
林军
(福建省地质调查研究院,福州350003)
摘要:海岸侵蚀、淤积是改造沿海地质环境的主要因素,在当前世界海平面上升的总体情况下,海岸侵蚀将成为全球性海岸带最主要的自然灾害,海湾淤积影响着港口城市的可持续发展。利用遥感技术和时空对比分析等监测手段来揭示地质环境的这种深刻变化,以及对人类生存环境所产生的客观影响,是未来环境地质学研究的热点和难点问题。本文在系统总结现代海岸地质地貌特点,全新世以来海岸线变迁概况的基础上,对福建南部沿海地区海岸变迁的现状与发展趋势进行探讨,并提出有关环境地质问题及防治对策。
关键词:海岸变迁;海岸侵蚀;海湾淤积;环境地质;福建南部
1 现代海岸地质地貌特点
福建南部沿海地区海岸线总体呈NE—SW方向展布,岸线曲折蜿蜒,总长度约1327.5km(包括岛屿岸线347.8km),其中,人工堤岸线长450.0km,约占海岸总长度的33.9%。本区地质构造复杂,NNE与NE向的主干断裂控制着海岸的展布方位,NW向的张性断裂与前者复合部位,海湾、港澳发育。滨海陆地地貌以圆缓低丘、红土台地和河口平原为主。海岸呈现岬角与海湾相间,低丘与平原交错等特点。海岸带基岩有侏罗—白垩系火山岩类、燕山期花岗岩类、上三叠—侏罗系变质岩类和上第三系玄武岩类,岩石风化作用强烈;在河口和港湾地带第四系松散堆积物比较发育。根据构成海岸岩性的成因、形态和抗侵蚀能力,本区海岸可分为基岩海岸、砂质海岸和淤泥质海岸3大类型。
1.1 基岩海岸
基岩海岸主要分布在惠安崇武、晋江围头、龙海流会、漳浦六鳌和古雷、诏安宫口等半岛区域。在这些区段由于海岸直接遭受海水动力的强烈冲蚀和岸流的磨蚀作用,海蚀现象发育,几乎没有海滩堆积。基岩海岸按风化程度及抗蚀强度,还可进一步划分为岩质(新鲜基岩)海岸和风化壳海岸。
1.2 砂质海岸
砂质海岸多形成于滨海低丘或基岩岬角之间开阔的海湾内侧,如惠安大港、晋江深沪湾和围头湾、龙海港尾湾和隆教湾、漳浦浮头湾和将军湾,东山乌礁湾、诏安大埕湾等地,沿岸沙堤、沙坝、沙嘴,海成阶地和平原地貌发育,岸线较为平直。
1.3 淤泥质海岸
淤泥质海岸主要分布于宽阔海湾顶部,以及河流入海区域,按其物质来源和地理位置可分为港湾型和河口型。
(1)港湾型:主要分布于湄洲湾、厦门港、漳浦旧镇湾、东山湾和诏安湾等地。这些港湾的共同特点是:陆域由低丘或台地环绕,湾口常有岛屿屏障,往往湾中有湾,呈半封闭状态;因此,波浪作用微弱,岸坡低缓,滩涂开阔。其物质主要来源于周围基岩风化壳,经暂时性地表水流搬运或沿岸海流、潮流、波浪等搬运、沉积。根据野外调查,福建南部港湾型淤泥质海岸,目前仍处于充填、淤涨状态。
(2)河口型:主要分布于晋江口和九龙江口等较大河流湾口两岸,常形成宽阔的河口淤积平原。这些平原系断陷盆地在溺谷河口长期河、海等外动力交互作用下,逐渐回填发育而成,地形平坦,地貌类型单一,目前多数处于淤涨之中。
在港湾、河口的滩涂湿地,往往有零星、片状的红树林分布,目前保护较好的主要见于东山湾内、漳江口竹塔和九龙江口草埔头。红树林具有促进滩地淤积和防风固岸,以及净化海水的功能;建议加强对现有红树林海岸的管理和保护,在某些侵蚀岸段可进行人工种植,以改善海岸带的地质生态环境。
2 全新世以来海岸变迁概况
2.1 全新世早期(12000~8000a,B.P.)
