大荔县地裂缝危险性区划--大学本科毕业论文.doc
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1、装订线毕业设计(论文)报告纸摘 要大荔县地裂缝最早出现于上世纪70年代,地裂缝成因复杂多样,是活动断裂、降雨、地下水活动和人类工程活动(农田灌溉)等多种因素作用下的一种综合效应。本文采用层次分析法系统地对大荔县地裂缝进行了区划研究。通过研究已有资料以及实地调查,对大荔县区域地质环境特征进行了研究分析,总结了大荔县地裂缝的空间分布发育特征和分布规律。在此基础上,分析现有的区划研究成果,提出了大荔县地裂缝危险性区划的目的、意义、方法和依据。抓住浅表层土不均匀变形是地裂缝发生的本质原因,建立了大荔县地裂缝危险性区划评价指标体系,选取了地形地貌、岩土体类型、地裂缝活动性、地裂缝密度等13个区划评价因素
2、。综合上述研究基础并结合大荔县地裂缝灾害的现状和特征,基于MapGIS软件平台,叠加各地质图层对大荔县地裂缝进行危险性区划,并编制大荔县地裂缝危险性区划图系。关键词:大荔县,地裂缝,层次分析法,危险性区划ABSTRACTDali County ground fissure first appeared in the 1970s, whose cause is complex and diverse geneses. It is a comprehensive effect of multiple factors under rainfall, groundwater activities an
3、d human activity (irrigation), etc.This dissertation uses the AHP to do the risk zoning of the Dali County ground fissure. According to the available data and the field survey, we summed up the cracks in the Dali County spatial distribution development features and distribution rules through analysi
4、sing Dali County regional geological environmental characteristics. On this foundation, the author proposed the goal, significance, method of the Dali County ground fissure hazard zonation. Seizing the essence that the non-uniform deformation of the shallow soil layer caused the occurrence of ground
5、 fissures, we established the Dali County ground fissure hazard zonation evaluation index system through selecting 13 factors such as the topography, the type of rock and soil, the density of ground fissures, the activity of ground fissures and so on.Based on the above studies, bonding the ground fi
6、ssure disaster the present situation and the characteristic in Dali County, taking advanced MapGIS as the platform, the Dali County ground fissure disaster risky area to delimit the chart department is established by superimposing the geological project layer.KEY WORDS: Dali County, ground fissure,
7、analytic hierarchy process, risk zoning目 录第一章 绪论11.1 选题背景及研究意义11.1.1 地裂缝简述11.1.2 研究目的及意义11.2 国内外地裂缝研究现状与进展21.3 本文主要研究内容和技术路线31.3.1 研究内容31.3.2 研究技术路线3第二章 地理概况及环境地质背景52.1 自然地理概况52.1.1 位置交通52.1.2 经济社会发展概况62.1.3 气象特征72.1.4 水文特征102.2 环境地质背景112.2.1 地形地貌112.2.2 地层岩性132.2.3 地质构造142.2.4 新构造运动与地震152.2.5 水文地质条
