河流地質(zhì)作用及類型；河谷地貌的分類

情景9流水地質(zhì)作用及其有關(guān)的道路橋梁工程地質(zhì)問(wèn)題【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道河谷地貌的組成要素；河流地質(zhì)作用及類型；河谷地貌的分類；河流階地及類型；2.了解地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分；3.知道潛水、承壓水的形成條件及特征；4.知道地下水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其對(duì)工程的不良影響；5.了解公路橋涵布置的一般原則及規(guī)定；6.了解橋位選擇和在各類河段上選擇橋位時(shí)應(yīng)注意的要求；7.知道施工中地下水對(duì)工程的不良影響?！灸芰δ繕?biāo)】1.能分析河流地質(zhì)作用；2.會(huì)分析潛水、承壓水的形成條件及特征，會(huì)判讀水文地質(zhì)圖。必要的理論知識(shí)：

在地表系統(tǒng)中水作用是最為顯著和強(qiáng)烈的，從大氣中的水分到地表的河流以及地下水，再到巨大的湖泊海洋，水參與了地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的方方面面，特別是在以風(fēng)化為主的外作用力中，水是最為積極能動(dòng)的因子。對(duì)于道路橋梁來(lái)說(shuō)，橋梁就是克服水對(duì)人類活動(dòng)的阻隔而修造的，而道路往往因?yàn)樗鴵p毀，因此處理水的作用是工程建設(shè)的一項(xiàng)主要任務(wù)。9.1地表流水作用

地表流水來(lái)源主要為雨水、冰雪融水、泉水等。地表流水流動(dòng)方式分為坡流、洪流等暫時(shí)性流水和永久性流水（河流）。河流所流經(jīng)的槽狀地形稱為河谷。河谷是由谷底和谷坡兩大部分組成的。谷底包括河床及河漫灘。河床是指平水期水占據(jù)的谷底，或稱河槽；河漫灘是河床兩側(cè)洪水時(shí)才能淹沒(méi)的谷底部分，而枯水時(shí)則露出水面。谷坡是河谷兩側(cè)的岸坡。谷坡上部常年洪水不能淹沒(méi)并具有陡坎的沿河平臺(tái)叫階地，但并不是所有的河段均有。9.1.1河流的地質(zhì)作用河水流動(dòng)時(shí)，對(duì)河床進(jìn)行沖刷破壞，并將所侵蝕的物質(zhì)帶到適當(dāng)?shù)牡胤匠练e下來(lái)的過(guò)程，稱為河流地質(zhì)作用。河流地質(zhì)作用可分為侵蝕作用、搬運(yùn)作用和沉積作用。河流的侵蝕作用、搬運(yùn)作用和沉積作用在整條河流上同時(shí)進(jìn)行，相互影響。在河流的不同段落上，三種作用進(jìn)行的強(qiáng)度并不相同，常以某一種作用為主。(1)侵蝕作用河流以河水及其所攜帶的碎屑物質(zhì)，在河水流動(dòng)過(guò)程中，不斷沖刷破壞河谷、加深河床的作用，稱為河流的侵蝕作用。河流侵蝕作用的方式，包括機(jī)械侵蝕和化學(xué)溶蝕兩種。前者是河流侵蝕作用的主要方式，后者只在可溶巖類地區(qū)的河流才表現(xiàn)得比較明顯。按照河流侵蝕作用的方向，分垂直侵蝕作用、側(cè)方侵蝕作用和向源侵蝕作用三種。①垂直侵蝕作用河水及其攜帶的沙礫，在從高處不斷向低處流動(dòng)的過(guò)程中，不斷撞擊、沖刷、磨削和溶解河床巖石、降低河床、加深河谷的作用，稱為河流的垂直侵蝕作用，簡(jiǎn)稱下蝕作用。這種作用的結(jié)果是使河谷變深、谷坡變陡。河流的下蝕作用并非無(wú)止境的，下蝕作用的極限平面稱為侵蝕基準(zhǔn)面，如海平面（終極）、湖面（局部）。下蝕作用可使跨河建筑物（橋墩）的地基遭受破壞，應(yīng)使這些建筑物基礎(chǔ)的埋置深度大于下蝕作用的深度，并對(duì)基礎(chǔ)采取保護(hù)措施。②側(cè)方侵蝕作用側(cè)方侵蝕作用又稱旁蝕作用或側(cè)蝕作用，是指河水對(duì)河流兩岸的沖刷破壞，使河床左右擺動(dòng)，谷坡后退，不斷拓寬河谷的過(guò)程。側(cè)蝕作用的結(jié)果是加寬河床、谷底，使河谷形態(tài)復(fù)雜化，形成河曲、凸岸、古河床和牛軛湖。旁蝕作用主要發(fā)生于河流的中、下游地區(qū)。自然界的河流都是蜿蜒曲折的，河水也不是直線流動(dòng)的，而是呈螺旋狀的曲線流動(dòng)的。河水開(kāi)始進(jìn)入彎道時(shí)，主流線則偏向彎道的凸岸。進(jìn)入彎道后，主流線便明顯地逐漸向凹岸轉(zhuǎn)移，至河彎頂部，主流線則緊靠凹岸。在河灣處，水流因受離心力的作用，形成表流偏向凹岸而底流則流向凸岸的離心橫向環(huán)流。河床在寬闊的谷底中猶如長(zhǎng)蛇爬行般迂回曲折、左右擺動(dòng)。這種極度彎曲的河床，稱為蛇曲。蛇曲進(jìn)一步發(fā)展，使同側(cè)相鄰的兩個(gè)河灣的凹岸逐漸靠攏，當(dāng)洪水切開(kāi)兩個(gè)相鄰河灣的狹窄地段時(shí)，河水便從上游河灣直接流入下游相鄰的河灣，形成河流的自然裁彎取直。中間被廢棄的彎曲河道，逐漸淤塞斷流，變?yōu)楹?，叫做牛軛湖。Ⅰ－原始河道；Ⅱ－雛形彎曲河道；Ⅲ－蛇曲河道；Ⅳ－截彎取直后的河道及牛軛湖；1、2、3－河道演變過(guò)程③向源侵蝕作用向源侵蝕作用又稱溯源侵蝕作用，是指由于河流下切的侵蝕作用而引起的河流源頭向河間分水嶺不斷擴(kuò)展伸長(zhǎng)的現(xiàn)象。向源侵蝕的結(jié)果是使河流加長(zhǎng)，擴(kuò)大河流的流域面積、改造河間分水嶺的地形和發(fā)生河流襲奪。

