《城市地质灾害》PPT课件.ppt

第四章 城市地质地貌,4-1城市地质,地质环境与人类的关系 地质条件与城市建设 影响城市建设的主要地质因素 城市地质灾害,一、地质环境是城市发展的基础,1、地质环境(geological environment):是指地球表面以下的坚硬地壳层。 地质环境引起的变化是多方面的，既有地表结构的变化，又有岩石和其他矿物等物质成分的变化。 地表结构的变化可以产生直观效果而物质成分的变化则往往不易被察觉。,一、地质环境是城市发展的基础,2.人类及其他生物与地质环境关系的主要表现： 地质环境是人类和其他生物的栖息场所和活动空间 地质环境向人类提供矿产和能量 人类对地质环境的影响随着现代技术水平的提高而愈来愈大,人类活动对地质环境的影响,工程荷载 在附加荷载作用下，地质体中的应力产生重新分布，使岩土介质发生变形，当变形发展到一定程度时岩土会产生破坏。 爆破及工程振动 工程施工中采用的爆破法施工及工程运营中所产生的工程振动，会导致除开挖岩土体以外的地质体破坏、松动，使地质体的结构状态和特性受到相应影响，导致地质体的稳定性下降。 岩土开挖卸荷 地面开挖改变地形地貌，常引起边坡失稳、水土流失，改变地面径流；地下开挖不仅可导致严重的地面塌陷和边坡失稳，而且将剧烈改变地下水的径流，成为地下水排泄和污染的通道。,岩土回填和废弃物堆积 岩土回填指矿山或大型工程外围将地下、地表开挖的岩土或矿石、废渣堆积成山丘。固体垃圾的堆放等则属于废弃物堆积，它们对地质环境的影响主要表现为地形、地表径流的改变，造成次生泥石流和滑坡，污染水土，侵蚀耕地，破坏植被，造成次生风沙和沙漠化。 流域调节 地表蓄水、调水及地下流体的抽汲、回灌 影响主要是：地表水体造成的塌岸和库岸再造，水库滑坡，水库诱发地震，土地沼泽化、盐渍化，此外，地下水过量开采会造成大范围地面沉降，水质污染，岩溶塌陷，海水入侵，以及地震活动加剧等严重环境问题。,人类活动对地质环境的影响,二 地质条件与城市建设,城市地质稳定性 地质安全性、 地质找水,二 地质条件与城市建设,1、城市地质稳定性 (1)高度稳定地段，任何外力都不能破坏的地段 (2)不稳定地段 (3)高度不稳定地段或者十分危险地段 2、城市地质安全性,二 地质条件与城市建设,3、城市地质基础 城市建设应选择地质条件好，岩层承压力强，抗剪抗压力强的 4、城市地下水供水条件,三、影响城市建设的主要地质因素,工程地质条件 水文地质条件 地质构造 地壳升降活动,三、影响城市建设的主要地质因素,1、工程地质条件城市开发建设中必须考虑的各种岩层或土层的工程地质性质、软弱土层的埋藏深度和厚度、地下水位埋深和建筑工程适宜程度等 地质基础涉及到承载力的问题，会影响到地基施工条件及建筑物的安全。 城市建设要求上覆土壤及下部的堆积和岩层（地基）能够支承建筑物。 选择最佳的建筑地质基础是城市开发的先决条件。,三、影响城市建设的主要地质因素,地下水的存在形式、含水层厚度、埋深、矿化度、硬度、水温及动力等条件会影响城市建设的施工和建筑物的安全。 探明地下水资源对城市选址、确定工业建设项目以及城市规模等均有重要意义 地下水的过量开采会改变城市地下水文地质条件，造成地面下沉 建筑物所要求的地下水埋深,2、水文地质条件,三、影响城市建设的主要地质因素,3、地质构造 查明断裂构造的各种特性，对制定正确的城市发展规划，防治和减少城市地貌灾害显然是十分重要的。 4、地壳升降活动地壳物质沿着地球半径方向进行的上升或下降运动，是一种缓慢的构造运动 引起海进海退；引起水陆变迁，沧海桑田；引起海岸侵蚀，洪涝灾害，风暴潮等 l 近代局部地貌形态形成，与近万年来地壳的大面积升降有关。 l 城市防洪涝，防风暴潮设施需要相应加强。,四、 城市地质灾害,城市地质灾害（geological disaster）:是地壳动力地质作用及岩石圈表层在大气圈、水圈、生物圈相互作用和影响下，是城市的生态环境和人类生命及财富遭受损失的现象。 