水文地质实习报告.doc

含水率实验仪器简介一、快速土壤水分测定仪TZS-I 1、产品简介:土壤水分速测仪也称为便携式土壤水分速测仪、快速土壤水分仪、快速土壤水分测定仪、专业用于快速测定土壤水分。2、水分速测仪仪器型号：TZS-1型 快速土壤水分仪与快速土壤水分测定仪 便携式土壤水分速测仪各型号区别：型号TZS-I型TZS型TZS-II型直接测量显示土壤水分含量值，有数据存储功能（2000组）RS-232通讯接口与计算机通讯，可与计算机连接将数据导出，软件具有存储、打印功能（软件赠送）。具有TZS所有功能外，增加了GPS定位功能。在测试土壤含水率的同时，可以测定测点的精确信息（经度、纬度），可随时显示采样点的位置信息，并可将位置和水分、组数等信息存储到主机内，也可通过计算机导出。具备显示、存储、通讯等功能，并可在计算机中对水分分布进行分析。 3、土壤水分仪 快速土壤水分仪 快速土壤水分测定仪原理： 仪器发射一定频率的电磁波，电磁波沿探针传输，到达底部后返回，检测探头输出的电压，由于土壤介电常数的变化取决于土壤的含水量，由输出电压和水分的关系则可计算出土壤的含水量。 4、土壤水分速测仪参数： 水分单位：%测试范围：0-100% 测试时间：2秒测试的绝对误差：2%相对百分误差：3% 土壤水分探头工作温度：-1070水分探头尺寸：不锈钢探针：80mm长；探头总长：205mm 标准电缆长度：1700mm(可按客户需要定做，最长可至100米) 水分存储数据：2000组 净重：1kg 电源：4节5号电池 可选件：测量地下深层土壤水分时建议使用土钻中文名称：含水率 其他名称：含水量 纤维材料及其制品的含水重量与干燥重量的差数对其含水重量的百分率。 土体中水的质量与土颗粒质量之比，以百分率表示。 5、操作步骤：(1)开关机：按“电源”键开机，LCD显示“TZS水分测量仪/浙江托普仪器”；再次按“电源”键关机。(2)测量：正确连接传感器，按“测量”键进行测量，一起开始测量，仪器开始自动测量，显示水分数据。液晶屏显示：其中00:00为就秒计时器；Rec：0000为已存储的记录条数；0.0V/V为体积比的水分含量值。注意：由于温度、系数出事等因素，开机时水分值可能会显示1.0。测试前按“清除”键使初始值回到0.0 (3)保存数据：按“保存”键，仪器减测量结果保存到存储器中。（4）查看数据：按“显示”键，按“”键和“”键进行翻页查看保存在存储器中的数据。（5）清除数据：先按“显示”键使仪器切换道显示记录状态，再按“清除”键，系统显示：“清除所有记录？”，按“”确定清除，按其他键放弃操作。（6）帮助信息：按“F”键显示公司网站信息。6、测量数据及处理：测量数据及分析地点墙角单独土堆土类型粘土粗砾细沙混合土含水量22.34.4分析粘土保水性好，加之处于墙角，避免了大风对其水分的蒸发，所以墙角粘土的含水率最高。混合土能保住一定的水分，但风的蒸发作用更强，导致含水率更低。比较结果：降低风的蒸发作用，是其含水率比较明显因素测量数据及分析地点花盆土（露天）大花盆土（底部根系密集）土类型粉砂土细砾粘土混合土含水量1.8 1.3 1.43.8分析粉砂土不易保水，又经过大风的水分蒸发，土中根系较少，加之土样暴露在外，含水率快速降低。土体积增大，土样变成混合土，底部根系密集，这些都使保水性增强。相对于相对较小花盆土更具高含水率。明显的是植物根系较密，使水分更长久的保存，再一个是土块体积较大，大部分水分得以避免风的蒸发作用. 测量数据及分析地点土堆低坡土堆高坡土类型沙土沙土含水量3.84.5分析沙土渗水性更强，而且因为处于风阻较小的位置，受风和土的水分蒸发作用含水量较低，但因在土坡下部，水分积累较多，含水量下降较少。沙土渗水性更强，因为风速受低坡阻挠，风速降低，风的蒸发作用降低，又测量位置处于峰中间位置，保水性相对较好。相对于土堆低坡，含水率较高。土堆低，与风的接触面不直接以垂直的最大蒸发方式进行；土堆高，与风的蒸发作用最大. 几种工程土的比较：表明土的颗粒大小、形态在含水率的影响上，有一定作用：颗粒较大者，保水性差、细小者，保水性好；形态不一者，含水能力差，形态规则者，含水能力好；若颗粒形态选优者综合，保水能力更好。7、总结：含水率的影响因素主要有：宏观上，土体的高度、体积、颗粒大小、形态规整、微观上，土的类型、混合比例、状态还有，周围环境，例如土体的植被覆盖程度，风、霜冻等天气自然因素建议：增加植被覆盖面积，如草坪、数木的种植面积，提高土壤含水量，为北京节水贡献力量。二、TS-4型 土壤含水率快速测定仪1、概述：TS-4型土壤含水率快速测定仪:用于迅速测定原状土的天然含水率和容重或其它情况下的含水率与容重。2、主要技术参数【计术参数】浮称颈管直径：4cm(管颈)环刀环容积：200cm3砝码重量：123g测试土的比重：2.602.70g/cm3湿容重标尺范围：1.22.2g/cm3干容重标尺范围：1.02.2g/cm3【外观参数】外形尺寸:180*180*450mm3重量:2.5kg3、结构原理： TS4型土壤含水率测定仪是根据浮体所排开之液体的重量相等，这一原理而设计的已知被测土体积，把盛有土样的浮秤放入水中，即可从水面与浮秤颈管上的标尺接触处的刻度读出湿容重，在将土样放到盛有水的小水筒中，并将此小水筒与浮秤挂连一起而放入大水筒之中，从水面与干容重标尺的接触处读出土样干密度、依据土样的干容重即可计算出其含水量来。