第8章 河流地質(zhì)作用140331

工程地質(zhì)學(xué)河流地質(zhì)作用⒈河流的地質(zhì)作用（侵蝕作用、搬運過作用、沉積作用）河谷的組成谷坡谷底河床河漫灘被常年水流或經(jīng)常性洪水淹沒的河谷部分（下部常有階地）

侵蝕作用按作用性質(zhì)分為機械侵蝕化學(xué)侵蝕按作用部位分為下蝕作用側(cè)蝕作用侵蝕作用之下蝕作用指：河流對河床基巖的撞擊、磨蝕、溶解，主要發(fā)生于河流的上游段，強弱決定于巖石的軟硬、含砂量、流速下蝕作用極限位置

?海平面（稱為基本或永久侵蝕基準面）?主流對支流、河流入湖泊、水庫的匯入口（稱為暫時或局部侵蝕面）向源侵蝕指：河谷形成后，河谷有向源頭發(fā)展增長河谷長度的趨勢尼亞加拉大瀑布瀑布后退沖蝕洼地形成的地質(zhì)條件巖層軟硬相間Hydraulicactionistheprocesswherebytheforceofthefastflowingwaterintheriverbreaksrocksanddragsthemawayfromthebedandbanksofariver.Whenwaterfromfastmovingriversentersthecracksinrocks,theforceitexertsbreakstherocksintofragments.Anexamplewouldbetheformationofaplungepoolattheendofawaterfall.產(chǎn)狀近于水平黃河壺口瀑布侵蝕作用之側(cè)蝕作用指：河水環(huán)流對側(cè)岸的掏蝕作用，主要發(fā)生于河流的中、下游段作用過程形成牛軛湖凹岸沖刷、掏空、跨落長江萬州段河岸，何鵬攝于2002年3月凸岸堆積河谷彎曲截彎取直DEVELOPMENTOFANOXBOWLAKEWhenaneckofameanderingriverisfinallycutoff,theriver'sflowisdivertedthroughthecutoff.Theabandonedmeanderloopisleftasanoxbowlake.Throughtime,andparticularlyduringtimesofflood,sedimentswillinfilltheoxbowlakedepression.Eventually,thelakewillchangetoaswampormarsh,andthentoalow,loopinglandsurface(meanderscar).

請體會山區(qū)、平原河流不同的侵蝕作用類型河流侵蝕作用對工程建筑物的影響?下蝕作用的影響

成綿高速公路最長大橋——石亭江大橋面臨嚴重安全隱患。因采砂船在大橋下游200米控制區(qū)內(nèi)進行采砂挖石作業(yè)，致使大橋基礎(chǔ)底部已被掏空。昨(19)日，記者在現(xiàn)場看到：采砂船仍在瘋狂采砂。

成綿高速廣漢石亭江大橋全長396米，橋面寬24.5米，13孔，最大孔跨徑30米。成綿高速公司的一份報告顯示，從去年底以來，他們便發(fā)現(xiàn)有采砂船擅自進入石亭江大橋下游200米的公路控制區(qū)內(nèi)，不斷進行違法采砂挖石作業(yè)。目前，石亭江大橋河床標高比原標高降低1米多，致使大橋承臺底部被掏空，橋樁基礎(chǔ)上部裸露。隨著采砂挖石的繼續(xù)，將直接導(dǎo)致大橋基礎(chǔ)承載力下降；如遇洪水，大橋甚至有被江水沖毀的危險。?側(cè)蝕作用的影響AsectionofEmeryCrossingRoadinClarksvilleisslidingdownthebankalongtheOhioRiver.Thecollapsedroadisnearanew$1.7millionbridgethatispartoftheOhioRiverGreenway.