气候开始转暖,随着全球性第四纪末次冰川的消融,海平面大幅度持续上升。距今12000~9500a,沿海再次遭受海侵,平均海面高程约-11.0m(黄海高程,下同),海岸线比现在略偏东,距今8000a左右,海平面又出现小幅波动。
2.2 全新世中期(8000~2500a,B.P.)
气候继续向暖,海平面高位震荡。距今约7500年是全新世最大的海侵,海面高程可达5.0~10.0m,海水沿江入侵内陆,岸线位于现海岸线以西数千米至数十千米;距今约6000年,由于新构造断块差异升降运动,使全部岸段海水退出,平均低海面高程约-5.0m。随后,大约5400~3100年,海平面又开始上升,高海面高程约4.0m,稳定时间较长,海陆交接地带发育泥炭层及贝壳堤,古海岸线比现在略偏西;此后又发生小范围海退。
2.3 全新世晚期(2500a,B.P.以来)
这是近代河床演变及滩涂发育时期,区域海平面基本稳定,但局部也存在升降问题,最后一次海退大约发生在距今1400~700年间。可见,全新世虽是一次海进,但不是直线式上升,而是存在多次海平面波动和岸线变迁的过程(表1,图1)。史志记载及测试资料表明,本区沿海大部分平原是近千年形成的。泉州平原是明朝(1368年)以后逐渐堆积而成的;龙海平原,根据沙头农场表层14C测年分析,距今约600年。晋江深沪湾(1987年)、漳浦前湖湾(1999年)、东山马銮湾(2001年)、石狮沙湖湾(2005年)等地,相继在潮间带发现原始古森林遗迹,说明近期海面有上升趋势,由于各岸段所处地质环境不同,内、外动力作用差异及人为因素影响等,现海岸线仍在不断发展演变过程之中。
表1 福建南部沿海全新世古海面标志物及14C测年一览表
续表
图1 福建南部沿海地区全新世古海岸变迁状况示意图[6]
3 海岸变迁的现状与趋势分析
3.1 海平面变化
海岸变迁是海平面和陆地升降的综合反映。近年来,各国科学家不断发出警告,由于二氧化碳所造成的温室效应和工业上大量使用氯氟烃等,导致大气臭氧层破坏,引起全球气候暖化,海水温度和海平面呈上升趋势。根掘国家海洋局发布的资料,以及我国数十个海洋观测站和验潮站长期监测数据表明,我国大部分沿岸海域的海水温度和海平面呈上升趋势。特别是20世纪60年代以来,全球海水温度逐渐升高,海平面在过去的百年中平均上升了14.4cm,我国东南沿海平均上升了11.5cm,相当于年平均上升速率1.15mm/a,预测福建沿海上升速率可达2.0~4.64mm/a。其中,厦门30年间上升了10.54cm,平均上升速率3.40mm/a。
3.2 陆域地壳变化
本区陆域地壳形变的背景,主要受菲律宾板块与欧亚大陆板块碰撞的影响,在NWW向地应力场的作用下,NE向政和~大埔深大断裂南段的NW盘呈下降态势,SE盘则呈上升态势;故地壳形变总体特征呈现由内陆向沿海,并且由北向南掀斜。由于断裂的活动性,在NW向断陷洼地区,在掀斜状态之中仍然存在局部相对下降的地段,如漳浦、东山湾附近。根据地震部门观测,地壳形变幅值(间隔8.55年),北部惠安、晋江为+30~+20mm,上升速率3.51~1.71mm/a;向南漳州、厦门为+25~+20mm,上升速率2.92~1.71mm/a;而到漳浦、东山为-10~-30mm,下降速率1.17~3.51mm/a。关于东山湾一带呈明显下降趋势的佐证还有:东山岛南部陈城镇有一明万历年间刻在基岩上的石碑,现已被海积砂掩埋;城关西埔20世纪60年代筑起的防潮海堤,早已报废;据澳角村渔民反映,原高潮线以上的民房,现在大潮可以淹到1.0m左右的高度;东山县渔民在兄弟屿海域不断打捞到砖块、瓦片,以及鹿、熊等大型脊椎动物骨骼;东山县“沉东京”的传说,在县志上有记载,从另一个侧面反映,居住在该地区的古人,也感受到了海岸变迁与沧海桑田的变化。
3.3 海岸线变迁