包括： 地震灾害、崩滑流灾害、地面变形灾害、开挖工程灾害、水土流失灾害、风沙尘暴灾害、海平面上升灾害 1996年10月，“国际减灾日”的主题是“城市化与灾害”，中国把上海，临汾，宝鸡三座城市作为减灾试验区,四、 城市地质灾害,(一) 地震 1、几个概念 地震是一种自然地质现象，是地壳自然快速颤动，应力突然释放引起地壳运动。 地球也有象脉搏那样的连续不断的振动，叫做脉动。脉动都以周期相近，振幅变化不大的波动系列出现。有时地球表面突然山崩地裂，河川倒流，房屋倒塌，电线扯断，有时常在地面造成隆起和沉陷，这种突然快速的颤动就是地震。 地球上每天都在发生地震，一年约有500万次。其中约5万次人们可以感觉到；能造成破坏的约有1000次；7级以上的大地震平均一年有十几次。,四、 城市地质灾害,震源 震中 震级 烈度,震级的计算是取距震中100KM处由标准地震仪记录的 地震波的最大振幅的对数值,(一) 地震,按震级大小分： 7级和7级以上的 ，称为大震； 7级以下、5级以上的地震称为强震或中强震； 5级以下、3级以上的，称为小震； 3级以下、1级以上的称弱震和微震 小于1级的称为超微震,震级反映地震本身的大小，只跟地震释放的能量多少有关， 能量越大，震级就越大；震级相差一级，能量相差约30倍,一般而言，震级越大，烈度就越大。同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。 影响烈度的因素，除了震级、震中距外，还与震源深度、地质构造和地基条件等因素有关。 我国将地震烈度划分为12度 3度：少数人有感，仪器能记录到； 4-5度：睡觉的人会惊醒，吊灯摆动； 6度：器皿倾倒，房屋轻微损坏； 7-8度：房屋破坏，地面裂缝； 9-10度：桥梁、水坝损坏、房屋倒塌，地面破坏严重； 11-12度：毁灭性的破坏。,烈度：地震对某一地区的影响和破坏程度称地震烈度,2、地震带的分布 地震发生较多又比较强烈的地带，叫地震带。 世界主要有两大地震带： 一是环太平洋地震带，包括南北美洲太平洋沿岸和从阿留申群岛、堪察加半岛、日本列岛南下至我国台湾省，再经菲律宾群岛转向东南，直到新西兰。释放能量占全球地震释能量的76%； 二是喜马拉雅-地中海地震带，从印度尼西亚经缅甸到我国横断山脉、喜马拉雅山区，越过帕米尔高原，经中亚细亚到地中海及其附近地区，释放能量占全球地震释放能量的24%。我国处在世界上两大地震带之间，大陆地震约占世界大陆地震的三分之一。,板块碰撞点都是地震的多发区,四、 城市地质灾害,（一）地震 3、地震对城市的危害 a. 地震灾害：是地壳任何一部分迅速运动的一种形式，是地球内部经常发生的一种自然现象，是人们的感觉和通过仪器能够觉察到的地面运动。 b.地震是城市面临的第一大天灾 强烈的地震会造成大面积房屋倒塌，工程设备破坏，人畜伤亡，交通阻断；而且时常伴随者山崩地陷，诱发火山、海啸、泥滑流及城市火灾等一系列此生灾害。,四、 城市地质灾害,（一）地震 3、我国城市地震隐患 l我国是地震多发国之一，地震活动分布区域广、位于地震区域上的重要城市多。 l城市系统原有的抗震设防水准低，存在很大隐患。,四、 城市地质灾害,（一）地震 4、城市防震：从控制地震；地震预报；抗震防灾三方面开展工作 l 避免在强震区建设城市。 l 按照用地的设计裂度及地质、地形情况，安排相宜的城市设施。 l 对易于产生次生灾害的城市设施，要先期安置合适地位。 l 抗震时的安全需要安排各种疏散避难的通道和场所。 l 保护好城市重点工程设施。,地震是城市面临的第一大天灾， 是城市环境使居民遭受最致命打击的城市灾害。 杀伤杀死城市居民的既是地震本身， 也是人们自己建造的建筑物，但绝大多数的人是死于后者。,地震将大地撕裂时,不要靠近此处,建筑物外墙和窗户最易倒塌地震时不要靠,桥梁下面不要去，上面不要停,地震往往还会引起 许多“次生”灾害， 如在水库附近， 应尽快向高处转移。,四、 城市地质灾害,（二）崩滑流灾害 l 崩塌、滑坡、泥石流灾害是城市灾害比较严重的地质灾害之一，属于外动力地质灾害或外动力作用下形成的岩石圈灾害。 