条件越好,岩溶越发育
2.岩溶形态的垂直分带
●岩溶垂直发育带
位置:
地表以下、最高地下水位以上
水流特征:
垂直运动
岩溶特点:
岩溶连通性差
●岩溶交替发育带
地下水最高水位和最低水位之间
水平、垂直两向流(分期)
岩溶连通性较好
●岩溶水平发育带
最低地下水位以下,下限为地方性侵蚀基准面
水平方向为主
发育大量溶洞、暗河、地下湖泊
●岩溶深部循环带
水平岩溶带以下
不受基准侵蚀面的控制,在构造控制下向更远更低的排泄区流动
岩溶主要为溶隙和溶孔
●注意:
形态分带发育的原因,在表层与深层岩溶发育的条件不同
完整的岩溶形态分带出现在厚层可溶岩
峡谷型河谷浅部常出现近水平溶洞成层分布现象
3.岩溶水和裂隙水的特征
●裂隙水分布不规律(很大程度上受到构造的控制)
●裂隙水的水力联系差,表现在小范围内地下水即有较大的变化
●岩溶主要沿已有裂隙发育
●岩溶也受层面的控制
●岩溶水的分布较裂隙水更不规律、更加集中
4.泉
●即地下水在地表的天然露头
●按含水层性质分为——上升泉、下降泉
按出露原因分为——侵蚀泉、接触泉、溢出泉、断层泉
●峨眉山温泉特征
温泉热储——P1灰岩岩溶热储
盖层——有三叠系的砂岩、泥岩互层(为紫红色),二叠系的砂岩、泥岩互层(为紫红色),
峨眉山玄武岩
通道——沿峨眉山玄武岩底界发育的溶蚀裂隙是其排向地表的直接通道、沿牛背山背斜轴向发育的纵张裂隙及横张裂隙则控制着灰岩含水层中的岩溶发育。
水源——桂花场向斜翼部及牛背山背斜轴部的P1灰岩露头地区地表水及大气降水
热源——无特殊热源(放射性或熔岩热),位于正常地热增温场内(地温梯度为2°
~3°
/100m)
物质来源——各种标准元素含量较冷泉及地表水高;
氡含量在3.5马赫以上,泉水为有医用价值的氡泉;
异常物质主要来自于深部岩浆岩中放射性元素的蜕变。
地下水与工程
1.浮托作用
指地下水对水位以下的岩土体有静水压力的作用,并产生浮托力。
●确定标准——可由阿基米德原理确定,即地下水位以下岩石、土颗粒以及水位以下建筑物体积的浮力。
2.潜蚀作用(又称“管涌”)
指岩土体中由于渗透水流的冲刷作用,将其中细小颗粒冲走带出的现象。
●危害:
使岩土体结构松散→空隙率增大→强度降低→形成空洞→地基岩土体破坏。
●易发生潜蚀的地层——粉细砂、粉土地层(施工或降水时,极易发生);
软弱夹层、泥化夹层、断层破碎带;
剧、强烈风化带;
可溶盐类物质胶结岩层。
●分类——机械潜蚀、化学潜蚀
机械潜蚀:
指由渗透水流的动水压力冲走细小颗粒
产生条件——单位动水压力≥潜蚀处得细小颗粒的浮重度(单位动水压力D=
)
渗透水流的水力坡度>产生潜蚀的临界水利坡度(Ic=(G-1)(1-n)+0.5n,其中Ic为临街水利坡度、G为土颗粒密度、n为土的孔隙度)
化学潜蚀:
分为发展型和非发展型
●管涌形成过程:
渗流→渗流力→土颗粒被带走→潜蚀发生→岩土体渗透变形(结构变松、强度降低)→渗流出口处侵蚀成孔洞→渗透途径减短、水力梯度增大的水流向其集中→孔洞不断溯源发展→水流集中管道形成→管涌形成
3.流砂现象
●易发生岩土环境——粉细砂和粉土地层
●一般现象——粉细砂土层被水饱和后产生整体流动
●产生条件——水力坡降>临界水力坡降;
土的孔隙度越大,越易产生流砂现象;
渗透系数越小,排水性能越低,越易形成流砂
●危害——影响开挖工作面上的施工;
影响开挖工作面附近地面建筑物的稳定。
4.砂土液化
砂土液化与流砂现象的异同
●相同或相似处
均容易发生在饱和的粉细砂土层中
机理上均与土层的瞬时排水不畅有关
结果上均造成了地基土层承载力的降低
●不同点
迫使土层瞬时排水的原因不同——流砂是形成临空面,砂土液化是受到强烈振动
现象发生时流体压力状态不同
5.基坑突涌
●产生原因——基坑下部有承压水
●一般现象——基坑开挖引起承压水头压力冲毁基坑底板
●可能性评价公式——M≥(
(M,基坑开挖后不透水层厚度;
,土的重度,kN/m3;
,水的重度,kN/m3;
H,承压水头)