本区海平面上升势态在不同地段有不同的表现。宏观上,对于地壳形变呈上升趋势的地段,因地壳上升速度与海平面上升速度基本相等,故呈相对静止状态,海平面上升对该区影响相对较弱;对于地壳形变呈下降趋势的地段,因地壳下降速度与海平面上升速度基本相等,二者叠加造成海平面上升速度增加一倍,即可达4.0~10.0mm/a,使海岸线发生显著变化,构成对沿岸地区的严重威胁。微观上,由于海岸陆域升降、海平面变化,以及海洋和河口动力作用往往是交织进行的,工作区从北到南沿海各段的海岸线进退变迁也是各有差异的。现通过实测地形图(1959~1981年)和遥感手段(1986~2000年),以黄海高程零米线的变化为依据,将福建南部沿海地区海岸线变迁类型划分为蚀退海岸、淤涨海岸和稳定(平衡)海岸三种类型。
(1)蚀退海岸:开阔海域的岛屿、半岛或岬角,与波浪垂直的岸段,海湾内迎风浪一侧等,均可直接遭受风浪、潮汐的强烈侵蚀作用。关于海岸蚀退率的大小,除与外动力地质作用强度有关外,还受到组成海岸岩性的控制。岩质海岸抗蚀力较强,蚀退速度缓慢,短期内不易觉察其变化,其形态多为陡崖峭壁或水下岩滩,主要分布岛屿、半岛的东北部和南部,如崇武半岛大砟、镇海—流会角、东山岛澳角等地;强风化—剧风化的风化壳海岸抗蚀力相对较差,其形态常呈陡或直立状的海蚀土崖,由于受海浪营力的强烈侵蚀不断被夷平,常形成堆积沙滩或沙岸,如南安石井桥头、深沪圭庵寮等处。
因人工围垦或采砂等工程活动,造成物源中断或补给不足的砂质海岸,蚀退现象亦比较突出。如围头湾东石塔头一带,砂质岸滩原属于微涨或基本稳定;但自1956年以后,由于沿岸小湾河口建闸、围垦,加之人为大量挖沙,导致入海泥沙中断,物源补给不足,海岸强烈蚀退。近20年来,海岸蚀退20.0~80.0m,高潮滩面蚀低0.50~1.0m,沿岸沙堤冲蚀殆尽,已建石堤等护岸工程也屡遭破坏。区内代表性蚀退海岸零米线变化速率,参见表2。
表2 福建南部沿海地区蚀退海岸零米线变化速率统计表
全区蚀退海岸累计约445.0km,占岸线总长度的33.52%,主要分布于强风化-剧风化基岩海岸与砂质海岸。
(2)淤涨海岸:主要分布泉州湾、安海港、同安湾、厦门港、旧镇湾、东山湾、诏安湾和宫口港。港湾型淤涨岸,主要分布于半岛两侧及岛屿西南侧,这类海湾虽无河流携带大量泥砂入湾,但由于近期海面上升,来潮快,退潮慢等水动力条件控制,使岸流及波浪带来的泥沙因水动力减弱而产生堆积,尤其是腹大口小及岸坡平缓的海湾更有利于淤积,那些物质来源丰富的海湾将逐步成陆,零米线向湾口及浅海扩展。河口型淤涨岸,由于泥砂来源丰富,水动力较弱,滩面宽阔平缓,组成物质较细,具有十分有利的沉积环境,零米线淤涨速率可达10.0~100.0m/a,积高率5.0~30.0cm/a。
此外,围海造田,堵湾截流,修堤建闸等海岸工程活动,客观上阻碍了海流的畅通,减少了纳潮量,促使港湾加速淤积。如泉州湾洛阳江口段,从1972年开始,相继在洛阳桥建闸,随着“五一”围垦、城东围垦和白沙围垦等工程相继实施,使该区的纳潮面积相应减少了1:3以上,致使水道流速减缓,泥沙大量淤积,潮滩不断淤高,航道严重淤塞。从1969~2000年,后渚港零米线两侧向航道推进总和达780.0m,平均约25.16m/a。区内淤涨海岸零米线向外推移变化情况,祥见表3。
全区淤涨海岸累计约560.0km,占岸线总长度的42.18%。其中,自然淤涨状态的岸线长360.0km,因海岸工程促进淤涨的岸段长约200.0km,占淤涨海岸总长度的35.71%。
(3)稳定(平衡)海岸:系指长期以来,海岸冲淤动态变化基本平衡;或原为蚀退海岸,现采取工程或生物防护措施后,岸线基本趋于稳定。基岩稳定海岸,一般分布在地形比较隐蔽的港湾内;砂质稳定海岸,主要分布在与波浪作用方向平行或近于平行的开敞岸滩。如深沪湾南部,砂质海岸尽管季节变化明显,局部有冲淤现象;但岸外水深流急,物质来源比较有限,常年冲刷、淤积动态基本平衡,岸滩保持稳定。
本区稳定海岸累计约322.5km,占岸线总长度的24.29%。其中,自然冲淤平衡岸段长72.5km;采取工程加固措施后,冲淤平衡岸段长约250.0km。
表3 福建南部沿海地区淤涨海岸零米线变化速率统计表
4 海岸变迁环境地质问题
4.1 海岸蚀退危及沿岸居民与基础设施的安全
在当前世界海平面上升的总体情况下,海岸侵蚀将成为全球性海岸带最主要的自然灾害。随着海水入侵、海岸冲刷、侵蚀后退,往往破坏沿岸公路、堤防、缆线等基础设施,威胁港口、码头等岸边工程的安全,加剧港口淤积,影响沿海地区经济发展。
