1、地表流水的地質作用地表流水的地質作用 1. 認識地貌認識地貌 2. 地表水的分類地表水的分類 3. 暫時性流水的地質作用暫時性流水的地質作用 4. 經常性流水的地質作用經常性流水的地質作用 5. 河流的侵蝕作用河流的侵蝕作用 6. 河流的搬運作用河流的搬運作用 7. 河流的沉積作用河流的沉積作用 8. 與河流侵淤作用有關的工程地質問題與河流侵淤作用有關的工程地質問題 9. 河流的開發與整治河流的開發與整治 認識地貌認識地貌 一、地貌學的特征一、地貌學的特征 1.1.地貌的形成地貌的形成 地貌是由兩種原因造成的地貌是由兩種原因造成的: :一是地球的內力作用一是地球的內力作用，二是外力作用。二是外

2、力作用。 地貌是內外營力共同作用的結果，地貌是內外營力共同作用的結果，內力作用內力作用造就地表的造就地表的起伏起伏，外力作用外力作用使使 地表原有的起伏不斷地表原有的起伏不斷降低變緩降低變緩，因此地貌形成過程中的內外營力是一對矛盾。，因此地貌形成過程中的內外營力是一對矛盾。 地貌的形成不僅取決于內外營力作用類型的差異，而且還取決于內外營力過地貌的形成不僅取決于內外營力作用類型的差異，而且還取決于內外營力過 程的對比。程的對比。 地形地形 指地球表面起伏形態的外部特征指地球表面起伏形態的外部特征 在測繪中，地形是地表起伏和地物的在測繪中，地形是地表起伏和地物的 總稱總稱 用等高線繪制出來的地形圖

3、表示用等高線繪制出來的地形圖表示 基本地形：平原、高原、盆地、丘陵、基本地形：平原、高原、盆地、丘陵、 山地山地 地貌地貌 指地殼表面的形態特征、成因、發展指地殼表面的形態特征、成因、發展 和分布規律和分布規律 地貌是在地形的基礎上再深入一步，地貌是在地形的基礎上再深入一步， 是研究地形成因的科學是研究地形成因的科學 分為：流水地貌、巖溶地貌、風力地分為：流水地貌、巖溶地貌、風力地 貌、冰川地貌、海岸地貌等大類貌、冰川地貌、海岸地貌等大類 2. 2. 地貌形態地貌形態 沖溝 沙丘 沖出錐 另一類范圍較大，另一類范圍較大， 包括若干地貌基本包括若干地貌基本 形態的組合體形態的組合體, ,稱稱 為

4、地貌形態組合。為地貌形態組合。 如沖溝、沙丘、沖出錐等，稱為地貌基本形態。如沖溝、沙丘、沖出錐等，稱為地貌基本形態。 二、地貌單元二、地貌單元 （一）山地地貌（一）山地地貌 單面山單面山 豬背山豬背山 斷塊山斷塊山 褶皺山褶皺山 中心式噴發中心式噴發 裂隙式噴發裂隙式噴發 埡口 山坡 地表水的分類地表水的分類： 分為分為暫時性流水地質作用暫時性流水地質作用和和經常性流水地質作用經常性流水地質作用。 此處重點討論暫時性流水和經常性流水地質作用，以及由這些地質作用形此處重點討論暫時性流水和經常性流水地質作用，以及由這些地質作用形 成的堆積物、地貌形態及其特征和工程地質性質。成的堆積物、地貌形態及其

5、特征和工程地質性質。 地表水也稱為地面流水，包括地表水也稱為地面流水，包括片流、洪流片流、洪流和和河流，后兩者也稱為線流。河流，后兩者也稱為線流。 1.暫時性流水：暫時性流水：片流片流、洪流洪流 2.經常性流水：經常性流水：河流河流 地面流水直接流入同一條河流的區域叫地面流水直接流入同一條河流的區域叫流域流域，流域之間的高地稱為分水嶺，流域之間的高地稱為分水嶺， 流域內大大小小的河流匯集成的水網，叫流域內大大小小的河流匯集成的水網，叫水系水系。 線狀水流（洪流和河流）線狀水流（洪流和河流）對地面造成線狀侵蝕，其結果形成線狀伸展的溝槽對地面造成線狀侵蝕，其結果形成線狀伸展的溝槽 及相應的堆積物。

6、其中，由暫時性的線狀水流沖刷地表面形成的溝槽，稱為及相應的堆積物。其中，由暫時性的線狀水流沖刷地表面形成的溝槽，稱為 沖溝沖溝，其堆積物稱為洪積物；而經常性的線狀水流則形成，其堆積物稱為洪積物；而經常性的線狀水流則形成河谷及沖積物河谷及沖積物。 暫時性流水的地質作用暫時性流水的地質作用 1.雨蝕作用：雨蝕作用： 機械作用機械作用(降雨時雨滴以加速度沖擊地面降雨時雨滴以加速度沖擊地面) 化學作用化學作用(雨水的化學溶蝕作用）。雨水的化學溶蝕作用）。 雨蝕作用的強度取決于：雨蝕作用的強度取決于： （1）降雨量和陣雨速度）降雨量和陣雨速度 （2）斜坡坡度與性質，）斜坡坡度與性質， 此外，風向也有此外