4、仪器组成 上盖漏斗克码外壳水筒浮秤盛皿砌土环上垫砌土环砝码水筒5、实验操作步骤：（1）、土样的切取：借助于漏斗使切土环垂直压入一切原状土中随切随压，使土样充满与切土环（2）、湿容度的求取：将漏斗连通切土环安放在浮秤的颈管上口，若土的湿度大，则可用小刀把环刀中的土样小心搅碎，使者通过漏斗进入浮秤；若土样湿度不大，则可见浮秤下端的盛皿旋开.把有土样的浮秤放在装用适量水的大水筒之中（筒中水的数量最好再放入浮秤后水面接近筒口，以便观察和计数）（3）、干容重的求取：紧接上步骤，若土的湿度不大，则可将浮秤土样通过颈管全部倒入小水筒中，并擦净浮秤中的余土。让土悬液静止后片刻待水面澄清后吧小水筒与浮秤挂在一起，然后慢慢放入大水筒中，此时水从浮秤与小水筒之间的间隙流入到水筒中。测土的含水量实验1、 实验目的 了解土的含水量，含水率是土最基本的物理性质指标之一，测定土的含水率，可了解土的含水情况。土体含水率的大小对天然地基的承载力、黏性土的压缩性及强度等均有较大的影响。2、 试验方法 测定含水率的传统方法有烘干法、酒精燃烧法、比重法等。本次试验用的是电子仪器，含水率测定仪。3、 仪器设备 含水率测定仪、皮尺、铲子4、 试验步骤 1、从老师处领取测量设备：含水率测定仪、直尺、铲子。 2、在综合学训一体楼后找到一处土地，用铲子铲出一个切面。 3、用含水率测定仪分别在20cm、40cm、60cm处分别插入含水率测定仪，记录测得的数据。 4、清理仪器，整理数据。5、 实验记录含水率测定仪测定记录测深/cm读数2011.7%407.3%602.6%含水率与测深的关系水文地质调查绪论1、 水文地质调查的目的：查明调查区的水文地要件，掌握调查区地下水的形成、赋存、运动特征，水质、水量变休规律，提供在制定利用或排除地下水措施时的水文地质依据。二、水文地质调查所应用的工种：水文地抩测绘、水文地质勘探、水文地质（现场）试验、地下水动态（长期）观测和室内实验分析鉴定。地下水具有流动、可变和可恢复等特点，水文地质调查分水文地质普查（属于综合性水文地质调查）和水文地质勘探（属于专门性水文地质调查）两个大阶段。调查时投入的工种：通常按测绘 勘探 试验 长期观测的顺序来安排。三、编制调查工作设计书的内容：调查任务和可求，调查区的范围和经济现状，调查区的地质及水文地质条件概述，地区研究程度和存在的问题，调查阶段的确定，预期成果内容及质量要求，调查使用的工种、工作量及其布置原则，必要的术要求，调查时期与施工计划的时间安排，物资设备计划，组织制及财经预算等。四、水文地质调查的目的 查明调查区的水文地要件，掌握调查区地下水的形成、赋存、运动特征，水质、水量变休规律，提供在制定利用或排除地下水措施时的水文地质依据门头沟水文地质勘察 一、概述 永定河发源于山西，流经内蒙古、河北、北京，至天津入海河，河道全长680km，流域面积47016km。自河北进入北京市界，经门头沟、石景山、丰台、房山和大兴五个区，河段长159.5km，流域面积为3168km。永定河是海河北系最大的河流，是流经北京市境内最大的一条河流，也是全国四大防洪重点河流之一。从某种意义上来说，永定河是北京的摇篮，是北京的母亲河。永定河积淀了丰厚多彩的历史文化，创造了独具特色的流域文明。没有永定河就没有北京城。从北京的发展上看，永定河流域的水利、煤炭、建材、木材是北京城得以延续和发展的主要资源基础之一，为北京市的发展做出了巨大的贡献。 二、流域基本情况调查（1）主要河流和其他水体各项几何特征值；（2）地势、地貌、土壤、植被、地质、水文地质及水土流失资料；（3）水库、闸、水土保持等各项水工程的名称、位置、数量、规模和建成时间等；（4）农业、工业、城镇用水资料；（5）历史上发生的较大洪灾、旱灾、涝灾和凌灾的时间、范围、主要地段和受灾损失情况等；（6）水质污染及污染源点和非点情况.三、门头沟的地质和地形地貌 1、山地 北京西郊的山统称西山，西山是太行山余脉，又称太行之首，神京右臂。门头沟的山是西山的主体，自古以来，是北京的军事屏障。 门头沟的山分为中山、低山和丘陵。中山800米以上，分布在百花山-髽髻山-清水尖-妙峰山山系及以北广大地区，海拔1500米以上的山峰有160余座。低山海拔800-400米，主要分布在九龙山、香峪梁、马鞍山一带。丘陵400米以下，相对高差小于200米。主要分布在清水河谷两侧和龙泉镇、永定镇周边。 门头沟的山以中山为主，山形以脉状为主，自西北向东南逐次降低，成阶梯状分布。山脊宽厚，山坡陡峭，形成宽山，窄谷，山高谷深的自然景观。门头沟的低山区和丘陵坡度较缓，黄土覆盖，植被较为茂盛，盛产优质水果和干果。大山造就了灵山三海（云海、林海、花海），百花山三绝（千山万壑赴都门、百花争妍、晴天响雷），妙峰山“金顶圣境”、“万亩玫瑰”等许多美景。“西山晴雪”是京城着名的八景之一。 