經(jīng)與會專家現(xiàn)場評估及初步分析，沙口外坦塌坡事故的原因主要有四方面，但河道演變是影響岸坡穩(wěn)定的主要原因。與會專家認為，河道演變是影響岸坡穩(wěn)定的主要原因，而河道上進行的工程建設(shè)等人類活動亦對河道流態(tài)發(fā)生影響。因此，本次崩岸毀屋事件是一場自然災(zāi)害，在某種意義上也是人與水爭地所造成的后果。廣東11棟房屋坍塌事故原因查明河流地質(zhì)作用之搬運作用搬運分為機械搬運化學(xué)搬運機械搬運的方式滑動滾動跳躍懸浮—懸移質(zhì)推移質(zhì)二者相互轉(zhuǎn)換的條件是流速機械搬運的控制因素流量、流速自然地理狀況(植被坡度地質(zhì)條件等)河流地質(zhì)作用之沉積作用當(dāng)?shù)匦纹露葴p小或搬運物質(zhì)增加或流速減小時，河流的搬運能力下降，所攜帶的沖積物在適當(dāng)?shù)牡攸c沉積下來的作用。指：主要沉積場所河流入海處MississippiRiverdeltaMouthoftheYellowRiverTheheavyloadofsedimentscarriedbytheYangtzeRiverintotheEastChinaSeacoloredthewatersalongtheChinesecoastlinelightbrownonApril12,2002.河流入湖（水庫）處三峽工程葛洲壩工程三峽工程最主要的場所支流入干流處河流的中、下游段黃河下游地上懸河段河流的凸岸沉積規(guī)律上游沉積較粗下游沉積較細對水工建筑的利弊淤積河床影響航運水庫淤積影響庫容及閘門、渠道的使用淤積的砂石是良好的水工建筑材料2.山區(qū)河谷地貌寬谷和峽谷斷面特征寬谷：斷面為梯形，又稱為“U”形河谷三峽大壩下游2000m處左岸何鵬攝于2002年3月峽谷：斷面為“V”字形錦屏Ⅰ級壩址區(qū)何鵬攝于2003年7月分布特征相間交替分布“U”形寬谷和“V”形峽谷何鵬攝于美國加州PiruCreek，2009年5月17日峽谷位于堅硬巖石區(qū)，如長江三峽的三個峽谷段寬谷位于巖性較軟弱區(qū)或古冰川遺址區(qū)何鵬攝于美國加州優(yōu)塞美地國家公園，2009年8月21日“U”形古冰川谷“U”形現(xiàn)代冰川谷何鵬攝于飛往西藏林芝的航班上，2010年4月11日發(fā)育條件強烈的地殼運動（地殼上升，水力坡度加大）軟、硬巖石交替分布（如長江三峽）橫穿背、向斜相間分布區(qū)（如嘉陵江小三峽）嘉陵江小三峽平面示意圖1—瀝鼻峽背斜；2—澄江鎮(zhèn)向斜；3—溫塘峽背斜；