7、，風向也有定的關系。定的關系。 2. 片流的地質作用片流的地質作用 片流的地質作用也稱為片流的地質作用也稱為洗刷作用洗刷作用 （坡積物結構松散，孔隙度高，壓縮性大，抗剪強度低，在水中容易崩解。（坡積物結構松散，孔隙度高，壓縮性大，抗剪強度低，在水中容易崩解。 在山區的河谷谷坡和山坡上坡積物廣泛分布，這對基坑開挖、開渠、修路等在山區的河谷谷坡和山坡上坡積物廣泛分布，這對基坑開挖、開渠、修路等 危害很大。在坡積物上修建建筑物時，還危害很大。在坡積物上修建建筑物時，還 應注意地基的不均勻沉降問題。當線路通過坡積物時，應查明其厚度及物理應注意地基的不均勻沉降問題。當線路通過坡積物時，應查明其厚度及物理

8、 力學性質，正確評價建筑物的穩定問題。）力學性質，正確評價建筑物的穩定問題。） 3. 洪流的地質作用：洪流的地質作用： 洪流的地質作用也稱為洪流的地質作用也稱為沖刷作用沖刷作用 （洪流以巨大的機械力猛烈沖刷溝底及溝壁巖石。沖刷作用的強度與氣候、（洪流以巨大的機械力猛烈沖刷溝底及溝壁巖石。沖刷作用的強度與氣候、 地形、地面巖性和植被有關。沖刷作用形成洪積物以及洪積扇，廣泛分布于地形、地面巖性和植被有關。沖刷作用形成洪積物以及洪積扇，廣泛分布于 山間盆地周緣和山前傾斜平原，有時形成泥石流）山間盆地周緣和山前傾斜平原，有時形成泥石流） 1. 1. 坡面流水作用坡面流水作用 細流作用細流作用 片流作用

9、片流作用 片流和細流的地質作片流和細流的地質作 用對工程的影響用對工程的影響 片流和細流的地質作用的工片流和細流的地質作用的工 程處理程處理 （2 2）洪流的地質作用）洪流的地質作用 溝谷侵蝕地貌溝谷侵蝕地貌 洪流洪流 沖溝沖溝 溝谷堆積地貌溝谷堆積地貌 洪積相可分為三個組成部分：洪積相可分為三個組成部分： 扇頂相：扇頂相：礫石組成，含沙透體，有層理，分選性礫石組成，含沙透體，有層理，分選性 較差，磨圓較差。較差，磨圓較差。 扇中相：扇中相：主要由沙，粉砂，亞粘土組成，含細紗主要由沙，粉砂，亞粘土組成，含細紗 透鏡體，有清楚的層理。透鏡體，有清楚的層理。 扇緣相：扇緣相：主要由細的亞粘土，粘土

10、和部分粉砂組主要由細的亞粘土，粘土和部分粉砂組 成，清晰層理，由于地下水的出露，常為干旱地區的成，清晰層理，由于地下水的出露，常為干旱地區的 綠洲所在之地。綠洲所在之地。 （洪積扇）（洪積扇） 2. 2. 河流流水作用河流流水作用 層流層流: :流動的水質點彼此平行的勻速流動的水質點彼此平行的勻速 運動，運動，即上下層水質點沒有交換，即上下層水質點沒有交換，故它很故它很 難對地面的泥沙進行侵蝕。難對地面的泥沙進行侵蝕。 紊流紊流: :流動的水質點做不規則的漩渦運流動的水質點做不規則的漩渦運 動，上下層水質點存在交換。紊流漩渦的動，上下層水質點存在交換。紊流漩渦的 產生是因為產生是因為上下各層水

11、流流速的不同引起，上下各層水流流速的不同引起， 漩渦的出現使得水流具有垂向上的運動分漩渦的出現使得水流具有垂向上的運動分 量，故對水流的侵蝕和搬運作用有重要意量，故對水流的侵蝕和搬運作用有重要意 義。義。 橫向環流：橫向環流：河道水流除向下游運動外，河道水流除向下游運動外， 還存在垂直于主流方向的橫向流動，表層的還存在垂直于主流方向的橫向流動，表層的 橫向水流與底部的橫向水流方向相反，這樣橫向水流與底部的橫向水流方向相反，這樣 在過水斷面上就形成一個在過水斷面上就形成一個閉合的流動系統。閉合的流動系統。 螺旋流：螺旋流：橫向閉合的水流運動橫向閉合的水流運動與縱向與縱向 上的水流運動結合在一起，

12、就形成了一種上的水流運動結合在一起，就形成了一種螺螺 旋狀前進的水流。旋狀前進的水流。 河流流水作河流流水作 用分類用分類 按水流內部按水流內部 結構分結構分 層流層流 紊流紊流 按水流方向按水流方向 分分 橫向環流橫向環流 螺旋流螺旋流 （1 1）河流的侵蝕作用）河流的侵蝕作用 河流在從高處向低處流動過程中，以自身的化學動力河流在從高處向低處流動過程中，以自身的化學動力 （溶解力）和機械動力（水力），并以攜帶的泥沙礫（溶解力）和機械動力（水力），并以攜帶的泥沙礫 石作工具，不斷破壞河床（磨蝕），這個過程叫石作工具，不斷破壞河床（磨蝕），這個過程叫侵蝕侵蝕 作用。作用。 河流的侵蝕作用主要發生