2、夷平面 2000多万年前，地质上的北台期，门头沟一带曾经历过一个准平原时期。后来，随着地面不断抬升，河流切割，风雨侵蚀，逐步形成今天的地貌景观。现在门头沟许多山顶比较平缓，依然遗留着北台期的准平原地貌，我们把这些比较平坦的山地称为夷平面。门头沟的夷平面主要分布在三个层面上。海拔2300米-2000米，灵山、白草畔、百花山顶部。海拔1600米-1400米，黄草梁 、老龙窝、清水尖、髽髻山顶部。1200米-800米，柏峪台，妙峰山大坨，阳台山、九龙山顶部等。 山顶夷平面的存在。是门头沟宽山，窄谷，地貌特征的典型标志之一。这些夷平面海拔比较高，植被以高山草甸和针叶林为主，又各有特色。灵山的野罂粟花，百花山的金莲花，黄草梁上的金针花（野黄花），都是非常吸引人的高山野花，盛开时节使人陶醉。灵山、百花山、妙峰山已经开辟为旅游景区，黄草梁等其他的夷平面也具有旅游开发的良好前景。 3、沟谷 门头沟的沟谷与山的走向密切相关，在四列大体平行的山系之间，有四条与山的走向一致的河川汇入永定河。自北向南依次为刘家峪沟、清水河、大台沟、门头沟。还有大村自北向南的湫河以及其它一些较小的支流。其余300多条沟谷在山系两侧成羽状分布，与上述沟谷连通。斋堂川是门头沟最长最宽河谷，也是门头沟境内永定河最重要的支流。其他的沟谷大多比较窄，落差大，其中有一批植被茂盛，泉水充沛，潭瀑发育，景色优美。 4、永定河大峡谷 永定河自官厅山峡进入西山，劈山成峡，顺流成谷，穿山绕岭，屈曲回环，于三家店出山，造就了100.8公里长的大峡谷。其长度，深度超过北京郊区所有的峡谷，也是世界上各国首都罕见的大峡谷。永定河大峡谷大致可分为四段。从官厅山峡入口到沿河城为第一段，永定河穿越了门头沟最高的一列大山，形成30余公里的高山深峡，以u形岩溶山谷为主。 从沿河城到清白口为第二段。自沿河城至向阳口永定河与沿河城大断裂复合，称为东岭盆地，这一段山谷开阔，河道深切，周边山势高峻。自向阳口永定河进入珍珠湖，湖面开阔，水光潋滟，亚洲第一桥象彩虹飞跨峡谷之上，十分壮观。珍珠湖下段湖面变窄，两侧悬崖峭壁，时而可以见到灌木横生，野花到垂的美景。珍珠湖大坝附近的珠窝村是一处高山环护的袖珍盆地。以下10公里是千姿百态的高山深峡。永定河在青白口与清水河汇流。 从青白口到落坡岭水库是永定河大峡谷的第三段。永定河沿着髽髻山北翼，顺流而下。河谷较宽，台地发育，是门头沟苹果的重要产区。自河南台村永定河转向东南流，穿越门头沟第二列大山，这一段河道弯曲较少，两侧山峰海拔1000-1500,相对高差800米以上，是一段长达20余公里的v形火成岩山谷。 落坡岭水库到三家店水闸是永定河大峡谷的尾段。永定河进入低山区，出现了几个大蛇曲，河道时宽时窄，阶地发育，村落密集。是京白梨、大樱桃、香白杏的主要产区。永定河从九龙山、香峪梁、之间冲出西山，结束了百余公里峡谷行程。 5、台地、阶地、平原 由于西山的不断抬升，河流不断下切，在永定河及其支流两侧不同高度，形成了多层阶地，如沿河城、太子墓、雁翅、丁家滩、陇家庄等等。在河谷和山麓有一些台地，如西大台、王大台、东大台、燕家台、傅家台、河南台等等。这些阶地、台地大多土层较厚，水源条件较好，是门头沟村落分布的重要地区。 此外，在永定河出山口一带还有、龙泉镇、永定镇两片小平原，虽然只占全区面积的1.5%,但是却居住着门头沟区三分之二的人口。 6、盆地及其它 门头沟有军饷盆地、东岭盆地等，但盆地特征都不太明显。永定河出山口到石景山、卧龙岗是一个闭合较好，特征明显的盆地，但是门头沟只占有盆地的西半部，其余属于石景山地界。 4、 门头沟地质门头沟的地层由海相沉积地层和陆相地层组成，各占约50%,陆相地层又包括陆相沉积地层和火山岩地层。火山岩覆盖面积610平方公里，约占全区面积的40%. 1、海相沉积 海相沉积是在海洋环境条件下，形成的地层。门头沟4.3亿年奥陶纪以前的古老地层基本都属于海相沉积地层。 2、元古代海相沉积地层 很早以前门头沟是一片汪洋大海。元古代（18-6亿年前）早期，约16亿年前，在沿河城碾台村附近出现了门头沟第一片陆地。14-8亿年前，元古代中后期，在大村以西，清白口、柏峪、燕家台、梨园岭、双塘涧以北陆续出现了大片陆地，总面积有360平方公里，约占门头沟面积的25%.是一片以石灰岩为主的海相沉积地层。 3、古生代寒武纪、奥陶纪海相沉积地层 门头沟古生代寒武纪（5.7-5.1亿年）、奥陶纪（5.1-4.3亿年）海相沉积地层是含有丰富海洋生物化石的石灰岩地层。主要有四片。一片出露在沿河城大断裂以南，双塘涧、齐家庄以东，林字台以西，双林寺、黄岭西、王家山以北的广大地区。第二片是田庄与大村之间的群山，穿越永定河，经芹峪口、青白口以南，连接军饷与碣石之间的大山，是一片石灰岩弧形条状山地。第三片是军庄到落坡岭水库，永定河两岸，以及妙峰山与上苇甸之间的大山。第四片，出露在潭柘寺镇以南以西的山区。门头沟的寒武纪、奥陶纪灰岩中蕴藏着较丰富的电池用灰岩，溶剂用灰岩和水泥用灰岩。 4、陆相沉积 陆相沉积是在陆地环境下形成的河湖沉积地层。门头沟的陆相沉积有含煤地层生成，主要出现在百花山两翼和九龙山两翼。 