城市地质地貌及其灾害

城市的地质地貌本节内容2.1.1城市地质(Geology)2.2.2城市地貌Geomorphology)2.1城市地质地貌2.1.1城市地质一、地质条件(GeologicalConditions)与城市建设(UrbanConstruction)地质条件是城市建设的基础城市建设中的地质问题地质稳定性地质安全性地质基础地下水供水条件1、地质稳定性GeologyStability主要指由于地球内力作用引起的构造活动，特别是断裂、地震等活动对城市的影响程度。我国45%以上的大中城市处于7度以上的高烈度区内城市建设应尽力避开地质稳定性较差的地区不利构造条件：(城市建设需要避开的地方)古地槽(geosyncline)断裂带(faultzone)…稳定构造条件：(城市建设可以开展的地方)古地台(platform)地堑(graben)地垒(horst)2、地质安全性GeologicalSafety主要是指现代地质作用对城市的影响。如岩石风化、冲沟、泥石流、崩塌、海岸与湖岸的冲刷和堆积等等。城市规划及用地选择时，对现代地质作用进行研究，了解它们分布和发育规律，以便采取相应的防治措施。3、城市地质基础（geologicalfoundation）岩层的结构、性质（尤其是浅层岩石、第四纪覆盖层）是建（构）筑物的基础条件，是城市建设的基础。城市建设要选择地质条件好、岩层的承压力强、抗剪抗压能力强的岩层。4、城市地下水供水条件地下水（Groundwater）贮存条件、水量、水质、水温等对城市开发建设具有重要意义。水源充足、水质良好，是城市规模不断扩大的基本保证城市规划布局时，从地下径流条件，结合地形、河流、风向等因素，考虑建设项目的布局，防止地下水受到工业排放废水的污染，或因过度开采地下水，造成地面沉降。二、影响城市建设的主要地质因素（一）工程地质（EngineeringGeology）工程地质条件是指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。选择最佳的建筑地质基础，是城市开发建设的先决条件。各种地面组成物质的承载能力组成物质承载力（t/m2）组成物质承载力（t/m2）碎石（中密）40～70细砂（很湿）（中密）13～16角砾（中密）30～50大孔土15～25黏土（固态）25～50沿海地区淤泥4～10粗砂、中砂（中密）24～34泥炭1～5细砂（稍湿）（中密）16～22（二）水文地质Hydrogeology水文地质条件对城市开发建设的影响，主要表现：影响施工、建筑物安全和寿命影响城市用水影响城市卫生条件过分开采地下水，影响地面沉降（三）地质构造(GeologicalStructure)地壳由于地球内动力作用，引起变化或形变的机械运动，称为构造运动，或称大地构造运动。影响城市布局影响建筑施工影响建筑物的安全生物碎灰岩中的雁行式节理，右阶（型）式排列，运动方向反时针和州组姜块状灰岩中的共轭节理－巢湖麒麟山大采场构造地质现象：节理（joint）节理：断裂构造的一类，指岩石裂开而裂面两侧无明显相对位移者（与有明显位移的断层相对）图2-2雅玛里克山观测到的褶皱、断层、风化壳、节理（四）地壳升降活动（crustalelevation-ubsidence）是指地壳物质沿着地球半径方向进行的上升或下降运动，是一种缓慢性的构造运动。地壳升降活动的主要效应引起海进海退；水陆变迁，沧海桑田；引起海岸侵蚀、洪涝灾害、风暴潮等马尔代夫1.5m海拔2009年10月17日，印度洋岛国马尔代夫首次在水下召开内阁会议，呼吁国际社会关注全球气候暖化造成海水上升，威胁到马尔代夫的生死存亡。（五）地震（Earthquake）自然地质现象，是地壳自然快速颤动，应力突然释放引起的剧烈地壳运动。地震原因：构造的、火山的、人为因素震源SeismicSource，Focal震中Epicenter震级Magnitude2008.5.12大地震震中为N31°，E103.4°90%7%航拍的震后玉树城市地震灾害由于城市人口集中，经济、设施、科技文化集中，地震灾害破坏性强，损失大；灾害具有连锁性：引发火灾；道路、通信、交通破坏。