8、件162.3 人类工程活动17第三章 大荔县地区地裂缝分布规律及发育特征183.1 地裂缝成因分析183.1.1大荔县地裂缝成因类型183.1.2 影响因素193.2 地裂缝的空间发育特征213.2.1地裂缝发育时间特征213.3 大荔县地区地裂缝的分布规律22第四章 大荔县地裂缝危险性区划324.1 危险性评价原则324.2 评价指标体系的建立324.2.1 层次分析法原理324.2.2 评价因子的选取8、9、15、19354.2.3 各评价因子权重的确定364.3 危险性评价模型的建立384.3.1 评价指标体系的分级量化384.3.2 危险性区划评价模型的实现394.3.3 危险性区划的
9、实现过程404.4 危险性区划结果分析43结论45参考文献46致 谢49II第一章 绪论1.1 选题背景及研究意义现代研究表明,随着社会主义现代化建设的进行,工业文明的兴起,人类工程活动逐渐加剧,地裂缝灾害的发生频率逐年增多,灾情逐年增大,对于农村田地及市政基础设施产生了很大危害,已成为许多地区和城市危害性最大的地质灾害之一。在世界很多的国家,裂缝的发生频率和严重程度已成为一种新的、独立的地质灾害,已引起国际社会的关注。因此,积极查明地裂缝分布、发育特征及灾害影响,进行地质灾害危险性区划,是今后城市规划和工程建设的重要研究工作。1.1.1 地裂缝简述 地裂缝是岩石和土体在内外营力作用及人类活动
10、影响下发生变形,当外力作用累积超过土体内的结合力时,岩石和土体破裂,连续性的破坏导致裂缝发育1。在地面下,由于周围岩石和上层岩石的应力挤压,两者使土层的结构发生变化,位于地表的岩土体有部分临空,表层土有一定自由活动范围,因为卸荷作用围压在地表减小,因而形成具一定长度、宽度、深度等特性的裂隙,即在地表表现为地裂缝2。自1556年华县大地震以来,大荔县出现了大量的地震裂缝,研究与工程实践表明,这些裂缝遗迹在上世纪60年代,80年代活动强烈,目前已处于稳定状态。经研究发现大荔县出现地裂缝其中主要一个原因是农田灌溉:农田抽水浇地,其一,导致了地下水位严重下降,其二,灌溉水侵裂隙,增加湿陷性黄土地裂缝,
11、遇水下陷,从而加加速地裂缝的发展。随着地下水位的下降和上覆土层的增厚,应将由构造引起的地裂缝及由湿陷性土遇水引起的湿陷裂缝区别对待。1.1.2 研究目的及意义 大荔县地处渭河盆地西部,是陕西省产业转移示范区,处在“陕西东大门建设”的重要地理位置,区位优越,然而该区也是地质灾害常发区,其中地裂缝灾害是不容忽视的地质环境问题,其不仅破坏基础建筑设施,而且导致土地资源不能合理开发利用。地裂缝及其他地质灾害严重影响了当地经济的发展。大荔县岩土工程勘察与施工过程中,经常遇到地裂缝,使得建设单位和施工单位对地裂缝形成原因及危险性难下定论,采用什么措施进行防治也束手无策。地裂缝经过之处,撕裂楼房,毁坏农田,
12、给工农业生产和人民群众的生活都带来极大的危害,己经成为大荔县典型的地质灾害之一。于2005年有单位对大荔县地质灾害做调查和区划,此次调查地裂缝不全面,以比较典型的为研究对象,现今该地地裂缝又新发育多条,以往的调查仅作为参考。此外针对地裂缝的区划研究方面,至今尚未建立一套科学合理的评价体系,没有系统、完整的区划成果,评判指标也无统一定论,地裂缝危险性区划处于探索阶段。从实践意义上看,开展地裂缝发育规律研究,为地裂缝危险性区划提供科学合理的依据,对大荔县地区工程场地评价、城乡建设规划、今后防灾减灾的工作,以及对国计民生的发展有重要的指导意义。1.2 国内外地裂缝研究现状与进展 地裂缝最早于1927
13、年美国亚利桑纳州中部的Picacho盆地发现,经历90年,各国学者对地裂缝的产生、发展进行了深入的研究。最初美国学者认为地裂缝的形成受构造因素影响。后逐渐加强地下水超采对地裂缝影响的研究,发现地下水对地裂缝发展影响重大,形成了地下水开采成因说。随着深入研究的开展以及观测资料的累积,地裂缝发育受构造和地下水开采这一观点被人们普遍接受。国内注重渭河盆地地裂缝研究,西安最为典型,提出以下成因模式3:张家明的断块掀斜成因说,刘国昌、王景明的隐伏断层蠕动成因说,王兰生(1989)的构造重力扩展成因说,彭建兵的主伸展断裂伸展活动成因论,上述观点均强调断裂构造对地裂缝的控制作用。对于大同地裂缝,起初学者普遍
14、认为其产生和发展受控于基底断裂构造活动,同过量开采地下水无必然联系,深入研究发现构造活动只是地裂缝形成的地质背景,过量开采地下水导致地面不均匀沉降才是地裂缝发育的主要原因,此后地下水对地裂缝的影响引起了众学者们的注意。对于构造活动背景和地下水开采对地裂缝发育的影响,美国是以定量化的视角进行研究,主要利用断层形变、地面沉降和地裂缝表层位移的长期观测资料,采用不同的方法来量化彼此之间的关系,从而得到断裂和地下水活动对地裂缝发育影响的具体过程。国内在20世纪对地裂缝研究取得一定成果,但是整体看来研究局限性大,具有分散性,不够深入,缺乏全面的、综合的、系统的地裂缝理论研究。进入21世纪 ,地裂缝的研究
15、逐渐从以往的定性化理论分析向以实验模拟地裂缝发育过程的精确定量化研究转变。利用同实际情况相似的材料模拟地裂缝的发育过程,利用学科交叉的互补性,通过非线性理论对定性化的地裂缝做定量的数学描述,搭建一套准确可靠的预测、预报模型(如人工神经网络模型),同GIS结合相互补,完善现有的技术系统,力求减少地裂缝地灾对环境的影响,从而对其加以利用,是今后地裂缝研究的主要方向。目前来看, 美国地裂缝研究已具有多学科交叉综合研究的特点,他们重视地裂缝发育及其影响因素的综合分析研究,另外,提出有关地裂缝的预测预报的新方法,有利于减灾防灾工作的进行,然而,他们的有效性、可靠性及实用性有待时间去验证。国内目前长安大学