●防治措施——打减压井降低基坑下部承压水头
6.地下水对建筑材料的腐蚀作用
A.地下水化学成分
●主要气体成分:
N2,O2,CO2,H2S
●阳离子:
H+,Na+,K+,Ca2+,Mg2+,Fe3+,Fe2+
●阴离子:
OH-,Cl-,SO42-,CO32-,HCO3-,SiO32-
●胶体:
Fe(OH)3,Al(OH)3,H2SiO3
●有机质:
碳、氢、氧为主的高分子化合物
B.地下水的总矿化度:
地下水中所含有各种离子、分子与化合物的总量
按矿化度将水分为——淡水、微咸水(弱矿化水)、咸水(中等矿化水)、盐水(高矿化水)、卤水
C.地下水的总硬度:
地下水中Ca2+、Mg2+离子及其化合物的总量,GPG(克/加仑)为水硬度单位
水的硬度分类——0~0.5GPG为软水、0.5~3.5GPG为微硬、3.5~7.0GPG为中硬、7~10.5GPG为硬水、10.5~14.0GPG为很硬、14.0GPG以上为极硬
以上为美国WQA标准
D.结晶类腐蚀
●产生原因:
地下水的SO42-含量超标
●化学反应——硫酸根离子+氢氧化钙(混凝土中的)→熟石膏(带两个结晶水的硫酸钙,也称“二水石膏结晶体”)
水化硫铝酸钙(又称“水泥杆菌”)
●腐蚀现象——水泥杆菌,较原体积增大221.86%→在混凝土中产生很大的内应力→强大的内应力将破坏混凝土结构
E.分解类腐蚀
水中侵蚀性CO2含量过大
●化学反应——碳酸钙与二氧化碳、水,生成碳酸氢钙(又分解产生钙离子、碳酸氢根离子)
●腐蚀现象——将混凝土中固体碳酸钙分解
F.复合类腐蚀
水中铵根离子、硝酸根离子、氯离子和镁离子超标
●化学反应——1、硫酸镁+混泥土中的氢氧化钙→氢氧化镁+二水石膏结晶体
二水石膏结晶体,经过结晶类腐蚀形成水泥杆菌
2、氯化镁+混凝土中的氢氧化钙→氢氧化镁+氯化钙
●腐蚀现象:
结晶膨胀、分解流失
7.施工排水
●明排水法:
截、疏、抽(排走地表水)
●人工降低地下水位——
轻型井点法(适用于K=0.1~50m/d)
管井井点法(适用于K=20~200m/d)
电渗井法(适用于K<0.1m/d)
喷射井法(基坑开挖较深)
8.工程降水对环境的影响——地面沉降、地面反弹
水库及坝区渗漏的工程地质分析
水库渗漏的主要途径——库区渗漏(分水岭、河湾等)、坝区渗漏(绕坝渗漏、坝基渗漏)
1.库区渗漏
●分类——暂时性渗漏、永久性渗漏
暂时性渗漏:
包和库水位以下空隙而损失的水
永久性渗漏:
通过一些集中的渗漏通道持续向库外渗漏
●发生渗漏的地貌条件
对于山区水库——库水位高于邻谷谷底水位
对于平原水库——有河曲发育或有古河床
●发生渗漏的地质条件
分水岭或河湾地带有岩溶通道
宽大的断层破碎带、褶曲转折部位
分水岭地区有古河道或冰河沉积的砂石砾层分布
●发生渗漏的水文地质条件
分水岭地带为潜水时
建库前,当地下水分水岭高于正常水位时,不漏
低于时,如果库水的顶托作用明显,则不漏;
低得太多,分水岭消失,则漏
低于原河水位,加剧漏
承压水——透水层在邻谷出露高程低于库水位,则可能渗漏
●库区渗漏判断步骤
分析河谷两岸的地形地貌(注意分水岭、垭口的高程)
了解有无渗漏通道
与水文地质条件,如分水岭和库水位的关系进行综合分析
2.坝区渗漏
按渗漏途径分为——坝基渗漏、绕坝渗漏
按渗漏通道分为——均匀渗漏(通道为砂砾石层,均布风化裂隙)、集中通道(通道为较大断裂带,岩溶通道)
●松散地层坝区
渗漏通道——透水性强的砂砾石层
峡谷坝区——砂砾石层分布与谷底,易发生坝基渗漏
宽谷坝区——谷坡阶地中有砂砾石层,易发生坝基和绕坝渗漏
●岩质坝区渗漏通道
顺河向张开断裂带(大规模渗漏通道)
顺河向其它结构面(成岩原生结构面)
●河谷地貌对渗漏的影响
平直型河谷——上下游渗漏条件一致
喇叭型河谷——上窄下宽时,库水渗入条件差,排泄条件好;
下窄上宽时,库水渗入条件好,排泄条件好
弯曲型河谷——凸岸库水渗入条件比凹岸好
●倾斜结构面对渗漏的影响
纵谷