13、于河流的上游。在河流的上河流的侵蝕作用主要發生于河流的上游。在河流的上 游，河床窄、水流急，流域地表的侵蝕游，河床窄、水流急，流域地表的侵蝕( (水土流失水土流失) )和和 河床的侵蝕河床的侵蝕( (下切為主，側向沖刷為輔下切為主，側向沖刷為輔) )都很嚴重。受都很嚴重。受 水流流動方向的影響，水流流動方向的影響， 河流中段的側向淘刷發生在河流的凹岸，而沉積則發河流中段的側向淘刷發生在河流的凹岸，而沉積則發 生在凸岸。生在凸岸。 急流急流：河床坡降大、巖性堅硬不平的河段：河床坡降大、巖性堅硬不平的河段 河水湍急者稱為急流。河水湍急者稱為急流。 瀑布瀑布：是一種明顯跌水的現象，河流凌空：是一種明

14、顯跌水的現象，河流凌空 而下。凡是河床上出現陡坡的地方均可形成爆而下。凡是河床上出現陡坡的地方均可形成爆 布。布。 河流的源頭大多有跌水，那里的下蝕力最河流的源頭大多有跌水，那里的下蝕力最 大，與瀑布后退一樣，河谷因源頭后退而向游大，與瀑布后退一樣，河谷因源頭后退而向游 推進。因此，河流形成之后，河谷內源頭伸長，推進。因此，河流形成之后，河谷內源頭伸長， 這個過程稱為河流的溯流侵蝕。這個過程稱為河流的溯流侵蝕。 河流的溯流（源）侵蝕河流的溯流（源）侵蝕 加拿大尼阿加拉瀑布的后退加拿大尼阿加拉瀑布的后退 由于各條河流的由于各條河流的水量水量、 河源地面河源地面坡度坡度、巖性及構造巖性及構造 等因

15、素的不同，特別是河等因素的不同，特別是河 床縱比降的不同，導致各床縱比降的不同，導致各 河有不同的溯源侵蝕速度。河有不同的溯源侵蝕速度。 當兩條河流向同一分當兩條河流向同一分 水嶺溯源侵蝕時，有可能水嶺溯源侵蝕時，有可能 發生河流發生河流A溯源侵蝕進入溯源侵蝕進入 河流河流B的河谷內，因的河谷內，因A河床河床 比比B河床低，河流河床低，河流A把河流把河流 B的水奪走，這種現象叫的水奪走，這種現象叫 河流襲奪河流襲奪。 河流河流B叫叫斷頭河斷頭河， 河流河流A叫叫襲奪河襲奪河 。 A A A B B B 下蝕作用的極限下蝕作用的極限： 河流下蝕作用不是無止境的，河面下降到趨近海平河流下蝕作用不是

16、無止境的，河面下降到趨近海平 面時，河水不再具有位能差，流動趨向停止，下蝕作面時，河水不再具有位能差，流動趨向停止，下蝕作 用也就停止了。所以，理論上海平面是所有入海河流用也就停止了。所以，理論上海平面是所有入海河流 下蝕作用的極限。我們把下蝕作用的權限稱為侵蝕基下蝕作用的極限。我們把下蝕作用的權限稱為侵蝕基 準面。顯然，海平面是最終侵蝕基準面。但準面。顯然，海平面是最終侵蝕基準面。但侵蝕基準侵蝕基準 面以下可有局部的下蝕作用發生面以下可有局部的下蝕作用發生。 流水的侵蝕方式主要有兩種：流水的侵蝕方式主要有兩種：下切侵蝕（下切或下蝕），下切侵蝕（下切或下蝕）， 側方侵蝕（側蝕）側方侵蝕（側蝕）

17、。 下切侵蝕主要是通過河流侵蝕河床底部巖石，使河床降低。下切侵蝕主要是通過河流侵蝕河床底部巖石，使河床降低。 下蝕作用使河床不斷加深，切刻出一條條槽形凹地，稱河谷。下蝕下蝕作用使河床不斷加深，切刻出一條條槽形凹地，稱河谷。下蝕 作用明顯表現在河流的上游。河流下蝕作用過程中，往往在河床上作用明顯表現在河流的上游。河流下蝕作用過程中，往往在河床上 形成急流和瀑布。形成急流和瀑布。 側方侵蝕主要是河水侵蝕河床兩壁或谷坡，使河床左右遷徙和側方侵蝕主要是河水侵蝕河床兩壁或谷坡，使河床左右遷徙和 谷坡后退的作用，稱河流的側蝕作用。側蝕作用使谷坡麓后退，導谷坡后退的作用，稱河流的側蝕作用。側蝕作用使谷坡麓后

18、退，導 致上部脫落和滑坡，隨使河谷加寬。致上部脫落和滑坡，隨使河谷加寬。 河曲不斷擴大，便形成牛軛湖。河曲不斷擴大，便形成牛軛湖。 側蝕作用使河谷加寬側蝕作用使河谷加寬 側蝕作用塑造河谷的過程：側蝕作用塑造河谷的過程： 河曲的擴大河曲的擴大曲流與截彎取直曲流與截彎取直 下蝕作用與側蝕作用的關系下蝕作用與側蝕作用的關系 下蝕作用和側蝕作用共存于任何河流或河流的任何河段。河水下蝕作用和側蝕作用共存于任何河流或河流的任何河段。河水 對河床巖石下蝕的同時，也對河床兩側巖石進行側蝕。對河床巖石下蝕的同時，也對河床兩側巖石進行側蝕。 由于各地河床的縱比降、巖性、構造等不同，兩種作用的強度由于各地河床的縱比