4—北碚向斜；

5—觀音峽背斜冰川的磨蝕作用Repeatedglaciationserodedvalleys,steepenedgranitewalls,andsculptedmanyofthedramaticlandformsweseetoday.(3millionto20,000yearsago)Asthelastmajorglaciermeltedandreceded,YosemiteValleyfilledwithwaterandsediment,turningtheValleyfloorintoashallowlake.Thelakeeventuallyfilledwithsediment,creatingaflatvalleyfloor.(20,000to10,000yearsago)Theextensiveworkofglaciersisvisiblethroughoutthepark.Waterfallsleapfromhangingvalleys.Rockfallsfromtheglacially-steepenedcliffswidentheValley.(10,000yearsagotopresent)何鵬攝于美國加州優(yōu)塞美地國家公園，2009年8月對稱谷和不對稱谷河流順向斜、背斜軸部或地塹軸部發(fā)育河流流經(jīng)塊狀或厚層狀巖體易形成對稱谷河流順單斜或斷層走向發(fā)育（易形成不對稱谷）3.山區(qū)河床地貌山區(qū)河床地貌的最大特征：不平整巖坎和石灘軟硬交替巖層水流差異侵蝕(軟巖的沖刷強于硬質(zhì)巖)巖坎的成因瀑布的形成條件——巖坎高度大于水深石灘基巖石灘（穩(wěn)定，是良好的閘、壩地基）三峽工程壩址區(qū)中堡島基巖石灘第一階段（1993-1997年）：施工準備及一期工程，工期為5年。利用中堡島修建一期土石圍堰圍護右岸叉河。一期基坑內(nèi)修建導(dǎo)流明渠和混凝土縱向圍堰。同時，在左岸岸坡修建臨時船閘。江水及船舶仍從主河槽通過。第二階段（1998-2003年）：二期工程，工期為6年。修建二期上下游橫向圍堰，與混凝土縱向圍堰形成二期基坑。進行河床泄洪壩段、左岸電站壩段和左岸電站的建設(shè)。同時，在左岸修建永久通航建筑物。二期導(dǎo)流期間，江水經(jīng)導(dǎo)流明渠下泄，船舶經(jīng)導(dǎo)流明渠或臨時船閘通行。第三階段（2004-2009年）：三期工程，工期為6年。修建三期碾壓混凝土圍堰，攔斷導(dǎo)流明渠。水庫蓄水至135米高程。左岸電站及永久船閘開始投入運行。三期圍堰與混凝土縱向圍堰形成三期基坑，基坑內(nèi)修建右岸大壩和電站。三期導(dǎo)流期間，江水經(jīng)由泄洪壩段的永久深孔和22個臨時導(dǎo)流底孔下泄，船舶經(jīng)雙線五級船閘通行。三峽工程樞紐布置示意圖堆積石灘（不穩(wěn)定，易滲漏）深槽和深潭對水工建筑的影響不利于建筑物的布置不利于基坑的開挖不利于壩基的穩(wěn)定和防滲成因：軟弱結(jié)構(gòu)面和其交匯處由于抗風(fēng)化能力弱而導(dǎo)致河流沖刷的不均一而形成河曲發(fā)育時宜于建造引水式電站（以低壩獲取大落差）水能資源豐富（落差大）水力優(yōu)勢4.河流階地位于一般洪水位以上，古河谷所構(gòu)成的沿河平臺，一般保存在凸岸。指：何鵬攝于四川省青川縣，2006年10月河流階地河流階地何鵬攝于西昌市德昌縣，2006年8月階地形態(tài)構(gòu)成階地面階坡階地的前、后緣階地的坡腳階地的物質(zhì)構(gòu)成河漫灘相（上部）長江萬州段河岸漫灘及河床堆積物何鵬攝于2002年3月河床相（中部）階地的物質(zhì)構(gòu)成何鵬攝于西昌市德昌縣，2006年8月階地的物質(zhì)構(gòu)成何鵬攝于西昌市德昌縣，2006年8月基座（下部）階地物質(zhì)的二元結(jié)構(gòu)階地的度量高度：平水期的水面至階面的鉛直距離級數(shù):從下向上算,位置越高,形成年代越久,級數(shù)越大穩(wěn)定的大地構(gòu)造環(huán)境（側(cè)蝕和堆積---河谷擴寬）第一階段：階地的形成地殼上升構(gòu)造變動劇烈（河流下切---階地形成）第二階段：階地類別堆積階地下部：巖體基座發(fā)育于地殼上升顯著山區(qū)上部：沖積物侵蝕階地（發(fā)育于山區(qū)河谷，是良好的壩肩、地基巖體）基座階地上疊階地(后期下切深度、側(cè)蝕及堆積規(guī)模減小)內(nèi)疊階地(后期下切深度相同,但堆積作用減弱)階地的工程地質(zhì)性質(zhì)①階地是良好的沿河城鎮(zhèn)建設(shè)場地（土地肥沃，易于取水）②級數(shù)愈高的階地其形態(tài)保留愈不完整③河床相堆積物顆粒粗大，承載力較高（特別是高級數(shù)階地）④將其用作壩肩、地基介質(zhì)時應(yīng)注意滲漏問題⑤將其用作渠系系統(tǒng)流經(jīng)地時也要注意滲漏問題

5.河谷地貌和壩址選擇壩址選擇應(yīng)注意宜選在河谷較窄地段，總體是：寬---窄---寬盡可能地避開沖溝、巖坎和深潭岸坡規(guī)整、對稱（尤其是對拱壩）總體原則以地質(zhì)條件為主在地質(zhì)條件相似的情況下再從地貌角度考慮AerialviewofLakeHodgesreservoir

AerialviewoftheElCapitandamandreservoirAerialview,SwiftReservoirandSwiftDam.在蘇格蘭西北部的LochMonar湖和雙曲拱形的混凝土大壩