岩体中主要结构面的走向与河道延展方向近于平行的河谷段
纵向上,渗、排通畅
横向上,一岸利渗,但排泄不畅,另一岸则相反
横谷
岩体中主要结构面的走向与河道延展方向近于垂直的河谷段
纵向上,不利渗漏
横向上,两岸的入渗、排泄条件相同,易发生库区渗漏
斜谷
岩体中主要结构面的走向与河道延展方向斜交的河谷段
岩层向上游倾斜,不易渗漏
岩层向下游倾斜,缓倾时易坝基渗漏;
陡倾时,利渗不利排
横向上渗、排条件与纵谷相似
3.岩溶地区渗漏的条件分析
A.河谷地质结构
指可溶岩与非可溶岩的组合、埋藏条件,与河谷的相互关系
●无隔水层的河谷应注意——顺河断层、岸边的卸荷裂隙、纵向的张裂隙
●有隔水层
纵谷——易产生坝区渗漏(隔水层对坝区防渗作用不大)
库区则具有天然防渗条件(以向斜纵谷最理想)
横谷——坝区在地层向上游倾斜时不易发生渗漏、坝区在地层向下游倾斜则易发生渗漏
易发生库区渗漏(分水岭单薄时更易发生)
B.岩溶地区主要渗漏通道
●溶洞、暗河、落水洞、竖井(大规模集中渗漏通道)
●溶蚀断裂带(岩溶地区分布最广、最常见)
●岩溶裂隙及孔隙
4.水库防渗措施介绍
●防渗的目的
减少渗流量
降低坝基扬压力(浮托力与渗透压力之和)
浮托力——地下水对水位以下的岩土体有静水压力的作用而产生的力
渗透压力——水在建筑物上、下游水位差作用下渗入建筑物及地基内而产生的水压力
●松散地层防渗
垂直截流——截水墙、帷幕灌浆
截水墙:
适用于坝基松散地层透水性强的情况
帷幕灌浆:
适用于砂砾石层厚度大的情况
铺盖防渗
用于“砂砾石层厚度大、作截水墙困难、无条件灌浆”的情况
排水减压
措施有——水平排水(设置反滤层)、减压井(设置于坝的下游)
目的——导流渗流水、减少渗透压力
●裂隙岩层的防渗
帷幕灌浆(适用于坚硬岩层)
排水孔、防渗井(适用于对断层破碎带的处理)
●岩溶地区的防渗
“堵”“截”——针对集中渗漏
“围”——针对个别大溶洞
“铺”——处理地表呈面状或带状的分散渗漏带
“灌”——即灌浆
综合治理
第四板块构造运动、地史概要、地质构造
1.构造运动(又称“地壳运动”)
A.地质作用
指由于自然动力引起的地壳物质组成、内部结构和地表形态变化与发展的作用
●分类——内动力作用、外动力作用
内动力作用,包括“构造运动、(构造)地震作用、岩浆作用、变质作用”
外动力作用,包括“风化作用、地表水流作用、地下水流作用”等
B.构造运动
指由地球内部动力引起的地壳机械运动,其作用是使地壳发生变形
●分类
按运动方向分为——垂直运动、水平运动(又称“造山运动”)
一般的构造运动为二者的复合型
按运动速率分为——渐进式(如喜马拉雅山脉的隆起)、爆发式(如频繁发生的构造地震)
C.地质构造
指地壳运动在地层中留下的痕迹或形迹
●基本类型——水平构造、倾斜构造、断裂构造、褶皱构造
D.地壳运动的原因(不考)
●大陆漂移说(德国人A·
Wegener于1912年提出)
诱因是——南美大陆和非洲大陆的边缘形态正好可以拼接起来
●海底扩张说(美国分Hess和R·
S·
Dietz提出)
学说基本思想是——
地球表层是一层强度很大的坚硬的岩石圈,其下为强度较小、可以发生缓慢流动的软流圈
由于这种地幔物质的长期对流,软流圈物质从海岭(洋中脊或洋脊)涌出,推着旧海底向两侧扩张并形成新的海底
早形成的海底岩石圈又在海沟地方插入地下,返回软流圈,造成物质循环
这种对流发生于软流圈而作用于其顶部的岩石圈底部,大陆就坐落在软流圈之上,随着一起流动(漂移),仿佛坐在传送带上一样随软流圈一起移动。
(速度每年约一至几厘米,海底每3、4亿年更新一次)
2.地史概要
A.地史学
指研究地壳构造发展历史的科学
●任务
阐明地壳构造发展以及整个地壳演变规律
确定地层的新、老关系,确定年代顺序
●学习目的
判别地质构造
阅读地质资料和图件
B.地质年代
●相对年代
指地层相对新老
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