l 对人类具有多种危害：导致人员伤亡，破坏城市、矿山、企业、学校、公路、航道、水库等各种工程设施，破坏土地资源和生态资源。 l 我国中西部地区大部分城市处于崩滑流灾害,2003年7月20日,日本九州地区暴雨引发泥石流和山体滑坡,14人死亡,四、 城市地质灾害,（三）地面变形灾害 1、地面变形灾害包括：地面沉降、地面塌陷和地面裂缝。广泛分布于城镇、矿区、铁路沿线。 2、地面沉降活动始于20世纪20年代（个别沿海城市） 50年代以后明显发展， 70年代急剧发展 目前中国发生沉降活动的城市达70多个，明显成灾的30多个。最大沉降量达2.6米。,沈阳营口； 天津沧州德州滨州东营潍坊； 徐州商丘开封郑州上海； 上海无锡常州镇江； 太原侯马运城西安； 宜兰台北台中云林嘉义屏东,、 上海市从1921年发现地面下沉开始，到1965年止，最大的累计沉降量已达2.63米，影响范围达400平方公里。有关部门采取了综合治理措施后，市区地面沉降已基本上得到控制。从19661987年22年间。累计沉降量36.7毫米，年平均沉降量为1.7毫米。 天津市 从19591982年间最大累计沉降量为2.15米。1982年测得市区的平均沉降速率为94毫米。目前，最大累计沉降量已达2.5米，沉降量100毫米以上的范围已达900平方公里。,太原市 经1979年、1980年、1982年三次在市区600平方公里范围的测量，发现沉降量大于200毫米的面积有254平方公里，大于1000毫米的沉降区面积达7.1平方公里。 宁波、常州、苏州、无锡、嘉兴、杭州、台湾的屏东、彰化、云林、嘉义、台中和台北等6个县（市），均发生了不同程度的地面沉降。,西安国展中心北门口地面塌陷导致地砖裂缝,裂缝从门前 穿过让居民感到不安,四、 城市地质灾害,3.中国城市地面塌陷的原因： 1) 开采地下矿产资源引起塌陷 2）表面岩溶活动引起塌陷,四、 城市地质灾害,（四）开挖工程灾害 l 工矿企业工程建设过程中产生了一大批城市，如抚顺、大庆、鞍山、焦作、包头、攀枝花、徐州、平顶山等 l 城市周围矿产资源开发和隧道等工程建设中经常发生突水、突泥、冲击地压、冒顶、煤瓦斯突出、煤层自燃、井巷热害、矿震等灾害。由此造成人员伤亡，设备和工程破坏、资源冻结。,2003年7月1日，上海轨道交通4号线(浦东南路至南浦大桥)区间隧道浦西联络通道发生渗水，随后出现大量流沙涌入，引起地面大幅沉降,四、 城市地质灾害,五） 水土流失灾害 l水土流失灾害：是土壤在外力（风、水等）的作用下，被剥蚀搬运和沉积，由于它的作用发生缓慢，平时觉察不到，等到看出来时往往已经造成巨大损失 “静悄悄的危机”和“爬行性的灾难” 影响因素 气候、地形、土壤种类和植被覆盖会影响水土流失的发生 最主要的因素：人类不合理利用土壤、破坏植被。,四、 城市地质灾害,(六） 沙尘暴灾 l 风沙尘暴是威胁城市安全的灾害性自然现象，和人类活动密切相关。,冬末春季发生大范围的沙尘暴后，受强风扬起的沙尘，遮蔽了当地日照，能见度甚至为零，超强的沙尘暴又称为黑风暴。 沙尘暴主要发源于沙漠化的地区，土质松软、地面干燥、地表没有植被。一旦在大范围空气很不稳定及地面风速很大条件下，很容易将地表沙尘吹起，进入空气中而形成沙尘天气。,中国西北方的沙尘可东移到日本、韩国及10000公里外的夏威夷，往南可影响到台湾、香港，甚至达菲律宾，影响范围相当辽阔。,沙尘天气分为浮尘、扬沙、沙尘暴三类： 浮尘：悬浮在大气中的沙或土壤粒子，使水平能见度小于10公里的天气现象； 扬沙：风将地面沙尘吹起，使空气相当混浊，水平能见度在110公里以内的天气现象； 沙尘暴：强风将地面尘沙吹起，使空气很混浊，水平能见度小于1公里的天气现象；当水平能见度小于500米时，为强沙尘暴。 研究显示，沙漠地区的沙尘为地球中悬浮粒子的主要来源，单是撒哈拉沙漠的沙尘即占了全球大气中25%的悬浮微粒量。我国西北地区位于中亚沙漠区中，世界四大沙漠区排第二位(中非、中亚、北美、 澳大利亚)，西北区沙尘对东亚的大气环境影响不容忽视。