19、降、巖性、構造等不同，兩種作用的強度 也就不同，或以下蝕為主，或以側蝕為主。也就不同，或以下蝕為主，或以側蝕為主。 如果河流以下蝕作用為主，河谷橫剖面形態呈如果河流以下蝕作用為主，河谷橫剖面形態呈V字形。如果河字形。如果河 流只進行側蝕作用，或以側蝕作用為主，塑造出谷底寬平、橫剖流只進行側蝕作用，或以側蝕作用為主，塑造出谷底寬平、橫剖 面槽形的河谷（面槽形的河谷（U字形）。如下蝕作用和側蝕作用同時等量進行字形）。如下蝕作用和側蝕作用同時等量進行 的話，谷形不對稱。的話，谷形不對稱。 河谷橫剖面形態河谷橫剖面形態 EXIT （2 2）流水的搬運作用）流水的搬運作用 流水在流動過程中攜帶泥沙流水在

20、流動過程中攜帶泥沙 和移動河床礫石移動的作用，和移動河床礫石移動的作用， 稱為流水搬運作用。稱為流水搬運作用。 懸移：如果上舉力大于顆懸移：如果上舉力大于顆 粒在水中的重量，這些顆粒粒在水中的重量，這些顆粒 將懸浮于水中運動。將懸浮于水中運動。 推移：懸運靠紊流維持如果推移：懸運靠紊流維持如果 上舉力小于顆粒在水中的重量，上舉力小于顆粒在水中的重量， 顆粒在水流沖力推動下，或沿河顆粒在水流沖力推動下，或沿河 床滾動，或沿河床滑動。床滾動，或沿河床滑動。 躍移：還有一種中間狀態，躍移：還有一種中間狀態， 就是顆粒在水中的重力與上舉力就是顆粒在水中的重力與上舉力 不相上下，時而重量大于上舉力，不相

21、上下，時而重量大于上舉力， 時而重量小于上舉力，河流在水時而重量小于上舉力，河流在水 流沖力同時作用下跳躍前進。流沖力同時作用下跳躍前進。 幾條河流的溶運量幾條河流的溶運量 河名河名長江長江黃河黃河黑龍江黑龍江錢塘江錢塘江 溶運量（萬噸）溶運量（萬噸）178002018168210 流量（米流量（米3/秒）秒）32620154586001494 溶運量溶運量/流量流量0.541.300.020.14 河河 名名長江長江黃河黃河黑龍江黑龍江錢塘江錢塘江 年輸沙量（百萬噸）年輸沙量（百萬噸）1360490215 流量（米流量（米3/秒）秒）32620154586001494 含沙量（克含沙量（克/

22、米米3）109032200110121 幾條河流的機械搬運量幾條河流的機械搬運量 河流的河流的機械搬運力機械搬運力是指河流機械搬運最大顆粒的能力。是指河流機械搬運最大顆粒的能力。 河流機械搬運物的總重量稱河流機械搬運物的總重量稱機械搬運量機械搬運量。 （3 3）河流的沉積作用）河流的沉積作用 河流的沉積作用特點河流的沉積作用特點 河流沉積物是沉積巖的主要來源之一，沉積巖中有我們不可缺少的能量資源，如石河流沉積物是沉積巖的主要來源之一，沉積巖中有我們不可缺少的能量資源，如石 油、天然氣和煤。油、天然氣和煤。 河流基本上河流基本上不發生不發生化學沉積作用。化學沉積作用。主要是機械沉積作用主要是機械

23、沉積作用，廣泛發生在河流各處。河，廣泛發生在河流各處。河 流發生機械沉積的原因是河流的減量、流速減小，尤其是流速減小，從而使河流的動力流發生機械沉積的原因是河流的減量、流速減小，尤其是流速減小，從而使河流的動力 減小，使河流的搬運能力降低，或者攜帶碎屑物過多，超出河流的飽和搬運最時，多余減小，使河流的搬運能力降低，或者攜帶碎屑物過多，超出河流的飽和搬運最時，多余 的碎屑物就會發生沉積。的碎屑物就會發生沉積。 河流發生機械沉積作用的主要場所有三：河流發生機械沉積作用的主要場所有三： 1.河流匯入其它相對靜止的水體處。河流匯入其它相對靜止的水體處。 2. 河流坡降變緩處。河流坡降變緩處。 3. 河

24、曲的凸岸。河曲的凸岸。 河流機械搬運物的大小或重量，嚴格受流速控制。河流機械搬運物的大小或重量，嚴格受流速控制。 當河流流速逐漸減小時，機械搬運物就按粒徑大小及顆粒形狀或顆粒比重，依次從當河流流速逐漸減小時，機械搬運物就按粒徑大小及顆粒形狀或顆粒比重，依次從 大到小，從重到輕，先后沉積下來，這個過程叫大到小，從重到輕，先后沉積下來，這個過程叫分選沉積作用分選沉積作用。 谷底沉積作用：谷底沉積作用： 其沉積可分為其沉積可分為河床相沉積河床相沉積和和漫灘相沉積漫灘相沉積。 上面是漫灘相沉積層，下面是河床相沉積層的結構，稱上面是漫灘相沉積層，下面是河床相沉積層的結構，稱二元結構二元結構。谷底沉積。谷

25、底沉積 作用塑造出心灘和漫灘地形，心灘俗稱作用塑造出心灘和漫灘地形，心灘俗稱江心洲（沙島）江心洲（沙島）。 山口沉積作用：山口沉積作用： 來自山區的河流，攜帶著大量機械搬運物到山口開闊的平地上，河床坡降明來自山區的河流，攜帶著大量機械搬運物到山口開闊的平地上，河床坡降明 顯減小，水流無地形約束而散開，河流動力大大減小，機械搬運能力迅速降低，顯減小，水流無地形約束而散開，河流動力大大減小，機械搬運能力迅速降低， 導致分選沉積作用猛烈進行。沉積流在山口堆積成半圓錐形地貌，稱為導致分選沉積作用猛烈進行。沉積流在山口堆積成半圓錐形地貌，稱為沖積錐沖積錐。 大河流出山口平地堆積成扇形，叫沖積扇。大河流出

