第三章水的地质作用地表水.ppt

第三章第三章 水的地质作用水的地质作用海水海水 97.41%淡水淡水 2.59%自然界中的水存在形式自然界中的水存在形式自然界的水循环自然界的水循环1.1.定义：定义：水循环是指自然界的水在水圈、大气圈、岩石圈、生物水循环是指自然界的水在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈等四大圈中通过各个环节连续运动的过程。圈等四大圈中通过各个环节连续运动的过程。2.2.类型类型 （1 1）海陆间循环海陆间循环 （2 2）内陆间循环内陆间循环 （3 3）海上内循环海上内循环是指海洋水与陆地水之间通过一系列过程所进行的相互是指海洋水与陆地水之间通过一系列过程所进行的相互转换运动。这种循环又称为大循环。转换运动。这种循环又称为大循环。使得陆地上的水不断得到补充，水资源得以再生。使得陆地上的水不断得到补充，水资源得以再生。（1）海陆间循环）海陆间循环海洋海洋水汽输送水汽输送地表径流地表径流蒸发蒸发大陆大陆地下径流地下径流水汽水汽下渗下渗降水降水 降落到大陆上的水，其中一部降落到大陆上的水，其中一部分或全部（指内流区域）通过分或全部（指内流区域）通过陆面、水面蒸发和植物蒸腾陆面、水面蒸发和植物蒸腾形形成水汽，被气流带到上空，冷成水汽，被气流带到上空，冷却凝结形成降水，仍降落到大却凝结形成降水，仍降落到大陆上，这就是陆上，这就是内陆循环内陆循环。（2）内陆循环）内陆循环蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸腾蒸发蒸发 就是海洋面上的水就是海洋面上的水蒸发成水汽蒸发成水汽，进入大气后在海洋，进入大气后在海洋上空凝结，形成降水，又降到海面。上空凝结，形成降水，又降到海面。海上内循环海上内循环海洋海洋蒸发蒸发降水降水自然界的水循环自然界的水循环1.1 1.1 概述概述u 地面流水地面流水指陆地表面流动着的液态水指陆地表面流动着的液态水 在重力作用下，沿地表在重力作用下，沿地表从高处向低处从高处向低处流动流动 主要来自大气降水，其次来自冰雪融水和地下水主要来自大气降水，其次来自冰雪融水和地下水地表水地表水暂时性地面流水暂时性地面流水 长期性地面流水长期性地面流水 面流：面流：顺斜坡无固定流道的、面状流动 的细小流水 洪流：洪流：低洼的沟谷中呈线状流动的暂时 性地面流水 河流：河流：具有一定河道的长期性地面流水1 地表水的地质作用地表水的地质作用是一种季节性、间歇性流水，主要来源为大气降是一种季节性、间歇性流水，主要来源为大气降水，所以一年中有时有水、有时干枯水，所以一年中有时有水、有时干枯是一年中流水不断，水量虽然随着季节发生变化，是一年中流水不断，水量虽然随着季节发生变化，但不会干枯无水但不会干枯无水地表水的地质作用地表水的地质作用u 侵蚀作用侵蚀作用地表水对地表水对地面的洗刷作用地面的洗刷作用、对、对沟谷及河谷的冲刷作用沟谷及河谷的冲刷作用，均不断地使，均不断地使原有地面遭到破坏原有地面遭到破坏后果：后果：地面大量水土流失、冲沟发展，引起河谷斜坡滑塌、河岸坍地面大量水土流失、冲沟发展，引起河谷斜坡滑塌、河岸坍塌等各种不良地质现象和工程地质问题塌等各种不良地质现象和工程地质问题u 搬运作用搬运作用地表水把地面被破坏的破碎物质带走的现象地表水把地面被破坏的破碎物质带走的现象后果：后果：被破碎物质覆盖的新地面暴露出来，为新地面的进一步破坏被破碎物质覆盖的新地面暴露出来，为新地面的进一步破坏创造了条件。同时，搬运作用为沉积作用准备了物质条件创造了条件。