4、古生代石炭纪、二叠纪陆相沉积地层 古生代石炭纪（3.5-2.8亿年），二叠纪（2.8-2.3亿年）地层，是门头沟的早期陆相地层，在门头沟出露的面积不大，主要出露在军庄南山，永定马鞍山，黑江、艾洼，潭柘寺北山，北岭附近以及木城涧、千军台山沟两侧狭长地带。是砂岩、砾岩为主的含煤层陆相沉积地层，是石炭二叠纪煤炭的产地，并伴生潭柘紫石和叶蜡石等稀有矿种。 5、中生代三叠纪陆相沉积地层 中生代的三叠纪（2.3-1.95亿年）地层是紫红色、黄色、绿色、灰绿色砂岩、页岩、和粘土质板岩，它和古生代后期二叠纪地层如影随形，相伴而生，分布范围与二叠纪大致相同。比较集中的地点在永定镇王家岭、石龙山、葡萄咀，以及南官园、赵家洼一带，是一套富含植物化石的陆相沉积地层。 6、中生代侏罗纪、白垩纪陆相沉积地层 侏罗纪（1.95-1.4亿年）地层在门头沟分布很广，由两部分组成，一是分布在百花山-髽髻山向斜和九龙山向斜两翼，即斋堂川、大台沟、门头沟陆相含煤地层，是侏罗纪煤炭的主要产区。二是经历了多次火山喷发，形成的侏罗纪早期南大岭玄武岩山体，侏罗纪中期百花山-髽髻山-妙峰山火山熔岩、火山结块岩山体，其核部火山岩厚度达2200余米。火成岩中含有丰富的微量元素，适于植物生长，是门头沟森林面积最大，长势最好的地区。 白垩纪（1.4-0,7亿年）门头沟的白垩纪时代经历了大规模的火山活动，形成了王龙口-杨树地，沿河城-石河之间的东岭盆地，以及东岭盆地西南翼的大山。火成岩厚度达2000米以上。还有齐家庄、张家庄、杜家庄以西至河北省，天河水以南，龙王村以北的火山熔岩和火山碎屑岩山地。以及泥皮、上大水、大小东宫之间岩浆浸入形成的花岗岩山地。 新生代（0.7亿年-）陆相沉积地层是地质时代的最后一个时期。分为老第三纪（7-2.5千万年）、新第三纪（2.5-0.3千万年）、第四纪（3百万年-）三个时期。每个纪又分为若干个世,如古新世、始新世、渐新世、中新世、上新世、更新世、全新世等。这个时期正处于地质上的喜马拉雅运动时期，西山不断抬升，遭受侵蚀切割，很少有新的地层沉积。只有在永定河谷、清水河谷及两岸的台地上和山前平原有第四纪沉积。 1、马兰黄土 我区第四纪最负盛名的沉积地层是马兰黄土。马兰黄土是中国第四纪黄土分期名称之一（华北晚更新世黄土，典型的风力堆积物），标准剖面地点在北京市门头沟区斋堂川北山坡上，因附近清水河右岸有马兰阶地而命名。马兰黄土距今3-1万年，黄土中埋藏有大量动植物化石，记录了历史气候的变迁，具有十分重要的研究价值。 2、背斜向斜 地形倒置 背斜、向斜统称为褶皱，它们都是在挤压作用下，岩层受力弯曲形成的。 背斜岩层向上拱起，成？状，向斜岩层向下弯曲，成？状。所以，背斜成山，向斜成谷。而在褶皱形成过程中，背斜顶部受张力，发生张裂，易受外力侵蚀，而向斜底部受挤压，物质坚实，不易受侵蚀，经过漫长岁月的变迁，最终背斜成为谷地，向斜成为山岭，这叫做地形倒置，一般发生于年代古老的背斜与向斜处。我区的百花山、髽髻山，九龙山、香峪梁都是地形倒置，向斜成山的例子。 3、沿河城大断裂 顾名思义，断裂是指岩层被断错或发生裂开。门头沟断裂带发育。最主要的是沿河城大断裂。 沿河城-南口断裂带 西起涞水县境的岭南台附近，经门头沟区的齐家庄、燕家台、柏峪、沿河城、大村到昌平县境的禾子涧附近。长达60余公里，宽约10余公里，是一条规模巨大的北东向断裂带。断裂带的中心在沿河城向阳口一带，沉降深度达2000余米。地质学家以沿河城断裂为界把门头沟地质分为两盘。断裂以北为一片元古代岩溶高原，以南则以百花山、九龙山向斜为主。历史上着名的西奚古道顺沿河城断裂的北缘延伸。内长城和主要的边关要塞都在沿河城大断裂以北边缘一带。可见古道的形成，军事要塞的设置都与地质、地形有关。 除了沿河城大断裂，门头沟还有永定河断裂，该断裂在三家店把九龙山和香峪梁错开，成为永定河出山口。妙峰山-大台沟断裂，田庄-雁翅-军饷-斋堂断裂，也都是对门头沟影响比较大的断裂带。 4、南洋沟裂谷 在大的断裂带两翼，还有一些侧断裂形成裂谷深峡。雁翅镇马套村南洋沟长约20公里，谷宽三、五十米不等，相对高差数百米，两侧悬崖峭壁若刀削斧砍，石笋、石塔、悬石造型各异。与南洋沟类似的裂谷还有龙门沟，湫河沟、龙门涧等。这些裂谷气势磅礴，撼人心魄，是天然的电影外景地，也是极佳的旅游胜地。 5、青白口穹窿 穹窿是一种奇特的地形，由于浸入岩的顶托作用，上部地层象蒙古包一样向四周倾斜。门头沟有上苇甸穹窿和青白口穹窿。青白口穹隆的北翼受到沿河城大断裂的影响而缺失，实际上青白口穹窿是半穹窿。 6、沿河城火山口 早期喷发的火山口已被深埋在熔岩厚层之下，地面上已不见踪迹。目前，保存完好，形态清晰的古火山口，坐落在沿河城卫生院一带。这个古火山口规模不大，平地上见到的火山口面不足1平方公里，略呈椭圆形。口内低凹，但中心都突出一个“石墩”,叫岩塞。它们是火山的末期产物。 据专家考证，在百花山和清水河流域还有一些可以辨认的古火山口。 7、溶洞和喀斯特地貌 溶洞的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用能转化为微溶性的碳酸氢钙。