(1)福建沿海每年都有强台风登陆,海啸、风浪、潮汐等外动力作用,强烈侵蚀着厦门大学一带海岸,有数百米海岸公路遭受毁坏;钟宅至同安海底缆线也曾被冲断;英厝至鳌冠红土台地,因长期遭受海岸侵蚀、土崖发育,不断引发海岸崩塌、滑坡,水土强度流失,大量泥沙入海,进一步加剧了厦门港的淤积问题。
(2)海岸侵蚀还常常毁坏海堤、防风林带等护岸工程,造成海水倒灌、吞没大片良田,引起土壤盐渍化和风沙活动,恶化滨海地质生态环境,并严重威胁着沿岸居民的生命、财产安全。厦门岛东岸曾厝安-港仔埔,有250m海堤全部毁坏,与白石炮台之间的护岸工程也遭到严重破坏,还有青礁1000m海堤也遭到同样破坏,堤内几十公顷良田,千余户居民及10多家工厂,面临着海水倒灌、浸没的危险。
(3)有的虽然没有明显的海岸蚀退现象,但由于海滩不断被侵蚀降低,从而引发岸坡变形、位移、失稳,影响港口、码头等工程的稳定与安全。随着海峡西岸经济区建设的深化,沿海岸边工程建设还将继续增加,海岸侵蚀将成为危害岸边工程建设的主要因素。按照发达国家经验,当前防护海岸侵蚀最有效的途径是海滩喂养,并辅以导堤促淤和外防波堤掩护等工程措施。当然,这些措施仍需视海岸地质环境特点而定,也可采用海滩人工砂补给法等。
4.2 海湾淤积影响港口城市的可持续发展
厦门、泉州、漳州均属滨海港口工贸城市,特别是泉州历史悠久,区域经济的兴衰发展与海岸变迁关系密切。
(1)泉州港在宋、元时期(公元960~1368年),曾经是世界性大港、“海上丝绸之路”的起点,有15000多艘大海舶,外港包括洛阳江口之后诸港、大盈溪口之安平港和泉州湾口的獭窟岛港等,通航日本、朝鲜、南亚、西亚及东非等几十个国家和地区。元二十九年(公元1292年),意大利旅行家马可波罗,奉元朝皇帝忽必烈之命,护送科克清公主远嫁波斯,就是从泉州港起航的;1974年在后诸港出土的宋代木构远洋船(现保存于泉州古船陈列馆),就是泉州港辉煌历史的见证。然而,明成化十年(公元1474年),从北宋到明朝建立了380余年的泉州市舶司因港口淤塞而迁往福州,泉州也从中国最大的港口城市变为“历史文化名城”。关于泉州港的衰退,不少论者都从社会因素着眼,但港口的严重淤积、海岸线的不断外推,仍是铁一般的事实。漳州月港(海澄)兴起在明朝中叶,主要是替代正在衰落中的泉州港。这里曾经商贾云集,洋船停泊,市镇繁华;永历十五年(公元1661年),民族英雄郑成功就在这里集结军队,整编东征,一举收复了台湾。但好景不长,随着海湾淤积、航道淤浅,“五口通商口岸”厦门港的开通,漳州月港也衰落了。
(2)港口选址应以岸线稳定,港内航道水深、淤少、避风、浪小等为原则。从海岸变迁角度看,崇武半岛岸段、石狮祥芝、晋江深沪、金门东北岸及大小金门海峡、漳浦六鳌、下寨、东山港等岸线比较稳定,具备建港条件。然而,有些岸段就目前状况看,似乎可以建港;但从海岸变迁发展趋势看,若不采取有效措施加以控制是不适宜的。例如,九龙江口厦门海沧-钱屿段,北心滩岸线淤涨速率达121.0m/a,海门岛东侧淤涨速率也达105.0m/a,积高率为21.0cm/a,若照此速度发展30~40年后,黄海高程零米线可能到达钱屿。随着零米线向前推进,海湾滩底逐渐淤高,水深变浅,对建港十分不利。
4.3 滩涂淤涨给水产养殖业带来新的问题
通常认为滩涂淤涨有利于发展水产养殖业,但本区滩涂积高率大于海平面上升率,故海岸滩涂面积仍在不断扩展,水动力条件也在不断减缓。发展水产养殖除需要考虑滩涂面积的发展趋势外,还必须考虑滩涂地质环境的污染问题。
(1)由于河口、海湾滩涂的不断淤涨,每年都有新的沉积物覆盖在老的沉积物之上,致使底栖生物和浮游微生物的地质生态环境发生变化,有的生物难以继续适应并繁衍生存,生物多样性受到严重威胁。如厦门同安湾,由于河口建闸,湾内丙州、东坑大面积围垦等因素,导致落潮流速大减,泥质沉积物快速回淤,滩地与水道积高率2.0~5.0cm/a,淤泥层积厚达10~100cm,使得原来栖生于此的珍稀鱼类-厦门文昌鱼(由无脊椎向有脊椎动物过度的典型标本),因生态环境破坏,数量锐减,面临绝迹的危险,被迫迁移到厦门黄厝沙质海域。