26、山口平地堆積成扇形，叫沖積扇。 河口沉積作用：河口沉積作用： 河口沉積物組成河口沉積物組成三角洲三角洲。三角洲是在特殊水文條件和泥沙條件下發育的，由。三角洲是在特殊水文條件和泥沙條件下發育的，由 頂積層、前積層、底積層和基巖頂積層、前積層、底積層和基巖組成。組成。 三角洲的形成條件三角洲的形成條件：（：（1）河流機械搬運量大。（河流機械搬運量大。（2）近河口海水（或湖水）近河口海水（或湖水） 淺。（淺。（3）無強大的波浪或潮流。）無強大的波浪或潮流。 基巖基巖底積層底積層 前積層前積層 頂積層頂積層 沖積物及其特征：沖積物及其特征： 河流沉積的碎屑物質統稱沖積物。它們是各種粒度的礫石、砂、河流

27、沉積的碎屑物質統稱沖積物。它們是各種粒度的礫石、砂、 粉砂和粘土。粉砂和粘土。 沖積物具有與河流動力性質密切相關的特征：沖積物具有與河流動力性質密切相關的特征： （1）清晰的層理。）清晰的層理。 單層常延伸不遠，在短距離內變薄而消失，呈側向尖滅現象。單層常延伸不遠，在短距離內變薄而消失，呈側向尖滅現象。 （2）大礫石的最大扁平面，以大約）大礫石的最大扁平面，以大約1030度的角度傾向上游，度的角度傾向上游， 并且在同一層中彼此依靠，排列成疊瓦狀。并且在同一層中彼此依靠，排列成疊瓦狀。 （3）分選性良好。）分選性良好。 （4）磨圓度較好甚至良好。）磨圓度較好甚至良好。 （5）沖積物全為機械碎屑，

28、常含有有用礦物。）沖積物全為機械碎屑，常含有有用礦物。 河床相砂層內部構造河床相砂層內部構造 EXIT 與河流侵淤作用有關的工程地質問題與河流侵淤作用有關的工程地質問題 1. 與河流侵蝕有關的工程地質問題與河流侵蝕有關的工程地質問題 橋渡工程中的橋渡工程中的墩臺基礎的穩定安全墩臺基礎的穩定安全問題：問題： 當河床由松散沖積物組成，墩臺基礎砌置較淺，或未采用特殊的人工基當河床由松散沖積物組成，墩臺基礎砌置較淺，或未采用特殊的人工基 礎，在水流作用下墩臺將失去穩定性，可能造成整座橋梁工程的傾斜破壞。礎，在水流作用下墩臺將失去穩定性，可能造成整座橋梁工程的傾斜破壞。 其主要任務是預測水流對地基的最大

29、沖刷深度，為保證墩臺基礎的穩定其主要任務是預測水流對地基的最大沖刷深度，為保證墩臺基礎的穩定 安全，應砌置在最大沖刷深度以下。因此，水流最大沖刷深度的確定，是安全，應砌置在最大沖刷深度以下。因此，水流最大沖刷深度的確定，是 關系到橋渡工程安全穩定和經濟合理的重要課題關系到橋渡工程安全穩定和經濟合理的重要課題 phh 1 m U U phh 0 1 2 包達柯夫公式：包達柯夫公式： 其中：其中：h1為一般沖刷深度（沖刷后河床深度），為一般沖刷深度（沖刷后河床深度），h為沖刷前河床深為沖刷前河床深 度，度，p為沖刷系數。為沖刷系數。 其中：其中：U1為河流天然平均流速，為河流天然平均流速，U0為組

30、成河床的土粒的允許為組成河床的土粒的允許 流速，流速，m為指數。為指數。最大沖刷深度最大沖刷深度h=h1+h2 局部沖刷深度計算公式：局部沖刷深度計算公式： 2. 與河流淤積作用有關的工程地質問題：與河流淤積作用有關的工程地質問題： 這用值得指出的是這用值得指出的是地上懸河地上懸河，它是平原河流的一種特殊類型。所謂地上懸河，它是平原河流的一種特殊類型。所謂地上懸河， 是指河床高于其兩岸地面的河流。據研究，地上懸河的形成必須同時具備三個是指河床高于其兩岸地面的河流。據研究，地上懸河的形成必須同時具備三個 基本條件：河水中拋帶著大量的敏感土粒；河水中有相當大部分為敏感水流；基本條件：河水中拋帶著大

31、量的敏感土粒；河水中有相當大部分為敏感水流； 河流具有足夠廣闊可能被泛濫的而積。與河流淤積作用有關的工程地質問題以河流具有足夠廣闊可能被泛濫的而積。與河流淤積作用有關的工程地質問題以 水庫淤積較為典型水庫淤積較為典型，其影響也較深遠。，其影響也較深遠。 水庫淤積的形式，有水庫淤積的形式，有壅水淤積壅水淤積和和異重流淤積異重流淤積兩種。兩種。 攜帶泥沙的河流進入水庫董水段后，泥沙擴散到全斷面，隨著水流搬運能力攜帶泥沙的河流進入水庫董水段后，泥沙擴散到全斷面，隨著水流搬運能力 沿流程降低，泥沙沉積于庫底，并形成上游粗下游細，有規律分布的三角洲，沿流程降低，泥沙沉積于庫底，并形成上游粗下游細，有規律