当地时间2010年9月4日凌晨，新西兰南岛发生里氏7.2级地震，震中位于克赖斯特彻奇（基督城）以西30公里处，震源深度20公里。截止2010年9月4日10时，地震已造成2人重伤，另有数人受轻伤。克赖斯特彻奇的公共服务出现大范围故障，包括天燃气和自来水泄漏、电力供应中断等。基督城75%城区供电、供水中断，排污系统遭受严重破坏，机场随即关闭。城市防震我国城市防震存在的主要问题：第一，我国地震活动分布区域广，震源浅，强度大，震中分散，难于捕捉防御目标。第二，位于地震带、地震区域上的重要城市多，受经济实力制约，城市原有抗震设防水准低，工程技术保障安全性差。第三，强震重现周期长，人们抗震减灾意识薄弱，思想麻痹。多数城市没有震前预测、震中抵抗、震后重建的综合防震抗灾规划。我国城市防震的主要对策和措施第一，避免在强震区建设城市。第二，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。第三，对易于产生次生灾害的城市设施，要先期安置合适位置。第四，按震时的安全需要，安排各种疏散避难的通道和场所。第五，保护好城市重点工程设施，如城市生命线工程（供水、供电、供气、通信、机场、车站、桥梁等），医院、消防等重要设施部门，以免震时受到损坏，使城市机能瘫痪。2.1.2城市地貌(UrbanGeomorphology)一、地貌环境与城市建设地貌是自然环境的重要组成要素，是地球表层系统的固体下垫面，它以形态起伏、物质组成、动态演变过程来影响环境。也称地貌环境。（一）城市化引起的地貌过程变化１、流水作用过程的变化城市中天然植被和土体表面被人工铺设的地面所取代，从而影响降水、地表流水的流动方式和下渗状况，改变城市的水文过程，使城市流水侵蚀与沉积的地貌作用过程发生改变。2、重力作用过程的变化由于城市频繁而强烈的建设活动，使坡地力的平衡受到破坏而处于不稳定状态，减低了抗剪抗压强度。表现为：一方面，片状、线状侵蚀过程加速进行，使坡面后退夷平地表；另一方面，地表受切割加强，沟壑发育使地表破碎，加快物质转移。地表受侵蚀切割破碎，地面的相对稳定性被破坏，坡地失稳，滑波崩塌增多。水土流失严重，土地退化。3、喀斯特地貌过程的变化喀斯特地貌(Karstlandform,KarstGeomorphology)是可溶性岩石经溶蚀后形成的一种特殊的地貌。喀斯特地貌的形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。石灰岩的主要成分是碳酸钙，在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙。后者可溶于水，于是有空洞形成并逐步扩大。CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3）2喀斯特现象在南欧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笼统地称之喀斯特地形。喀斯特地貌过程的变化城市化加速喀斯特地面变形和地表塌陷；城市化由于地面加载、工业生产排放大量酸性废物，酸性物质增多和酸浓度增加，地表和地下水循环加强，导致可溶性岩石的溶蚀度增大，溶蚀速度加快；地下水被过度开采，水位大幅度地连续下降，增大了对可溶性岩石的侵蚀溶蚀作用，从而加快喀斯特过程的进行。此外，风沙地貌过程、土地沙化、水土流失、滑坡、泥石流等地貌过程，也因城市化人类活动的强烈干扰而加速、加剧。（二）地貌环境对城市开发建设的影响城市地貌环境是指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，包括自然地貌与人工地貌。选择最佳的城市位置和利于建设的地貌条件，主要考虑的地表形态要素是地貌部位，地面起伏，地面切割度，地面坡度和坡向、地块大小等。