(2)随着工农业生产的发展,“三废”排放量与日俱增、环境污染负荷加重,河流或海流带来的污染物质,往往在河口、海湾顶部水动力条件较弱的地方富集,致使滩涂淤涨区域水中缺氧或有害物质元素含量剧增;这样,将会改变原生滩涂的地质生态环境,使水中生物难以继续生存或产生恶性循坏,继而不适宜于水产养殖。这是今后水产养殖业不得不面临,需要研究解决的新问题。
5 结束语
(1)福建南部岸线长1327.5km,海岸划分为基岩海岸、砂质海岸和淤泥质海岸三大类型。其中,基岩海岸又分为岩质海岸和风化壳海岸;淤泥质海岸分为港湾型和河口型。滨海红树林具有促淤、防风、固岸和净化海水的功能;建议加强管理与保护,在某些侵蚀岸段可进行人工种植,以改善海岸带的生态地质环境。
(2)全新世虽是一次海进,但存在多次海平面波动和岸线变迁的过程。史志记载及测试资料表明,本区沿海大部分平原是近千年形成的。晋江深沪湾(1987年)、漳浦前湖湾(1999年)、东山马銮湾(2001年)、石狮沙湖湾(2005年)等地,相继在潮间带发现原始古森林遗迹,说明近期海面仍有上升趋势,由于各岸段所处地质环境不同,现海岸线仍处在发展演变过程之中。
(3)海岸变迁是海平面与陆地升降的综合反映。全区蚀退海岸累计445.0km,占岸线总长33.52%,主要分布强风化-剧风化基岩海岸与砂质海岸;淤涨海岸累计560.0km,占岸线总长42.18%,主要分布河口、港湾淤泥质海岸;稳定(平衡)海岸累计322.5km,占岸线总长24.29%。其中,自然淤涨海岸360.0km,工程促淤海岸200.0km,占淤涨海岸35.71%;自然冲淤平衡岸段72.5km,采取工程加固措施后,冲淤基本平衡岸段250.0km。
(4)海岸侵蚀往往破坏沿岸公路、堤防、缆线等基础设施,威胁港口、码头等岸边工程的稳定与安全,加剧港口淤积,影响沿海地区经济发展。当前防护海岸侵蚀最有效的途径是海滩喂养,并辅以导堤促淤和外防波堤掩护等工程措施,亦可采用海滩人工砂补给法等。
(5)厦门、泉州、漳州等港口城市,经济发展与海岸变迁关系密切。港口选址应以岸线稳定,港内航道水深、淤少、避风、浪小等为原则。从海岸变迁角度看,崇武半岛岸段、石狮祥芝、晋江深沪、金门东北岸及大小金门海峡、漳浦六鳌、下寨、东山港等岸线比较稳定,具备建港条件。
(6)本区滩涂积高率大于海平面上升率,故海岸滩涂面积仍在不断扩展,水动力条件也在不断减缓。发展水产养殖除需要考虑滩涂面积的发展趋势外,还必须考虑滩涂地质环境的污染问题。
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The Environment Geology Problem of Coast Line Changes in South Fujian
Lin Jun
( Fujian Institute of Geological Survey, Fuzhou 350003)
Abstract: Under the global sea-level rising condition, coast erosion is the main natural disaster and gulf accumination influence on sustainous development of the port city. Therefore coast erosion and gulf accumination are considered as the major problem to be solved in improment of coast geological environment. Based on the summary of characteristics of modem coast geography and coast line change since the Holocene , the present situation and development tendency of coast line changes in South Fujian have been studied.