32、分布的三角洲， 這就是這就是壅水淤積壅水淤積。 水庫壅水淤積三角洲示意圖水庫壅水淤積三角洲示意圖 異重流淤積異重流淤積多發生于多細粒泥沙河流中。當水庫水流含沙量高，并多發生于多細粒泥沙河流中。當水庫水流含沙量高，并 有足夠的流速時，渾水潛入清水下面，沿庫底向下游繼續運動，并有足夠的流速時，渾水潛入清水下面，沿庫底向下游繼續運動，并 可一直運行到壩前，在回流作用下使水庫變渾，細土粒緩緩落于庫可一直運行到壩前，在回流作用下使水庫變渾，細土粒緩緩落于庫 底。如果及時開啟大壩排沙底空閘門，異重流淤積物能隨水排出庫底。如果及時開啟大壩排沙底空閘門，異重流淤積物能隨水排出庫 外。外。 水庫異重流淤積示意圖

33、水庫異重流淤積示意圖 3. 軟土地基軟土地基 在軟土地基層開挖沉基坑，必然會引起基坑的穩定問題與基底的隆在軟土地基層開挖沉基坑，必然會引起基坑的穩定問題與基底的隆 起問題。起問題。由于基坑土體的挖除，支撐結構可能在單側土壓力作用下產由于基坑土體的挖除，支撐結構可能在單側土壓力作用下產 生過大變形而失去穩定。基坑也有可能因土體的抗剪強度不足喪失穩生過大變形而失去穩定。基坑也有可能因土體的抗剪強度不足喪失穩 定；也會因基底下過大的承壓水作用造成基底上鼓現象；在沙地層中，定；也會因基底下過大的承壓水作用造成基底上鼓現象；在沙地層中， 還要防止由于管涌引起的基坑失穩，對基坑隆起的研究是現代深基坑還要防

34、止由于管涌引起的基坑失穩，對基坑隆起的研究是現代深基坑 工程控制環境影響的結果。工程控制環境影響的結果。 要保證深基坑工程的安全可靠和盡量少影響舊的建筑物和底下構筑物，要保證深基坑工程的安全可靠和盡量少影響舊的建筑物和底下構筑物， 就必須以以下幾個方面加以研究：就必須以以下幾個方面加以研究：1.地基土卸荷地基土卸荷再加載的變形特性，再加載的變形特性， 以及土壤的蠕變，應力松弛特性。以及土壤的蠕變，應力松弛特性。2.支撐結構的變形機理。支撐結構的變形機理。3.基坑的隆基坑的隆 起規律。起規律。4.基坑的失穩現象及演算方法。基坑的失穩現象及演算方法。5.支撐結構的邊形，基底隆起支撐結構的邊形，基底

35、隆起 和地表沉降之間的關系。和地表沉降之間的關系。6.地基的加固的效應。地基的加固的效應。 淤泥和淤泥質土是第四紀后期形成的海濱相，三角洲相，湖泊相等的淤泥和淤泥質土是第四紀后期形成的海濱相，三角洲相，湖泊相等的 粘性土沉積。粘性土沉積。這種土大部分是飽和的，且含有有機質，其天然含水量這種土大部分是飽和的，且含有有機質，其天然含水量 大于液限，空隙比大于大于液限，空隙比大于1。當天然空隙比大于。當天然空隙比大于1.5時，稱為淤泥。天然空時，稱為淤泥。天然空 隙比大于隙比大于1小于小于1.5的粘土和粉質粘土分別稱為的粘土和粉質粘土分別稱為淤泥質土及粉質粘土淤泥質土及粉質粘土。 在工程上，常把淤泥

36、和淤泥質土簡稱為軟土。在工程上，常把淤泥和淤泥質土簡稱為軟土。 常根據地基土的排水條件和加荷的時間長短，采用不同的排水條件進行常根據地基土的排水條件和加荷的時間長短，采用不同的排水條件進行 試驗以取得抗剪強度指標。試驗以取得抗剪強度指標。 在軟土地基上修建建筑物，必須重視地基變形和穩定性問題。在軟土地基上修建建筑物，必須重視地基變形和穩定性問題。 對一般淺基礎而言，軟土地基的容許承載力約為對一般淺基礎而言，軟土地基的容許承載力約為6080KG/m2。因此，。因此， 如過不作任何處理，一般不能承受較大荷載，否則軟土地基就有可能出現如過不作任何處理，一般不能承受較大荷載，否則軟土地基就有可能出現

37、局部剪切乃至整體滑動的危險。局部剪切乃至整體滑動的危險。 此外，軟土地基上建筑物的沉陷量和不均勻沉降也是比較大的。如果上此外，軟土地基上建筑物的沉陷量和不均勻沉降也是比較大的。如果上 部結構各部分荷載差異較大，建筑物的體形又比較復雜且土層又不均勻時，部結構各部分荷載差異較大，建筑物的體形又比較復雜且土層又不均勻時， 將會引起較大的不均勻沉降。將會引起較大的不均勻沉降。沉降量過大和沉降時間過長沉降量過大和沉降時間過長，都會給建筑物，都會給建筑物 設計標高的確定和建筑物內設備的安裝帶來麻煩，而不均沉降還可能造成設計標高的確定和建筑物內設備的安裝帶來麻煩，而不均沉降還可能造成 建筑物開裂或嚴重影響建