由于石灰岩层各部分被侵蚀的程度不同，就逐渐被溶解分割成千姿百态、陡峭秀丽的山峰和景观各异的溶洞。门头沟的溶洞主要集中在潭柘寺、戒台寺一带的马鞍山麓，军庄到王平村永定河两侧，以及其他寒武纪、奥陶纪灰岩地区。比较着名的有军庄镇仙人洞，妙峰山镇与军庄镇之间的将军洞，王平镇韭园大洞，戒台寺后山的太古化阳洞等。门头沟还有许多的洞穴需要探查开发。 岩溶指可溶性岩石，是碳酸盐类岩石受流水溶蚀、沉积而形成的地貌。往往有洞穴、石芽、石沟、石林、溶洞、地下河、峭壁等景观。这种现象在南斯拉夫亚德利亚海岸的喀斯特高原上最为典型，所以常把石灰岩地区的这种地形称之为喀斯特地貌。 门头沟1445平方公里，有一半属于海相沉积的石灰岩地层，龙门涧、珍珠湖、南羊沟、黄草梁象鼻山都是比较典型的喀斯特地貌。我区清水、斋堂、雁翅、王平、妙峰山、潭柘寺镇有大面积的岩溶地貌（喀斯特地貌），绝大部分是没有开发的处女地。 8、冰川漂砾 2007年7月，在妙峰山镇发现第四纪冰漂砾及冰川擦痕，这一重大科学发现经媒体报道后引起了国内国际的广泛关注。冰川漂砾位于斜河涧村南，广化寺附近的山沟内，据永定河河床直线距离约两千米。冰川漂砾高5.5米、长7米、宽6.1米，重约五百吨，矗立在沟谷中，十分抢眼。这块漂砾的岩性是砾岩，顶部平整，面积大约有40平方米。漂砾上的擦痕很清晰，深度、方向存在众多差异，不仅擦痕密布，而且有两条纵穿漂砾的擦沟，因而更有科学价值。目前这块巨石是国内已知冰川擦痕遗迹中保存最好的，痕迹最清晰。冰川在其表面留下的痕迹带有极为丰富的信息，对研究250万年前的动植物、气候、地质情况有重要价值。 据地质学家考证，门头沟潭柘寺、灵岳寺一带也有冰川遗迹。 9、侵入岩和矿藏 侵入岩是火成岩的一种，但火成岩还包括喷出岩。侵入岩是由地下岩浆上升到一定部位，侵入到围岩中，停留在地下缓慢冷却，凝固而成的岩石。喷出岩是由岩浆直接喷出地表冷却、凝固形成的岩石。金属矿藏绝大部分蕴藏在太古代、元古代古老地层中。较晚的侵入岩中也蕴藏有丰富的金属矿产。在斋堂清水河-永定河雁翅以北广阔的元古代、古生代岩溶地层中，有数十块条状、块状侵入岩体。比较有价值的有珠窝、洪水口、碾台等侵入岩体。这些侵入岩体中蕴藏着丰富的铁矿、金银及其他的有色金属矿。历史上珠窝村曾经开采过金银矿。洪水口开采过铁矿。 门头沟的金属矿藏数量较少，但，非金属矿蕴藏非常丰富，煤炭、叶蜡石、溶剂用灰岩、水泥用灰岩、耐火粘土、花岗岩、青石、潭柘紫石都有比较丰富的储藏。 五、门头沟的矿产资源 大自然造物主在门头沟创造了丰厚的物产资源，据有关部门统计，已探明的主要矿藏有煤、石灰石、页腊石、玄武岩、玉石、塑性粘土、金、银、石棉、铁、铜等20多种，矿产地70余处。其中煤炭储量最大，叶腊石和潭柘紫石在全国最有特点。近年来以煤炭、石灰石和砂石开采为代表对北京的建设起了极其重要的作用。 门头沟区地层主要由震旦亚界的蓟县系和青白口系，下古生界的寒武系、石炭系、二迭系，上古生界的侏罗系和第四纪的马栏组、百花山冰期堆积所构成。经过漫长的地质变迁，境内形成了多种类型的矿床，现已探明的有：煤炭、石灰岩、玄武岩、辉绿岩、陶粒页岩、耐水粘土、大理石、花岗石、紫砚石、白云岩、硅石、白花玉、紫页岩、石棉、冰洲石、天然石板、煤歼石、铜、锌、铝、铁、金、银等等。其中以煤、石灰石储量大、分布广。 1、 煤炭：无烟煤北京市含煤面积1125平方公里，永定河大峡谷一带占近700平方公里。累计探明煤炭资源27亿吨，约三分之二埋藏在大峡谷附近。北京是全国五大无烟煤产地之一，位于大峡谷的门头沟区是北京最重要的煤产区，已累计生产2亿吨。门头沟自辽、金时期就开采煤炭，用于龙泉务磁器烧造。明、清时期“京城百万之家，皆以石炭为薪”,门头沟以生产煤炭，供应京城炊爨之需，而享有盛名。永定河大峡谷的煤产生于3.5亿年-2亿年前的石炭纪、二叠纪、三叠纪和1.3亿多年前的侏罗纪。是蕨类植物和恐龙繁荣的时代。古人有“西山石为薪，黝黑惊射目”的诗句，说的是门头沟盛产煤炭。在北京的发展过程中，它为人民带来温暖和光明，它和水与粮食一样，都是京城的命脉。 2、石灰石：人们说，京西门头沟是“黑、白”两道，黑的是煤，白的就是石灰。大峡谷的奇峰秀水之间见到最多、最普遍的是石灰岩，最俊秀、最雄伟的山是石灰岩山脉。大峡谷内的石灰岩用途广、储量多，品质好。据不完全统计，列入国家矿产储量表的熔剂用石灰岩矿区6处，占北京市总保有储量的67%,储量列全国第15位；电石用石灰岩3处，占北京市总保有储量的75.2%,储量列全国第十三位。野溪和鲁家滩熔剂用灰石矿一直是首钢的原料供应地，50多年来为北京市的冶金工业作出了重要贡献。 3、白云岩：冶金用白云岩分布于下苇甸、鲁家滩一带，矿层为寒武系昌平组，适宜与主要矿产熔剂用石灰岩综合开采利用。冶金用石英矿体为脉状，矿石质量稳定，符合铁合金二级品要求，鲁家滩村曾开采矿石。供应北京市的冶金企业。 4、花岗岩：主要分布于沿河城一带，有白羊石虎花岗岩体、鸽子坨花岗岩体、碾台花岗岩体等。颜色有浅红、斑黑、奶白。这里花岗岩石已有数十年的开采历史，大块毛石用于港口建设，板材正在源源不断供应首都市场。 