同时，搬运作用为沉积作用准备了物质条件u 沉积作用沉积作用当地表水当地表水流速降低流速降低时，部分物质不能被继续搬运而沉积下来的现象时，部分物质不能被继续搬运而沉积下来的现象沉积作用是地表水对地面的一种建设作用沉积作用是地表水对地面的一种建设作用1.2 1.2 暂时流水的地质作用暂时流水的地质作用 是大气降水后短暂时间内在地表形成的流水是大气降水后短暂时间内在地表形成的流水 雨季是它发挥作用的主要时间，特别是在强烈的集中暴雨季是它发挥作用的主要时间，特别是在强烈的集中暴雨后，它的作用特别显著，往往造成较大灾害雨后，它的作用特别显著，往往造成较大灾害一一 淋滤作用及残积层淋滤作用及残积层u 淋滤作用淋滤作用 大气降水渗入地下的过程中，渗流水不仅能把附近大气降水渗入地下的过程中，渗流水不仅能把附近细小细小破碎物质带走破碎物质带走，还能把周围岩石中，还能把周围岩石中易溶成分溶解带走易溶成分溶解带走，从而使地表附近岩石逐渐失去其完整性、致密性，这个从而使地表附近岩石逐渐失去其完整性、致密性，这个过程称为过程称为淋滤作用淋滤作用u 残积层残积层 残留在原地的、未被冲走，又不易溶解的松散物质残留在原地的、未被冲走，又不易溶解的松散物质残积层的特征残积层的特征 松散破碎物质的破碎程度松散破碎物质的破碎程度随深度的增加而减小随深度的增加而减小，并逐渐过渡，并逐渐过渡到基岩风化带到基岩风化带 其成分与下伏基岩成分密切相关其成分与下伏基岩成分密切相关 厚度与当地地形、降水量、水中化学成分等多种因素有关厚度与当地地形、降水量、水中化学成分等多种因素有关 具有较大的具有较大的孔隙率孔隙率、较高的、较高的含水量含水量，作为建筑物地基时，强，作为建筑物地基时，强度较低度较低工程地质问题：工程地质问题：（1 1）建筑物地基产生不均匀沉降，原因为）建筑物地基产生不均匀沉降，原因为土层厚度、组成成土层厚度、组成成分、结构及物理力学性质分、结构及物理力学性质变化大，均匀性差，孔隙度较大变化大，均匀性差，孔隙度较大（2 2）出现建筑物沿基岩面或某软弱面的滑动等不稳定问题，）出现建筑物沿基岩面或某软弱面的滑动等不稳定问题，原因为原因为原始地形变化大，岩层风化程度不同原始地形变化大，岩层风化程度不同二二 洗刷作用及坡积层洗刷作用及坡积层l 洗刷作用洗刷作用 大气降水沿地表流动的部分，在汇入洼地或沟谷之前大气降水沿地表流动的部分，在汇入洼地或沟谷之前沿着整个山坡坡面漫流，把覆盖在坡面上的风化破碎沿着整个山坡坡面漫流，把覆盖在坡面上的风化破碎物质洗刷到山坡坡脚处，这个过程称为物质洗刷到山坡坡脚处，这个过程称为洗刷作用洗刷作用l 坡积层坡积层 在坡脚处形成新的沉积层在坡脚处形成新的沉积层位于山坡坡脚处，其厚度变化较大位于山坡坡脚处，其厚度变化较大多由碎石和粘性土组成，其成分与下伏基岩无关，与多由碎石和粘性土组成，其成分与下伏基岩无关，与山坡山坡上部基岩成分上部基岩成分有关有关从山坡上部到坡脚从山坡上部到坡脚搬运距离较短搬运距离较短，因此，其层理不明显，因此，其层理不明显，碎石棱角清楚碎石棱角清楚具具分选现象分选现象；下部多为碎石、角砾土；上部多为粘性土；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。作为建筑物地基强度很差土层厚度变化大。作为建筑物地基强度很差工程地质问题：工程地质问题：建筑物不均匀沉降建筑物不均匀沉降沿下卧残积层或基岩面滑动沿下卧残积层或基岩面滑动坡积层的特征坡积层的特征三三 冲刷作用及洪积层冲刷作用及洪积层u 冲刷作用冲刷作用 地表水逐渐向地表水逐渐向低洼沟槽低洼沟槽中汇集，水量渐大，携带的泥沙中汇集，水量渐大，携带的泥沙石块也渐多，侵蚀能力加强，使沟槽向更深处下切，同石块也渐多，侵蚀能力加强，使沟槽向更深处下切，同时时沟槽不断加宽沟槽不断加宽，这个过程称为，这个过程称为冲刷作用冲刷作用u 洪积层洪积层 洪流所携带的大量泥砂石块被搬运到一定距离后沉积下洪流所携带的大量泥砂石块被搬运到一定距离后沉积下来的物质来的物质 洪流携带大量泥沙、石块到沟口，由于坡度减小，洪流无洪流携带大量泥沙、石块到沟口，由于坡度减小，洪流无侧壁约束，水流分散，动能迅速减弱，所搬运的碎屑物在沟侧壁约束，水流分散，动能迅速减弱，所搬运的碎屑物在沟口大量沉积，形成扇形堆积地貌。