38、筑物的使用。建筑物開裂或嚴重影響建筑物的使用。 在軟土地基上的建筑物往往會出現地基強度和變形不能滿足設計要求的在軟土地基上的建筑物往往會出現地基強度和變形不能滿足設計要求的 問題，因而需要采取措施，進行地基處理，以提高軟弱地基強度，保證地問題，因而需要采取措施，進行地基處理，以提高軟弱地基強度，保證地 基的穩定，降低地基壓縮性，以減少基礎沉降和不均勻沉降。基的穩定，降低地基壓縮性，以減少基礎沉降和不均勻沉降。 地基改良的目的是提高地基強度和減少變形。地基改良的目的是提高地基強度和減少變形。 但需注意，但需注意，有的情況下強度提高了，變形卻沒有減少。即當強度充分發揮有的情況下強度提高了，變形卻沒

39、有減少。即當強度充分發揮 時，發生了相當大的變形，從而引起鋼結構或砼結構發生破壞，影響使用。時，發生了相當大的變形，從而引起鋼結構或砼結構發生破壞，影響使用。 另外還需注意：另外還需注意：在已改良的地基土和未改良的地基土交接面處，由于土受在已改良的地基土和未改良的地基土交接面處，由于土受 干擾，強度較差，存在軟弱層，因此，滑動面可能會通過此處。干擾，強度較差，存在軟弱層，因此，滑動面可能會通過此處。 軟弱土地基處理方法大致可分為：軟弱土地基處理方法大致可分為：硬壓夯實、換土墊層、排水固結、振硬壓夯實、換土墊層、排水固結、振 動及擠密以及化學加固五動及擠密以及化學加固五類。類。 軟土地基的各種處

40、理方法中，以堆載預壓法最簡單。如果堆載用的軟土地基的各種處理方法中，以堆載預壓法最簡單。如果堆載用的 土料能夠既低廉又運輸方便的話，可謂是一種穩妥的地基處理方法。軟土料能夠既低廉又運輸方便的話，可謂是一種穩妥的地基處理方法。軟 粘土中的水分，由于受荷載作用而被擠出，土的密度增加，從而強度提粘土中的水分，由于受荷載作用而被擠出，土的密度增加，從而強度提 高，壓縮性降低。假如能輔以砂井或深井排水措施，那么預壓加固效果高，壓縮性降低。假如能輔以砂井或深井排水措施，那么預壓加固效果 會更好，固結時間可大大縮短。會更好，固結時間可大大縮短。 然而，作為預壓用的土料未必很便宜和易于得到。因此，在上部結然而

41、，作為預壓用的土料未必很便宜和易于得到。因此，在上部結 構設計時，必須考慮結構物能夠承受某程度的均勻沉降和不均勻沉降，構設計時，必須考慮結構物能夠承受某程度的均勻沉降和不均勻沉降， 預有基礎的殘余沉降特別大的情況，對上部結構尚需采取特殊措施。預有基礎的殘余沉降特別大的情況，對上部結構尚需采取特殊措施。 EXIT 河流的開發與整治河流的開發與整治 （一）河流的全面開發治理（一）河流的全面開發治理 既要考慮各部門的要求，又要考慮流域的氣象、水文、地質、水利和既要考慮各部門的要求，又要考慮流域的氣象、水文、地質、水利和 水害情況，對全流域進行綜合勘察，制定出綜合開發治理方案。水害情況，對全流域進行綜

42、合勘察，制定出綜合開發治理方案。 （二）河流的局部治理（二）河流的局部治理 （1）河流侵蝕作用的治理）河流侵蝕作用的治理 防治措施分為兩種：一為加固河岸，另一為改變沖刷地段的水流方向防治措施分為兩種：一為加固河岸，另一為改變沖刷地段的水流方向 和速度。屬于第一類的工程措施有拋石、草皮護坡、護岸墻等。和速度。屬于第一類的工程措施有拋石、草皮護坡、護岸墻等。 屬于第二類的有導流堤、丁壩等導流建筑物。屬于第二類的有導流堤、丁壩等導流建筑物。 導流堤與丁壩導流堤與丁壩 （2）河流淤積作用的防治）河流淤積作用的防治 A人工挖掘人工挖掘; B改變水流速度和方向改變水流速度和方向 例如我國古代的都江堰引水例

43、如我國古代的都江堰引水 工程。工程。 都江堰引水工程示意圖都江堰引水工程示意圖 河流沉積作用與人類活動的關系河流沉積作用與人類活動的關系 人類自古以來逐水而居，世界上絕大部分重要城鎮，無不坐落在江河人類自古以來逐水而居，世界上絕大部分重要城鎮，無不坐落在江河 的兩岸。隨著城市建設和工農業生產的發展，對河流改造利用，以至于盲的兩岸。隨著城市建設和工農業生產的發展，對河流改造利用，以至于盲 目的干擾變的越來越多。河流通過調整作用，對此自然會作出相應的反應。目的干擾變的越來越多。河流通過調整作用，對此自然會作出相應的反應。 城市建成以后，鄉村風光一變而成為有鋪面的道路，大片的不透水屋頂城市建成以后，