5、玄武岩：主要分布在门头沟至潭柘寺的南大岭一带。玄武岩有广泛的用途。可以做“玄武岩铸石”,这种铸石具有一般金属不能达到的耐磨、耐酸和耐碱性能。玄武岩铸石用于代替钢材、合金材料及橡胶。铸石管可作为化工的输气、输液管道以及供水管道等。 6、潭柘紫石：它是北京地区特有的古老岩种。它的产地在潭柘寺镇西部的高山上，这里至今矗立着明代刻石，上书：“内官监紫石官塘界”,落款：“钦差。提督马鞍山兼管理工程太监何立：”早在明代，这里已经是宫廷生产紫石的窑场，由钦差大臣督办采石。北京故宫太和殿宝座基石，乾坤殿的铜龟、铜鹤底座以及乾隆花园九根石柱都是紫石建筑。可见，紫石是宫廷钟爱的建筑材料。 紫石细润，扣之，声似金钟，抚之，如婴儿肌肤，颜色深紫，间有绿色条纹，是制作砚台的上乘原料。传说明代在京西采石的钦差大人，精选紫石料让工匠雕刻成砚台进贡皇上。砚台凝重典雅，紫光习习，若紫气东来，顿时龙颜大悦。从此潭柘寺紫石塘便成了宫廷采石场，紫石砚也就成了皇家的用品。现在，故宫博物院收藏的明、清古砚中就有一批潭柘紫石砚。 经科学鉴定，潭柘紫石属红柱石铁、泥质板岩，形成于距今2.6亿年前二叠纪红庙岭组地层中，石料原岩为铁、泥质板岩，与端，歙砚石料同属一大类。由于其矿物组成略有不同，红柱石代替了石英，使研出的墨汁更加均细光亮，有些性能超越端、歙两种名砚。 潭柘紫石的重新发现，使故宫博物院收藏的明、清紫石古砚珍品有了明确的“出身”,丰富了北京地区特种矿产资源品种，为古砚家族增添了新的光彩。潭柘紫石的开发已列为北京市的星火计划。使潭柘紫石砚这个古老的砚种焕发了青春。 潭柘紫石砚继承明清古砚风格，造型古朴典雅、经着名书画家朱学范、赵朴初、启功、肖劳、董寿平等试用鉴评：潭柘紫石质地细腻、晶莹温润、研之无声、易于发墨而且经久不干，具有不吸水、不耗墨、不损笔毫等特点。启功先生挥毫赞曰：“巧斫燕山骨，名标潭柘寺。发墨最宜书，日写千万字。” 潭柘紫石砚现在已经成为国内外收藏珍品。 7、叶腊石：白色，微带浅黄或浅绿，玻璃光泽，质地较软，具有油脂感。产地在九龙山向斜南，潭柘寺镇阳坡元、赵家台村一带。出露于奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、及侏罗系底部辉绿岩等地层。旧社会叶腊石主要加工成石笔，和石板配合使用，当作小学生的书写工具。现在叶腊石可以做高级耐火材料、陶瓷等，是合成金刚石的坯料，橡胶工业、糖果工业的添加剂。门头沟是全国重要的叶腊石产地，也是全国人造金刚石坯料的主要供应地。 8、铁矿石：铁矿形成于元古代中晚期，约10亿年前，分布在大峡谷段永定河最大的支流清水河流域齐家庄、清水、青白口、下马岭、碣石、大村等地。有赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿床，有的伴生铜锌等矿物。从古代就有小量开采。 9、金、银矿石：金、银矿蕴藏在优美的珍珠湖畔，金矿产于含金黄铁矿化白云岩中，含金品位可达工业品位。 10、青石：是古代建筑中最常见的建筑材料，用于古代建筑的墙基石、墙腿石、腰线石。位于大峡谷出口一带的门头沟永定镇石厂村明代是京城重要的青石产地。卢沟桥附近宛平城修城记碑中记述“使用马鞍山石厂条石六百六十四丈，每丈价银八钱六分；高出其他石厂六成。金代修卢沟桥，明代建故宫、十三陵都使用过这里的青石。现在永乐年间的石厂界碑、万历年间的采石开塘碑还矗立在石龙山上。 11、板岩：建筑用板岩主要分布于永定乡的卧龙岗-王平村一带。岩石结构致密均匀，劈分性好，能劈成薄而平整的石板，表面光滑，吸水性低，有足够的硬度和韧性，具天然美。明清的四合院，过去比较讲究的古建筑都采用石板作房顶建材。现在主要用于高级建筑地面、墙壁装饰材料，出口到二十多个国家和地区。在国内国际市场享有声誉。 六、永定河流域的主要生态环境问题（一）水资源开采过量 由于经济社会的快速发展没能协调好同生态环境的关系，永定河水资源被过量开发。据资料统计，官厅水库入库径流量不断减少，由上世纪五六十年代的19亿m，衰减到九十年代的4.47亿m，比多年平均值9.8亿m减少50%左右。 径流减少主要有三方面原因：一是60年代以来流域降雨偏少。二是官厅水库上游修建了大量的引蓄水工程。这些水库均为当地引水和蓄水的骨干工程，承担着灌溉、发电、工业等任务。三是下游地区用水需求也在不断增长。1957年永定河引水渠建成后，为城市工农业和环境供水200多亿m，致使永定河三家店以下河段常年断流。由于用水量过快增长，严重超过了当地水资源的承载能力，结果造成地下水大量超采，河流长期断流、湿地干涸、土壤砂化等一系列生态环境问题。（二）水污染问题严重 随着工业的迅速发展，大量工业污水排入永定河河道，致使河水严重污染，生态环境遭到严重破坏。据资料表明，1999年官厅水库上游永定河水系废污水年排放量为1.207亿m，其中工业废水年排放量为7844.7万m，生活污水年排放量为4227.7万m，工业废水占较大比重。 此外，京西地区存在一些非正规垃圾场，采用露天堆放和简单填埋的方式处理垃圾，威胁到永定河冲洪积扇地下水质。