16、对地裂缝研究最多。以彭建兵教授带领学术团队,围绕西安地裂缝持续开展了20余年的研究工作,取得了一批原创性的、填补国际空白的学术成果。查明并揭示了西安地裂缝的时空分布规律,揭示了西安地裂缝形成的原因;创新提出了构造控缝、应力导缝和抽水扩缝的西安地裂缝耦合成因理论,破解了长期困扰学术界的西安地裂缝成因之疑;开发的GPS和INSAR融合监测技术,成功地获得了西安地裂缝历年活动变化的信息;在国际上率先解决了地铁工程的地裂缝防治技术难题,为西安地铁工程建设提供了重要技术支撑。这些成果已广泛应用到全国地质灾害监测预警工程、城市减灾防灾以及高速铁路、高速公路、长输管线和城市管网等重大工程建设中,并将我国地裂
17、缝研究推进到国际前沿水平。1.3 本文主要研究内容和技术路线 1.3.1 研究内容本文通过资料搜集、地质填图、室内资料整理、室内模型试验等,在总结大荔县地裂缝发育特征和分布规律的基础上进行地裂缝危险性区划。主要研究内容如下: 1、分析地裂缝发育的环境地质背景包括气象和水文、地形地貌及区内地形地貌、地层岩性、主要活断裂、地下水等; 2、分析总结大荔县地区地裂缝的发育现状及规律,主要包括时空分布特征与地貌单元、与地层及与断裂的关系; 3、研究探讨大荔县地区地裂缝的成因;4、采用层次分析法对大荔县地裂缝灾害进行区划研究,编制大荔县地质灾害危险性区划图。1.3.2 研究技术路线为完成上述研究内容,本文
18、的技术路线如图1-1所示:图1-1 研究技术路线第二章 地理概况及环境地质背景 2.1 自然地理概况 2.1.1 位置交通 陕西省大荔县位于陕西省渭河盆地西部、关中平原东部,黄河、渭河、洛河三河汇合,境内三水环绕。南邻渭河,同华县、潼关、华阴市;西侧被洛河环绕,与渭南市临渭区相邻;北接壤台塬, 合阳县、同澄城;东邻黄河,与永济市相望。大荔县东西长约52千米,南北宽大约为48千米,总面积1766平方千米。地理坐标:E:1094311019,N: 3436 3502图1-1 研究区地理位置卫星图 图1-2 大荔县交通位置图大荔县县城距渭南市区59千米,距省会西安市区125千米,县内交通很便利(见图
19、1-2),202省道直通西潼高速公路、渭大韩公路、108国道穿越全境,侯西铁路从县境西北部穿越,乡乡通公路早在县内实现了。2.1.2 经济社会发展概况目前大荔县有18个镇, 415个行政村、总人口73万,县域总面积1800多平方千米,耕地150万亩,人口密度394.12人/km2。大荔县是一个农业大县,主要为农林牧业。县境内现有耕地有7.1万公顷。粮食作物主要为小麦、玉米,主要分布在洛河阶地地区。经济作物主要为棉花、花生,主要分布在北部塬区、黄河滩区和洛灌区。牧业发以秦川牛、猪、为主。大荔县五大支柱产业:食品业、纺织业、酿酒业、造纸业及机械业。目前大荔县的通讯、电力、交通、生态建设等基础设施建
20、正在设快速发展,县、乡公路环网化和村村通油路已全面实施。今后大荔县以加快发展为重点,以调整结构为主要任务,以强县富民为奋斗目标,努力实施五大强县战略(即开放开发战略、特色经济富民战略、龙头企业带动战略、基础设施先行战略、科教兴荔战略),着力推进三个转变(即由资源优势向产业优势转变、由传统生产方式向产业化经营方向转变、由农业型经济向工商型经济转变)。 2.1.3 气象特征大荔县为暖温带大陆性半干旱季风气侯。夏季炎热多雨,冬季既寒冷又少雨,四级分明。年平均降水量为511.0mm,年内分布非常不均匀(图2-2)。大荔县降水量总体表现南部比北部多,西部比东丰富(见图2-3)。大荔县暴雨次数尽管不多,但
21、由于暴雨持续时间短,强度大,易引发地质灾害滑坡、崩塌和地裂缝,对人民的生命财产造成了巨大威胁。图2-1 大荔县全年降水曲线图图22 陕西省大荔县年降水量分布图 表21 大荔县历年年降水量一览表年份年降水量(mm)年份年降水量(mm)年份年降水量(mm)年份年降水量(mm)1956548.21968587.31980518.21992520.91957490.81969429.61981652.31993425.81958748.01970500.71982452.31994512.81959452.81971542.31983752.31995325.01960443.91972403.219
22、84638.71996604.31961613.61973395.21985557.11997240.81962530.21974560.51986282.11998654.91963473.21975648.11987535.41999496.81964730.71976484.21988639.42000383.51965645.11977372.31989518.12001282.91966410.71978441.51990407.92002445.31967458.91979421.31991419.82003843.5资料来源:大荔县气象局图23 大荔县1956-1998年年降水量
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