Key words: The coast changes; The coast erodes; The gulf accumulations; Environment geology; South Fujian coust areas
工程地质学科的基本理论形态包括 成因演化论 、 结构控制论 和 相互作用论 ,这些理论有着相通的思想 方法 ,就是成因决定结构,结构控制行为,工程地质过程是工程建设与地质环境相互作用的过程。下面是我为大家整理的工程地质学论文,供大家参考。
工程地质学论文 范文 一:工程地质在水利水电工程中的价值
一、水利水电工程地质勘察的方法及其特点
1.1工程地质测绘
工程地质测绘是水利水电工程地质勘察中一项基础工作,工程设计之前,地质人员要详细查明拟定建筑区工程地质条件的空间分布规律,并按照一定比例尺将其如实地反映在地形底图上,作为工程地质预测的基础,提供给设计部门使用。
1.2工程地质勘探
对任何水利水电工程地质条件及工程地质问题,从地表到地下的研究,从定性到定量的评价,都离不开勘探工作,水利水电工程地质勘探包括:物探、钻探、坑探等。
1.3工程地质野外试验野外试验是水利水电工程地质勘察中一项经常进行的重要的勘察方法,是获得工程地质问题定量评价和工程设计及施工所需要参数的主要手段。水利水电工程野外试验包括:钻孔压水试验、灌浆试验、荷载试验触探试验等。水利水电工程地质野外试验水平的发展,主要体现在试验仪器和设备的发展。
1.43S技术应用
3S技术是指全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)等三大技术系统的集成与总称。遥感技术是3S技术的基础,它提供主要的遥感信息源。GPS技术用于遥感信息的精确定位,GIS技术则为遥感信息的获取提供辅助信息和专家思维,并对所提取的各种信息进行管理和分析且具有制图功能。近年来,国内开始在一些特大型、大型水利水电工程地质勘察中采用3S技术,许多大型水利水电工程采用了3S技术并取得了丰硕成果。
1.5水利水电工程地质的特点
水利水电工程地质的特点有:非凡性与复杂性、实践性与 经验 性、工程地质问题的长期性与隐伏性。
二、水利水电工程存在的工程地质问题和条件
2.1水利水电工程建设中存在的工程地质问题
在水利水电工程建设中,由于工程建设对原有的地质环境的改变,形成了各种各样的工程地质问题,如:泥石流、斜坡滑动、斜坡崩塌、洞室围岩坍塌、溶洞、地质缺陷等。
2.2库区工程地质问题
水库蓄水后,水位上升,水深加大,流速减缓,近坝一带水似静水体,形成一个广阔的人工湖,这就会对库区及其邻近地带的地质环境生产影响,产生库区渗漏、浸没、淤积、坍岸及诱发地震等工程地质问题。
2.3水利水电工程地质条件
水利水电工程地质问题不是孤立、偶然发生的,它与水利水电工程建设区域的自然条件和环境有着极为密切的必然联系,其形成、发展和变化,都是工程活动对这里自然地质条件影响的结果,这些直接或间接地影响工程建筑物的规划、设计、施工和正常运用的地质条件就是工程地质条件,它主要是指:地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质特征、物理地质现象等。
三、水利水电工程中典型工程地质问题形成条件及对策
3.1泥石流