北京西郊地区为永定河冲洪积扇顶部和中上部，含水层单一，颗粒粗、厚度较大，是平原地下水的主要补给区，也是北京市地下水主要供水水源地。如果垃圾渗滤液处理不当而渗入地下，对永定河流域地下水体造成严重污染，不仅威胁附近地区人民的饮用水安全，而且将严重威胁到整个北京市的供水安全。（三）水土流失加剧 永定河中上游地区曾广泛分布着茂密的森林，是金、元、明、清时期北京城市建设所用木材的主要采伐地之一，也是城市生活耗费大量木柴和薪炭的主要供应地。由于日复一日、年复一年地砍伐，永定河中上游流域的茂密森林被破坏殆尽，水土流失加剧，遂在元明时代有了“浑河”、“小黄河”、“无定河”的恶名。除了植被条件差以外，永定河流域内的地形地质、气候水文等条件（包括人类活动频繁、气候干旱、丘陵区及河川区的土质松软等）也决定了该流域侵蚀严重，特别是广大黄土丘陵区和河川区淤积台地前沿地区，侵蚀力很强，成为主要的水土流失区。官厅水库上游流域成为典型的重水土流失区，永定河成为典型的多沙河流，来水含沙量高是官厅水库泥沙淤积严重的重要原因。（四）洪涝灾害危险性高 永定河在历史上是一条洪灾频繁的河道。根据历史资料统计，从金代开始至1949年的834年间，永定河堤防洪决口81次，漫溢59次，改道9次，还发生过5次洪水侵袭北京城区的严重灾害。官厅山峡线长面广，更是有名的暴雨多发区。自19251958年的34年间，山峡区间产生暴雨洪水7次。自1979年以后，山峡区间虽未产生较大降雨，但近几年多次出现突发降雨，雨量集中的现象。但是，迄今为止官厅山峡都没有有效的控制措施。永定河滞洪水库工程虽能对上游50100年一遇洪水起到一定的滞蓄作用，但不能减轻三家店以下至卢沟桥河段的防洪压力，更对100年一遇以上标准的洪水无力控制。而且由于历史原因，沿河有许多村庄和居民生活、工作在洪区。一旦发生了洪水，永定河下游的广大地区将遭受巨大损失，威胁到人民生命财产的安全。（五）河岸土地退化严重 自l954年永定河上游修建了官厅水库后，水库蓄水导致下游河流季节性断流，三家店以下的永定河河道常年干涸；河道周边过量抽取地下水进行农业灌溉，导致河道地下水位连年下降；河滩植被覆盖度很低，加上每年人为破坏，永定河河滩地逐渐形成如今的稀疏草地、流动沙丘景观，已经成为北京境内五大风沙源之一。此外，由于煤炭、矿石和砂石多年来的大量开采，给永定河流域的生态环境造成了严重的破坏，废弃煤渣、山体裸露面积不断增加；大量矿渣和扬尘也给当地的大气和水源造成了严重污染。废旧矿山和破坏山体不仅严重威胁了当地生态系统的健康，也导致部分区域的生态系统退化，而且造成河道主槽、滩地的不规整，给防洪带来不利影响，给环境、交通等带来了一系列问题。七、永定河流域生态保护与建设的几点建议 由于永定河湿地生态系统具有巨大的生态、经济和社会效益，因而对永定河流域生态环境进行恢复和建设是必要的，恢复和建设工作对整个北京市具有重要的意义。一方面，永定河在历史上对北京市的发展做出了巨大的贡献，如今北京市应该对母亲河在过去做出的牺牲施以回报，这将有助于和谐社会的构建；另一方面，永定河具有巨大的生态环境价值，如果永定河流域生态环境能够得到有效的保护与建设，将对北京市的生态环境质量做出巨大的贡献。（一）制定倾斜性政策，建立永定河流域生态特区 鉴于永定河流域兼有战略和生态意义，为了保证北京市的生态安全并实现永定河流域自身的发展，北京市政府应当给予西南五区特殊政策，让西南五区可以走生态特区的发展模式，使当地的发展服务于北京市的生态安全目标。 生态特区的发展模式主要包括：生态效益补偿基金运转的常态化和规范化；变部门分散投资为区域集中投资，统一规划和使用；为特区提供适当的人才和经费支持；制定特区发展考核指标等。生态特区内应当以生态质量为政府考核主要标准，生态目标作为区域发展的第一目标，改变GDP为唯一指标的发展观，让地方政府在生态建设方面有较大发言权，根据区域具体条件实施相应的政策措施。建立生态特区还具有如下积极意义：(1)有利于提高政府在公众心目中的地位；(2)有利于从制度上明确特殊地区的特殊发展道路和发展目标，从根本上建立地区环境建设与经济发展的长效机制；(3)有利于有限资源的优化组合，提高资金使用效能；(4)有利于消除社会不稳定因素，促进和谐社会建设及区域可持续发展；(5)有利于积累建设生态示范基地的经验，为其它地区生态建设提供依据和参照。（二）重视流域生态服务功能，建立生态补偿机制 永定河流域生态系统每年提供的服务功能是多重的和巨大的，对北京市而言具有重要的战略意义。恢复和维持永定河生态系统正常的服务功能是北京市可持续发展的基础，相反，退化的生态系统必然带来巨大的生态灾难，政府以及各界领导必须深刻地认识到这一点。从国内外的经验来看，一些地区的生态恶化与贫困往往交织在一起形成恶性循环，严重影响和制约区域生态安全战略、资源安全战略以及可持续发展战略。在相当长的时间内，这些地区的经济发展将依靠外力推动。无论是实施大规模的生态与环境保护工程，还是实现“城乡之间、地区之间和社会不同群体之间公平分配与公平服务”，都远远不是地区经济自身所能支撑的，只能更多地依靠政府的政策支持和庞大的转移支付。