,沙尘暴发生的条件为： 地表性质：土质松软、干燥、无植被或草木生长及没有积雪。 气象条件：强烈而持久的地面风、垂直不稳定的气象条件及没有降雨降雪天气现象。,四、 城市地质灾害,(六） 海平面上升灾害 l 全球气候变暖。过去100年，全球平均气温上升0.150.45，海平面上升1020厘米。 l 海平面上升给沿海城市带来一系列灾害 a) 影响城市供水。海水入侵，阻碍排水 b) 阻碍城市防洪。 c) 滨海城市旅游业受危害,沙滩损失,4-2 城市地貌环境,城市地貌：城市所在地区的各种地貌实体，是叠加在其他地貌单元的一种局地性的地貌环境。,主要内容,一、地貌环境与城市建设 二、城市地貌的类型和特点 三、城市自然地貌要素 四、绘制城市地貌图,一、地貌环境与城市建设,(一)、 城市化引起的地貌过程的变化 1 流水作用过程的变化： 人工铺设的地面取代及破坏了天然植被和土体表面，改变城市的水文过程，城市流水侵蚀和沉积地貌作用发生变异 2 重力作用过程的变化： 人工切坡 坡顶增载 坡地建筑等破坏了力的平衡，降低了抗剪抗压强度 3 喀斯特地貌过程的变化,(二)、地貌环境对城市开发建设的影响 城市地貌环境以城市居民为中心的各种地貌要素，是城市所在地区的各种地貌实体,(二) 地貌环境对城市开发建设的影响 1 地貌部位与城市分布 城市分布的主要地貌部位 l 河流汇合处： l 河谷阶地 l 平原或盆地底部： l海滨 岛屿对外通航方便,中国不同海拔高度城市分布统计,中国城市阶梯分布统计,不同地貌部位城市分布的具体情况,河流汇合处：天津 武汉 上海 广州 重庆 河谷阶地 兰州 福州 吉林 太原 长沙 平原或盆地底部 沈阳 哈尔滨 贵阳 台北 滨海 岛屿,2 地貌形态结构与城市布局 影响城市区位条件、布局、地域结构 影响城市形状的形成和发展 影响城市空间分区、布局、结构 影响城市发展规划和景观风格 影响城市土地资源种类、分布,案例：,江西九江、安徽芜湖等沿大河一侧形成的城市，多成带状，城市主干道与河道平行 广州 “背山” “通海” “卧田”，沿珠江形成带状组团式结构,(二)、地貌环境对城市开发建设的影响 3 城市坡度与城市开发建设 4 地面组成物质与城市开发建设,一、地貌环境与城市建设,(三)、地貌对城市生态环境的影响 1 影响城市水文水资源 2 影响城市土地类型 3 影响城市垃圾场的选址,垃圾填埋场对地貌条件的要求,有较大面积的场地以满足能在较长时期进行填埋的需要，但不占过多良好城市宜用地 尽可能利用天然地形条件 避开易发生灾害的地区 填埋场底部与地下水位应有1.5m以上的距离,二、城市地貌的类型和特点 （一）自然成因地貌,自然成因地貌：是指那些几乎不受人类活动影响的地貌体，属于覆盖全球的构造地貌、为宏观的大中型地貌体。 是经自然营力的长期作用。,二、城市地貌的类型和特点 （一）自然成因地貌,分类: 按形态分：低山、丘陵、台地、阶地、盆地、冲击平原、冲积扇、河漫滩、沙洲、礁石、坳沟等。 按构造分：水平和近水平构造、褶皱、构造、背斜构造、单斜构造等。 按组成物质分为：砂岩、页岩、碎屑岩、碳酸盐岩、砾岩，泥岩、花岗岩等,（二）人工成因地貌,人工成因地貌：人工堆积和剥蚀的地貌实体。 分类：按成因与形态结合 1. 以人力为主建造的房屋，高12 m组成物质以砖木或砖混凝土为主。 2. 以人力为主建造的公路、桥、涵、土填石砌，以土，石为主。 3. 人工建造的平整场地，（广场等），组成物质：泥土，沙石、混凝土。 4. 人工挖掘的负地貌，四壁用土石条石垒砌（水库，游泳池等） 5. 半机械建造的中层房屋，高1225m，砖石，混凝土为主,（二）人工成因地貌,6. 半机械建造的公路等 7. 半机械建造的桥梁。 8. 大型机械建造的高层房屋，25m以上，或中层的重型厂房，钢铁、混凝土为主 9. 大型机械建造的大型桥梁 10. 铁路、火车站、隧道等。混凝土，钢铁为主,（二）混合成因地貌,混合成因地貌：人工地貌叠加在自然地貌上是城市地貌组成的主要特征 常见沿江筑堤建坝，建排水沟渠，建造水库和引水工程等,三、