1、地貌部位与城市分布(geomorphologicposition)城市分布(urbandistribution)的主要地貌部位：（1）河流汇合处；(天津、武汉)（2）河谷阶地；(兰州)（3）平原或盆地底部；（沈阳市位于辽河平原中部）（4）海滨、岛屿；（日本东岸城市带）（5）两大地貌单元的分界处（乌鲁木齐天山与准噶尔盆地的过渡带的山麓）2、地貌形态结构与城市布局(LandformStructureandCityLayout)（1）影响城市区位条件；（2）影响城市形状的形成和发展；（3）影响城市空间分区、布局、结构；（4）影响城市发展规划和景观风格；（5）影响城市土地资源种类、分布、利用方式、利用程度和效益，从而影响城市港口、机场建设、交通、城市布局、旅游业发展。3、地形坡度与城市开发建设(TopographicSlope)平缓地形有利于城市建设；过于平坦低洼（当地面坡度小于0.3%），则不利于地表排水。不同的地形坡度，可适应不同的建设活动，从而形成不同的土地利用空间结构。4、地面组成物质与城市开发建设(SurfaceMaterial)不同成因类型的表土和底土，其承载力有较大差异，对城市建设、交通、地貌灾害、建设投资概算等均有影响。在城市开发建设和用地选择时需要对各类建筑物和构筑物的坐落基础进行了解。（三）地貌对城市生态环境的影响主要影响城市中的空气、水体、地面温度、相对湿度、营养物质以及污染物质的迁移积累；影响城市动植物有机体的繁殖、物质和能量的流动；影响城市光照、辐射、风雨云雾雪等非生物因子，从而影响生物的生长和分布；影响人工地貌发生的位置、速度、频率和范围，从而影响城市生态环境系统。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二、城市地貌类型及特点根据人类活动作用程度的差异，城市地貌可分为三种类型：（一）自然成因地貌是指几乎未受人类活动影响的地貌体。按形态可分为低山(LowMountain)、丘陵(Hilly)、台地(Platform)、阶地(Terrace)、盆地(Basin)、冲积平原(AlluvialPlain)、冲积扇(alluvialfan)、河漫滩(floodplain)、沙洲(Shoal)等。（二）人工成因地貌指人工堆积和剥蚀的地貌实体，由人类的作用力和人类掌握的物质能量构成。特点：按人的旨意塑造，形态各异，风格不同。形成速度快，扩展范围大。分类方法多种多样。甘肃山西云南广东（三）混合成因地貌人工地貌体叠加在自然地貌上，或人类活动作用对自然地貌产生了一定的效应，对城市区域的地表形态结构进行了改造，但作用量值较小，未能形成独立的地貌体，只是在地貌体中叠加了人类活动。又称“人为叠加地貌”。混合成因地貌是城市地貌的主要特征三、影响城市活动的主要地貌要素(一）地表形态(surfaceconfiguration)是城市生态环境的基本特征之一，一般用地面起伏、地面切割密度、坡度、坡向等要素描述和度量。影响城市选址、内部结构布局、交通线网、排水系统、建设投资概算等。1、地面起伏度(theriseandfalloflandsurface)以海拔或相对高差（m）来度量。对山区、丘陵地区而言，地面起伏度是影响城市规划建设的重要指标之一。可将地面起伏度划分若干等级。等级ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ全球共计起伏度0-2020-3535-6060-8080-100＞1002、地面坡度(slopedegreeoflandsurface)以倾斜角（°）或斜率（％）来度量。地面坡度＝两地间高度差／两地间距离不同坡度对城市建设的适宜度不同3、地面切割度(SurfaceCuttingDegree)由于地壳构造运动，地面上升，江河沟谷下切侵蚀，形成密集的江河沟谷网，称为切割密度。以每平方公里面积内沟谷长度（km/km2）为单位度量。地面切割密度反映了城市建设所利用地块的面积大小与形状，以及地形对城市道路建设及布局的影响。冲沟是由间断流水在地表冲刷形成的沟槽。切割城市用地，影响其利用。城市建设选择用地时，应分析冲沟的分布、坡度、活动与否，了解冲沟的发育条件，从而采取相应的治理措施，如绿化固坡，修建护坡。（二）地貌营力过程