泥石流形成条件有:流域内应有丰富的固体物质,并能源源不断地补给泥石流;要有陡峻的地形和较大的沟床纵坡;流域中上游应有由强大的暴雨或冰雪强烈消融及湖泊的溃决等形式补给的充沛水源。防治泥石流的原则是以防为主,兼设工程 措施 。可采用如下的防范措施:预防:在上游汇水区,做好水土保持,调整地表径流,加固岸堤;拦截:在中游流通区,设置一系列拦截构筑物;排导:在泥石流下游设置排导设施使泥石流顺利排除等措施。
3.2斜坡滑动
斜坡滑动形成的条件:原有斜坡结构被破坏、斜坡外部荷载超过其承受能力等。斜坡滑动的防治措施:排水、消坡、抗滑桩、抗滑挡土墙、预应力钢索锚固措施、灌浆法、砂井砂桩加固法、焙烧发等。
3.3斜坡崩塌
斜坡崩塌发生条件和发育因素:山坡坡度55-75度、表面凹凸不平;岩石性质和节理程度:软硬岩石互层组成;地质构造:岩层产状、构造作用。斜坡崩塌的治理措施:爆破或打楔、灌浆、调整地表水流、铺砌覆盖、坡面喷浆等等。
3.4水库地震
水库地震是指水库蓄水后诱发的地震,水库地震发生的条件有:地质条件、激发条件,其中激发条件包括直接效应和间接效应。水库诱发地震以3级左右为主。我国最大的水库诱发地震是广乐省新丰江水库诱发地震6.1级。矿山诱发地震震级在3.4~3.8级,一般震级较小,震源较浅。水库地震的防治措施:尽量减少对可诱发水库地震的地质条件的破坏、采用有效方法预测水库地震发生的频率和级别、做好预防水库地震应急预案等。(本文来自于《价值工程》杂志。《价值工程》杂志简介详见.)
四、结语
水利水电工程则是在各种地质环境中进行的,水利水电工程建筑物与地质环境之间必然产生一定方式的关联和制约,地质环境对水电工程建筑物的制约,可以由一定的作用影响工程建筑物的安全稳定和正常运用,也可以由于某些地质条件的欠佳而提高工程造价;而水利水电工程建设有可以各种方式影响地质环境,使其产生程度不同、范围不一的变化。因此,水利水电工程建设必须根据具体地质环境和工程建设方式、规模和类型,预见到其二者相互制约的基本形式和规律,才能合理有效地开发利用并妥善保护地质环境。
工程地质学论文范文二:论工程地质实践教学方式
杭州西郊群山环抱西湖,水光潋滟、山色葱郁,北、东一片广阔平原。杭州山水有湖光山色之盛,山、石、洞、泉之美,地貌类型多样。北东向延伸并向南西扬起的西湖复向斜构造,使杭州地势自南西向北东逐渐降低。区内总体可分为山地、平原两大地貌单元:西湖的西、西南大部分地区为低山丘陵区,外围北、东、南侧为平原区。低山丘陵区内又可进一步分为低山丘陵与山麓沟谷两个小区。平原区分为西湖及北侧菬溪流域的湖沼冲积平原小区和东南侧钱江流域的冲海积平原小区。
工程地质实践教学
工程地质实习是工程地质专业本科教学中十分重要的教学环节,是该专业4年教学中必不可少的实习。是学生在学完土质土力学、岩体力学、工程地质学基础、工程地质勘察等课程理论知识的基础上,按工程地质选址勘察、初步勘察阶段的技术要求,通过对工程地质条件的野外实地考察、测绘和有关勘察手段使用的现场参观和实践,使学生获得工程地质实践的感性知识并巩固和深化理论,促进理论与实际相结合,为今后从事工程地质选址勘察或勘察工作打下初步基础。
1.实习内容和要求。岩石、土的肉眼鉴定,地层剖面观察;褶皱和断裂构造的基本判识;岩体结构面类型、结构体形状识别,野外鉴别和判识不同岩体结构类型,岩体结构面测绘统计;土体结构类型识别;地下水类型及水文地质条件的了解;各种环境地质及不良地质现象(滑坡、溶洞、坍塌等)野外识别、调查、测绘,成因和对场地稳定性影响初步分析和评价;以掌握工程地质测绘工作方法为主,并参观了解静力触探、标贯、钻探编录和取样等工程地质勘探手段;在了解杭州市区区域地层、构造等基础上,以浙江大学附近区为主,通过工程地质测绘,资料收集,编制工程地质剖面图、平面图和选址勘察文字 报告 。
