理论教育 水利水电工程地质:河谷类型及特征展示

水利水电工程地质:河谷类型及特征展示

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:斜谷是指河谷延伸方向与岩层走向或地质构造线方向斜交,其特征介于纵谷与斜谷之间。

水利水电工程地质:河谷类型及特征展示

4.3.1.1 根据地形划分

河谷可划分为山区(包括丘陵)河谷和平原河谷两种基本类型,两种河谷的形态有很大差异。平原河谷由于水流缓慢,多以沉积作用为主,河谷纵断面较平缓,横断面宽阔,河漫滩宽广,江中洲发育,河流在其自身沉积的松散冲积层上发育成河曲和汊道。山区河谷与水电工程关系密切。

4.3.1.2 根据横断面形态划分

(1)峡谷。河谷的横断面呈“V”形,谷地深而狭窄,谷坡陡峭甚至直立,谷坡与河床无明显的分界线,谷底几乎被河床全部占据。两岸近直立,谷底全被河床占据者也称隘谷,如长江瞿塘峡。隘谷可进一步发展成两壁,但仍很陡峭,谷底比隘谷宽,常有基岩或砾石露出水面以上的障谷。峡谷的河床面起伏不平,水流湍急,并多急流险滩。如金沙江虎跳峡,峡谷深达3000m,江面最窄处仅40~60m,一般谷坡坡角达70°。长江三峡也是典型的峡谷地段。

峡谷的形成与地壳运动、地质构造和岩性有密切关系。地壳上升和河流下切是最普遍的成因。古近纪以来地壳上升越强烈的地区,峡谷也越深、越多。如位于喜马拉雅地区的雅鲁藏布江大峡谷,是世界上最大、最深的大峡谷。位于横断山脉的澜沧江怒江以及金沙江也都形成很深的峡谷。峡谷多形成在坚硬岩石地区,尤其在石灰岩白云岩砂岩、石英岩地区最为多见。如长江三峡是地壳上升地区,大部分流经石灰岩、白云岩分布的地段均形成峡谷,而由庙河经三斗坪坝址区至南沱则为花岗岩地段,河谷较宽阔,岸坡较缓,河漫滩也常有分布。这与花岗岩的风化特征有关。

峡谷地段水面落差大,常蕴藏着丰富的水能资源。如金沙江虎跳峡在12km的河段内,水面落差竟达220m,另外,在其下游的溪洛渡峡谷地段也有很大落差,现正建设一座278m高的混凝土拱坝和装机容量为1260×104kW的水电站。当在峡谷地段发育有河曲时,更可获得廉价的电能。如雅砻江锦屏大河湾段,只需建一低坝拦水,开凿约17km长的引水洞,便可得到300m的落差,设计装机容量为320×104kW。永定河自官厅至三家店为峡谷地段,在约110km长的河谷中,有300多米的落差,因有多处河曲,20世纪50年代即已在珠窝、落坡岭修建低坝(坝高分别为30多米和20多米),而在下马岭和下苇甸分别获得约90m和70m的水头,修建了引水式水电站。

(2)浅槽谷。浅槽谷又称“U”形河谷或河漫滩河谷。河谷横剖面较宽、浅,谷面开阔,谷坡上常有阶地分布,谷底平坦,常有河漫滩分布,河床只占谷底的一小部分。河流以侧蚀作用为主,它是由“V”形谷发展而成,多形成于低山、丘陵地区或河流的中、下游地区。

(3)屉形谷。屉形谷横断面形态为宽广的“︺”形,谷坡已基本上不存在,阶地也不甚明显,只有浅滩、河漫滩、江中洲、汊河等发育。其中浅滩为高程在平水位以下的各种形态的泥沙堆积体,包括边滩、心滩、沙埂等。心滩不断淤高,其高程超过平水位时即转为江心洲。河流以侧蚀作用和堆积作用为主。多分布在河流下游、丘陵和平原地区。

4.3.1.3 根据河流与地质构造的关系分类(www.daowen.com)

(1)纵谷。纵谷是指河谷延伸方向与岩层走向或地质构造线方向一致。河流是沿软弱岩层、断层带、向斜或背斜轴等发育而成。据地质构造特征,又可分为向斜谷、背斜谷、单斜谷、断层谷、地堑谷等,如图4-4所示。

(2)横谷。横谷是指河谷延伸方向与岩层走向或地质构造线方向近于垂直。河流横穿褶皱轴或断层线。当穿过向斜轴或较大的断层破碎带时,往往形成河谷开阔的宽谷;穿过背斜轴时则常为狭窄的峡谷。

(3)斜谷。斜谷是指河谷延伸方向与岩层走向或地质构造线方向斜交,其特征介于纵谷与斜谷之间。

4.3.1.4 根据两岸谷坡对称情况划分

根据两岸谷坡对称情况,可分为对称谷和不对称谷,前者两岸谷坡坡度相近[图4-4(a)、(b)、(e)],后者则一岸谷坡平缓、一岸陡峻[图4-4(c)、(d)],谷坡平缓的一岸常有河漫滩分布,河水主流常靠近陡坡一侧流过。拱坝要求两岸地形尽量对称,当不对称时,容易产生不均匀变形。

图4-4 各种纵谷横剖面图

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