口大量沉积，形成扇形堆积地貌。1 冲沟冲沟第一阶段是形成细沟第一阶段是形成细沟第二阶段，以强烈的下蚀作用为主第二阶段，以强烈的下蚀作用为主 第三阶段是使谷底逐渐变缓，同时冲沟的岸坡逐渐第三阶段是使谷底逐渐变缓，同时冲沟的岸坡逐渐塌落，形成天然稳定的坡度塌落，形成天然稳定的坡度 位于沟谷进入位于沟谷进入山前平原、山间盆地、流入河流处山前平原、山间盆地、流入河流处成分较复杂，由沟谷上游汇水区内的岩石种类决定成分较复杂，由沟谷上游汇水区内的岩石种类决定具分选性具分选性；常具不规划的交替层理构造，并具有夹层、尖；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、厚度缩性低；远山地带，洪积物颗粒较细、成分较均匀、厚度较大较大工程地质问题：工程地质问题：洪积土一般可作为良好的建筑地基，但应注意洪积土一般可作为良好的建筑地基，但应注意中间过渡地中间过渡地带可能地质较差带可能地质较差，因为粗碎屑土与细粒粘性土的透水性不，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体洪积层的特征洪积层的特征1.3 1.3 河流的地质作用河流的地质作用一一 河流的侵蚀、搬运和沉积作用河流的侵蚀、搬运和沉积作用1 侵蚀作用侵蚀作用212EQv下蚀作用下蚀作用侧蚀作用侧蚀作用向下切割河床，破坏河底向下切割河床，破坏河底向河岸方向侵蚀，使河流变宽、变弯，向河岸方向侵蚀，使河流变宽、变弯，破坏原有河岸破坏原有河岸按侵蚀作用的方向：按侵蚀作用的方向：河流侵蚀作用的能力河流侵蚀作用的能力河水动能河水动能E Emsm sQv3河水流量（/），流速（/）（1）下蚀作用）下蚀作用 河流下蚀切割河床，使河床变深河流下蚀切割河床，使河床变深 下蚀的强弱与流速、流量的大小，以及组成河床的下蚀的强弱与流速、流量的大小，以及组成河床的物质有关物质有关下蚀作用的结果下蚀作用的结果峡谷地貌峡谷地貌差异下蚀作用的结果差异下蚀作用的结果 由于由于河水惯性离心力河水惯性离心力的作用，使河水冲向弯曲河床的的作用，使河水冲向弯曲河床的凹岸，造成凹岸，造成凹岸被侵蚀凹岸被侵蚀。而。而凸岸水流的泥沙就会沉积凸岸水流的泥沙就会沉积，在，在凸岸河水携带河床不断加宽，河曲的曲度变大，形成凸岸河水携带河床不断加宽，河曲的曲度变大，形成蛇曲蛇曲（2）侧蚀作用）侧蚀作用侧蚀作用侧蚀作用河曲河曲u河曲河曲 侧蚀不断进行，受侧蚀不断进行，受冲刷的河岸逐渐变冲刷的河岸逐渐变陡、坍塌，使河岸陡、坍塌，使河岸向外凸出，相对一向外凸出，相对一岸向内凹进，使河岸向内凹进，使河流形成连续的左右流形成连续的左右交替的弯曲交替的弯曲河谷的演变过程河谷的演变过程初期：初期：下蚀作用为主，河下蚀作用为主，河谷横剖面呈谷横剖面呈V V字型字型中期：中期：下蚀减弱，侧蚀下蚀减弱，侧蚀加强，河谷出现连续的加强，河谷出现连续的河湾河湾成熟期：成熟期：侧蚀为主，河侧蚀为主，河谷横剖面呈槽型。谷横剖面呈槽型。牛轭湖的形成过程牛轭湖的形成过程 河流的蛇曲地段，弯曲程度很大，某些河湾之间非常接河流的蛇曲地段，弯曲程度很大，某些河湾之间非常接近，只隔一条狭窄地段，到了近，只隔一条狭窄地段，到了洪水季节洪水季节，洪水能冲决这，洪水能冲决这一狭窄地段，河水经由一狭窄地段，河水经由新冲出的距离短、流速大的河道新冲出的距离短、流速大的河道流动流动，残余的河曲两端逐渐淤塞，残余的河曲两端逐渐淤塞 时间上时间上，河，河流发育的早期流发育的早期以以下蚀作用下蚀作用为主，为主，随着坡度减小，随着坡度减小，逐渐转为以逐渐转为以侧蚀侧蚀作用作用为主。为主。空间上，空间上，河河流的上游流的上游以下蚀以下蚀作用为主作用为主，河流，河流的下游的下游以侧蚀作以侧蚀作用为主用为主。下蚀作用与侧蚀作用的关系下蚀作用与侧蚀作用的关系2 搬运作用搬运作用物理搬运物理搬运化学搬运化学搬运物质主要为泥砂石块物质主