2.实习教学。实习分为四条路线,路线一为大桥地层剖面路线,六和塔→钱塘江大桥北铁路线→八卦田→玉皇山;路线二为钱塘江岸—南高峰不良地质现象调查路线;路线三为浙大—青芝坞—灵峰—玉皇山—玉泉;路线四为浙大—黄龙洞—蝙蝠洞。实习内容为系统识别杭州地区地层岩性及其分界标志层;进行岩性描述,对出露岩石的颜色、成分、结构、构造、化石和风化程度等进行观察和描述,掌握观察方法和描述要点并采集岩样标本;岩体结构类型野外判别方法;滑坡识别、形态测绘等;洞穴调查、测绘;落水洞、岩溶塌陷调查;岩体节理裂隙统计;判识地貌单元及确定分区界线等内容。
工程地质实践 教学方法 探讨
工程地质学是一门实践性很强的科学,很多的工程地质现象,仅通过书本上的概念、理论而不配合一定的实习,是收不到良好的教学效果的。正如俗话所说“实践出真知”,充分说明了实验实习教学的重要性。通过实习可以验证、巩固和学习与实验有关的理论知识,加深对学科知识的理解,培养学生符合辩证唯物主义的、实事求是的科学思维和严谨的工作作风,激发和培养学生的创造能力。
1.激发学生对工程地质的兴趣。杭州作为实习基地本身对学生即是很大的吸引力。在实习过程中循循诱导学生对工程地质专业的热爱。启发式教学具有多种功能,通过启发教学,能激励学生的兴趣和探索精神,调动学生的主动性和积极性,从而使学生切实地掌握知识和技能,促进学生智力因素、非智力因素以及思想品德的形成和发展。每一条实习路线,都要在实习前布置好任务;每爬一座山,都要每位同学抱着征服高山的勇气,去翻越它,研究它,并对工程地质现象了然于心。对率先完成任务的小组要给予奖励。在山上野餐时,表演节目活跃气氛。激发同学的实习热情。在实习过程中,老师应该对实习地的风土人情、历史地理有所了解,把地质现象与人文知识、风俗习惯、经济发展联系起来。比如某些特殊地形地貌在古代兵家战争中起过什么作用;一个地区的地层与该地的闻名土特产有什么关系;某些因地质作用形成的湖光山色在当地有哪些民间 传说 ,在旅游业中起到什么作用等。这些都会增强学生对大自然的兴趣,从而也增强对工程地质的兴趣。
2.培养学生的独立观察能力。科学研究是从观察开始的,工程地质学更是如此,有的人对丰富的地质现象熟视无睹,而有的人则善于观察并有所发现,二者的区别在于对观察的重视不够,观察能力不同。野外实习是培养学生观察能力最具体而有效的方式。做到勤于观察、善于观察。勤于观察是指学生能积极主动地进行独立观察。野外实习时,对欲让学生观察的现象,老师一般都作了预习,心中有数。切实而有效的方法是让学生自己去观察、去发现,老师可通过提示、点拨要观察内容。善于观察是指把看到的不同现象进行对比,找出其本质上的成因联系。实习时老师可给学生示范,抓住两至三个现象深入剖析,学生便可举一反三,掌握思路和方法在此过程中,老师应特别注意鼓励学生提出自己的看法和解释,即使错了也没关系。
3.培养学生的团队协作精神。任何工程都是一个系统工程,都需要团结协作、分工明确,在很多情况下,单靠个人能力已很难完全处理各种错综复杂的问题并采取切实高效的行动,所以团队合作精神的训练也是非常重要的。可以通过地层实测剖面和独立填图阶段训练学生团队合作精神,在进行工作前,需按掌图、记录、定点、测量产状和采集标本等任务分工,对最后成果的整理分析也要采用讨论式的方法上各小组的成员都发表意见,集思广益最终完成图件的绘制,杜绝单打独斗。
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