北京市西南五区也面临着同样的问题。为了保护永定河流域的生态环境，从而为北京市的生态安全服务，西南各区不得不关闭煤矿、砂石矿等当地支撑产业，严重影响了西南地区的经济发展和人民的生活质量。因此，市政府应当通过财政转移支付，建立长效生态补偿机制，为西南地区提供持续的生态补偿基金，支持当地的经济发展并改善当地人民生活质量。（三）调整产业结构，大力发展生态型替代产业 为了实现生态保护与经济发展双赢，除了依靠政府的财政转移支付以外，西南五区也应当积极自谋出路。党的十六大报告提出，要推进产业结构优化升级，加快发展现代服务业，提高第三产业在国民经济中的比重。这为西南地区的经济发展指明了道路。第三产业门类行业多，劳动、技术知识密集型的行业并存，大多数行业具有投资少、见效快、吸纳劳动力较多的特点，若按等量的投资计算，第三产业所容纳的劳动力比工业多2至3倍，而且其具有能够吸纳各类劳动力的独特优势。因此，积极发展第三产业可以吸纳西南地区的大量剩余劳动力，不仅缓解了就业矛盾，而且为地方的财政做出了贡献。 随着社会经济的发展，广大人民群众的经济收入和休闲时间不断增加，对生活水平和质量的要求越来越高；另一方面，人们回归大自然的渴望愈来愈强烈，对物质文化生活的生态需求也愈来愈高。这使得生态旅游成为一种新的休闲娱乐方式，同时也为西南地区的经济发展带来了机遇。大力发展生态旅游，既可以使人们领略到田园风光，又可以增强人们的环保意识，同时还可以发展农村经济和增加农民收入。（四）推动关键技术研究，开展流域治理工作 理论上来说，面对不断的陆地化过程和水质污染，河流湿地恢复的目标主要集中在洪水危害的减小及其水质的净化上，通过疏浚河道，河漫滩湿地再自然化，增加水流的持续性，防止侵蚀或沉积物进入等来控制陆地化，通过切断污染源以及加强非点源污染净化使河流水质得以恢复。恢复的过程通常包括清除和控制干扰，净化水质，去掉顶层退化土壤，引种乡土植物和稳定湿地表面等步骤。此外，永定河的保护与恢复不应该局限于永定河北京段，而是应当与山西、河北、内蒙古自治区等进行合作，对整个流域开展治理工作。通过分析可以看出，不论在水量、水质抑或是水土保持上，永定河上游地区对永定河北京段都有着巨大的影响。因此，如果永定河北京段的治理工作脱离了永定河上游相关地区和部门的协作与配合，最终是难以获得实质性效果的。（五）改变观念，恢复河流的自然属性 随着南水北调工程的实施，永定河北京段作为水源的功能会淡化。从长远来看，应将永定河的管理与治理定位于生态河、景观河、文化河，发挥其生态价值、景观价值和文化价值。按照“以水造景，循环利用”的思路，通过污水净化、造景配绿等工程，将永定河建成岸绿景美、水清河畅、文化蕴涵深厚、适应游客和市民生活的生态河、景观河、文化河。考虑到南水北调和首钢搬迁的具体情况，建议从三家店水坝往下游放水，以弥补三家店水坝下游永定河流域蒸发损失和河床渗漏的水量，改善永定河流域下游的生态环境。这不仅是落实科学发展观、大力推进城市建设的具体体现，而且是统筹人与自然和谐发展、打造城市宜居环境的新突破。论永定河与北京市地下水的补给关系1、山区基岩中地下水的补给石灰岩中溶洞水的补给 我们知道在石灰岩地区, 由于地下水的作用成喀斯特溶洞, 这是很明顾的, 因而形成地下水流的通道,从而来补北京市地下水。应当靛明, 这种水源的补拾,如果配合相应的适当的地壳上升运动, 更能翔示其作用。而西山地区的上升运动, 恰恰成为最有利的一点, 使溶洞中大量汤出水流。玉泉山之泉水圈即是最有力的靓明之一。可以歌想石灰岩中地下水的补抬决不只此一处。其补拾水量亦是相当可观的。裤造断裂中地下水的补给 西山地区受燕山运动的影响, 使之崖生褶皱、断裂以及大量的裂隙。岩居是相当破碎的。因此可以储存大量的地下水, 亦可以形成地下水流通的通道。西山地区褶敏的主要方向, 是大致北东东一南西西向的,井且向东倾伏。而其断居的方向亦是北东一南西向的。这些都成为补拾北京市地下水有利的条件和良好的途侄。颖然通过这种途侄补给的数量, 亦是有着重要意义的。2、 冲积扇上部地区降水的补给上述雨点在冲积扇顶部的广大地区, 其粘置土的复盖屠较薄。在石景山八宝山一带一公尺的厚度, 而其下部是透水性良好的冲积扇上部。同时又由于北京地区的降水是大量集中的, 这些都可能成为降水大量补拾的良好条件。因而冲积扇上部广大地区的降水,除部分形成地表径流流走和被蒸发外, 而其他部分皆补给地下径流。当然其补给的数量是非常可现的。3、 其他补给来源 永定河河水的补给： 前面已释论述了永定河的补给量不会很大, 但是不可能没有丝毫的影响。这亦可以从蕾港桥附近和水屯村附近的勘探结果得到证明。其河床下的地下水位是比较高的, 这正是由于河水渗漏的影响所引起的南口冲积扇的补给：南口冲积扇位于永定河冲积扇的北部, 其位置较高。同时其雨冲积扇的边椽部分可能在清河一带重叠。因而有可能补拾永定河冲积扇。总之, 王面概略的描述了北京市地下水的来源问题, 但是它只能做粗略的定性的能明, 它并不从非常准确的量的概念上加以论述。同时也应当指出山区基岩中的地下水的补给和冲积扇上部广大地区的降