44、鄉村風光一變而成為有鋪面的道路，大片的不透水屋頂 和蛛網密布的排洪管道，地面的入滲率，徑流的模式和匯流時間都和以前大和蛛網密布的排洪管道，地面的入滲率，徑流的模式和匯流時間都和以前大 不一樣了。由于排洪溝管化和地面鋪蓋，洪峰流量加大，形成時間提前。這不一樣了。由于排洪溝管化和地面鋪蓋，洪峰流量加大，形成時間提前。這 樣的清水進入下游河道以后，可能通過塌岸使河槽擴大。樣的清水進入下游河道以后，可能通過塌岸使河槽擴大。 河漫灘土地平坦，水源豐富，從發展建設來說有很多有利條件。由于特河漫灘土地平坦，水源豐富，從發展建設來說有很多有利條件。由于特 大洪水出現的機遇較小，在經過長期的中枯水時期后，洪水的

45、威脅在人們的大洪水出現的機遇較小，在經過長期的中枯水時期后，洪水的威脅在人們的 記憶中逐漸被沖淡了，在缺乏統一規劃的情況下，城市建設會不斷向灘地發記憶中逐漸被沖淡了，在缺乏統一規劃的情況下，城市建設會不斷向灘地發 展，蠶食河流的一部分行洪通道。這樣，在一旦發生特大洪水以后就會造成展，蠶食河流的一部分行洪通道。這樣，在一旦發生特大洪水以后就會造成 很大損失。很大損失。1982年四川省洪災之所以比較嚴重，在一定程度上就是因為在利年四川省洪災之所以比較嚴重，在一定程度上就是因為在利 用灘地過程中，增加了很多阻水建筑物的緣故。用灘地過程中，增加了很多阻水建筑物的緣故。1973年美國密西西比河特大年美國

46、密西西比河特大 洪水，從水位看相當于二百年一遇，而從流量看，應該只相當于三十年一遇，洪水，從水位看相當于二百年一遇，而從流量看，應該只相當于三十年一遇， 其差別就是由于人為阻水工程所造成的。其差別就是由于人為阻水工程所造成的。 3. 3. 河谷地貌河谷地貌 河流在地面上沿著狹長的谷地流動，此谷地稱河流在地面上沿著狹長的谷地流動，此谷地稱河谷。河谷。 （1 1）河谷要素：）河谷要素：由小的地貌單元構成，主要有：由小的地貌單元構成，主要有： 谷底：谷底：是河谷的最低部分，地勢一般比較平坦。是河谷的最低部分，地勢一般比較平坦。 谷坡：谷坡：是高出于谷底的河谷兩側的坡地。是高出于谷底的河谷兩側的坡地。

47、 河床：河床：是經常性水流所占據的河道。是經常性水流所占據的河道。 河漫灘：河漫灘：河床兩側高出平均水位之上而常被洪水河床兩側高出平均水位之上而常被洪水 淹沒，枯水期又露出水面的平坦開闊地帶稱河漫灘。淹沒，枯水期又露出水面的平坦開闊地帶稱河漫灘。 河曲：河曲：婉蜒曲折的一段河道，婉蜒曲折的一段河道， 其凹岸被沖蝕，凸岸沉積。其凹岸被沖蝕，凸岸沉積。 牛軛湖：牛軛湖：隨著河曲的發展，隨著河曲的發展， 河道發生截彎取直，河流改道時河道發生截彎取直，河流改道時 棄置的一段舊河曲稱牛軛湖。棄置的一段舊河曲稱牛軛湖。 階地階地 海岸地貌海岸地貌 凍土地貌凍土地貌 風沙地貌風沙地貌 雅丹地貌雅丹地貌 沙丘

48、鈣化而成的石濤谷白沙漠位于埃及西部法拉法拉綠洲 風沙地貌風沙地貌 新月形沙丘新月形沙丘 風沙地貌風沙地貌 黃土地貌黃土地貌 黃土地貌黃土地貌 暫時性流水的地質作用暫時性流水的地質作用 1.雨蝕作用：雨蝕作用： 機械作用機械作用(降雨時雨滴以加速度沖擊地面降雨時雨滴以加速度沖擊地面) 化學作用化學作用(雨水的化學溶蝕作用）。雨水的化學溶蝕作用）。 雨蝕作用的強度取決于：雨蝕作用的強度取決于： （1）降雨量和陣雨速度）降雨量和陣雨速度 （2）斜坡坡度與性質，）斜坡坡度與性質， 此外，風向也有此外，風向也有定的關系。定的關系。 2. 片流的地質作用片流的地質作用 片流的地質作用也稱為片流的地質作用也

49、稱為洗刷作用洗刷作用 （坡積物結構松散，孔隙度高，壓縮性大，抗剪強度低，在水中容易崩解。（坡積物結構松散，孔隙度高，壓縮性大，抗剪強度低，在水中容易崩解。 在山區的河谷谷坡和山坡上坡積物廣泛分布，這對基坑開挖、開渠、修路等在山區的河谷谷坡和山坡上坡積物廣泛分布，這對基坑開挖、開渠、修路等 危害很大。在坡積物上修建建筑物時，還危害很大。在坡積物上修建建筑物時，還 應注意地基的不均勻沉降問題。當線路通過坡積物時，應查明其厚度及物理應注意地基的不均勻沉降問題。當線路通過坡積物時，應查明其厚度及物理 力學性質，正確評價建筑物的穩定問題。）力學性質，正確評價建筑物的穩定問題。） 3. 洪流的地質作用：洪流的地質作用： 洪流的地質作用也稱為洪流的地質作用也稱為沖刷作用沖刷作用 （洪流以巨大的機械力猛烈沖刷溝底及溝壁巖石。沖刷作用的強度與氣候、（洪流以巨大的機械力猛烈沖刷溝底及溝壁巖石。沖刷作用的強度與氣候、 地形、地面巖性和植