從西興拉往下到帕隆藏布匯入口之間，河道長不過20余公里，但卻是整個大峽谷中最為險峻和奇特的河段。在這段河床平均坡降達到9.6‰。在西興拉往下藏布巴東瀑布群出現(xiàn)的2.9公里河段，河床坡降竟達到千分之75.6的極值。在這樣短的距離內(nèi)河床還作好幾處的急拐彎，有S形的拐彎，有直角狀的拐彎。甘洛縣小型引水式發(fā)電站何鵬攝于西昌甘洛縣，2005年8月埃塞俄比亞芬恰水電站主要建筑物布置圖攔水壩發(fā)電廠房，海拔約1650米引水隧洞壓力鋼管Finchaa鎮(zhèn)，海拔約2200米調(diào)壓井Aftershocks

Aftershocksareearthquakesthatfollowthelargestshockofanearthquakesequence.Theyaresmallerthanthemainshockandwithin1-2faultlengthsdistancefromthemainshockfault.Aftershockscancontinueoveraperiodofweeks,months,oryears.Ingeneral,thelargerthemainshock,thelargerandmorenumeroustheaftershocks,andthelongertheywillcontinue.ErodingtheChannelArivererodesitssidesandbed.Erodingthesides,whichwidensthechanneliscalledlateralerosion.Erodingthebed,whichdeepensthechanneliscalledverticalerosion.Theamountoferosionwhichtakesplacedependsontheenergyoftheriver.Whenariverhasgreaterenergy,ithasmorepowertoerode.

Thefourrivererosionalprocessesresultintheformationthesefeatures.

AbrasionorCorrasionAbrasionorCorrasionhappenswhenrocksandotherloadcarriedbyariverisusedtogrindagainstthesidesandbedoftheriverchannel.Thisgrindingactionwidensanddeepensthechannel.

AttritionAttritionisthecollidingofrockfragmentsandothermaterialsinthewateragainsteachother.Thefragmentsarebrokenintosmallerpiecesandbecomesmootherandmoreroundedintheprocess.

Solution/CorrosionSolutionistheprocessbywhichwaterintheriverdissolvessolublemineralsandcarriesthemawayinsolution.Thisisalsoknownascorrosion.Forexample,whenariverflowsthroughalimestonearea,iterodesthelimestonebyreactingchemicallywiththecalciumcarbonateintherockanddissolvingthemineral.HydraulicactionHydraulicactionistheprocesswherebytheforceofthefastflowingwaterintheriverbreaksrocksanddragsthemawayfromthebedandbanksofariver.Whenwaterfromfastmovingriversentersthecracksinrocks,theforceitexertsbreakstherocksintofragments.Anexamplewouldbetheformationofaplungepoolattheendofawaterfall.Potholesareholesintheriverbedformedbycorrosion.Theyvaryinsizefromafewcentimeterstoseveralmetersindiameter.Pebblescarriedbytheriverareswirledaroundontheriverbed.Thisactionerodestherockontheriverbedformingpotholes.Overtime,theymaywidenandjoinwithotherpotholestoformlargerpotholes,andthewholeriverbedisdeepened.

Rapidsareaseriesofveryshortandfastfallsofwateralongapartofariver.Whenariverflowsoveranareaofalternatingbandsofresistantandlessresistantrocks,thelessresistantrocksareerodedfaster.Thisresultsintheriverfallinginaseriesofstepscreatedbythebandsofmoreresistantrockstoformrapids.

WaterfallsandplungepoolsAWaterfallisasuddenfallofwaterfromagreatheight.Thewaterplungesdownalmostverticallywithgreatvelocity.Waterfallscanbeformedintwoways,eitherduetodifferentresistanceofrocksorbecauseoffaulting.Whenarivermovesfromanareaofmoreresistantrocktolessresistantrock,thelessresistantrockswillerodemorerapidly.Thiswillresultinachangeinthegradientoftheriverandovertime,awaterfallmaydevelop.Sometimesadeeppoolknownasaplungepoolalsodevelopsatthebottomofthewaterfall.Itisformedastheriverplungesandhitsthebottomwithgreatforce.Theforceoftheplungingwater,togetherwiththeswirling