（2）搬運(yùn)作用河流的搬運(yùn)作用是指河流將自身侵蝕河床的產(chǎn)物，以及上游各種暫時(shí)性水流帶入的泥砂和其他外力作用送入河流中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移到其他地方的過(guò)程。河流的侵蝕和堆積作用，在一定意義上都是通過(guò)搬運(yùn)過(guò)程來(lái)進(jìn)行的。河水搬運(yùn)能量的大小，取決于河水的流量和流速，在一定的流量條件下，流速是影響搬運(yùn)能量的主要因素。河流搬運(yùn)的方式可分為物理搬運(yùn)和化學(xué)搬運(yùn)兩大類。①物理搬運(yùn)物理搬運(yùn)指河流對(duì)碎屑物質(zhì)的搬運(yùn)，又稱為機(jī)械搬運(yùn)。根據(jù)流速、流量和被搬運(yùn)碎屑物質(zhì)的不同，可分為懸浮式、跳躍式和滾動(dòng)式三種方式。據(jù)測(cè)算，全世界河流每年輸入海洋的泥砂量約200億噸，我國(guó)黃河每年輸入渤海的泥砂量約18億噸，長(zhǎng)江每年也有約5億噸的泥砂輸入黃海。②化學(xué)搬運(yùn)化學(xué)搬運(yùn)指河流對(duì)可溶解的鹽類或膠體物質(zhì)的搬運(yùn)。其搬運(yùn)能力的大小取決于河流流量及河水的化學(xué)性質(zhì)，與流速關(guān)系較小。一般情況下，流動(dòng)河水的溶解量遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有飽和，因此，不管流速發(fā)生多大的變化，也難使可溶性物質(zhì)發(fā)生沉淀現(xiàn)象，因此多被搬運(yùn)到湖、海盆中，當(dāng)條件適當(dāng)時(shí)在湖、海盆中產(chǎn)生沉積。

(3)沉積作用河水在搬運(yùn)過(guò)程中，由于流速和流量的減小，搬運(yùn)能力也隨之降低，而使河水在搬運(yùn)中的一部分碎屑物質(zhì)從水中沉積下來(lái)的過(guò)程，稱為河流的沉積作用。由此形成的堆積物，稱為河流的沖積物（層），其一般特征為磨圓度良好、分選性好、層理清晰。由于河流在不同地段流速降低的情況不同，各處形成的沉積層就具有不同特點(diǎn)。在山區(qū)，河流底坡陡、流速大，沉積作用較弱，河床中沖積層多為巨礫、卵石和粗砂。當(dāng)河流由山區(qū)進(jìn)入平原時(shí)，流速驟然降低，大量物質(zhì)沉積下來(lái)，形成沖積扇。沖積扇的形狀和特征與前述洪積扇相似，但沖積扇規(guī)模較大，沖積層的分選性及磨圓度更高。沖積扇常分布在大山的山麓地帶。在河流下游，則由細(xì)小顆粒的沉積物組成廣大的沖積平原。在河流入海的河口處，流速幾乎降到零，河流攜帶的泥砂絕大部分都要沉積下來(lái)。若河流沉積下來(lái)的泥砂量被海流卷走，或河口處地殼下降的速度超過(guò)河流泥砂量的沉積速度，則這些沉積物不能保留在河口或不能露出水面，這種河口則形成港灣。更多的情況是大河河口都能逐漸積累沖積層，它們?cè)谒嬉韵鲁噬刃畏植迹软斘挥诤涌?，扇緣則伸入海中，沖積層露出水面的部分形如一個(gè)其頂角指向河口的倒三角形，故稱河口沖積層為三角洲。三角洲示意圖9.1.2流水地貌特點(diǎn)在一定地區(qū)內(nèi)的地面徑流，通過(guò)若干支流匯入一條主干河流，這一廣闊的集水區(qū)域，稱為該主干河流的流域。流域的范圍是以四周的地面分水嶺圈定的，即主干河流能夠獲得水量補(bǔ)給的集水區(qū)。流域地貌是指在集水范圍內(nèi)，由地面徑流的侵蝕、搬運(yùn)和堆積作用塑造形成的各類地貌形態(tài)的總稱。(1)河流各發(fā)育階段中的地貌特征陸地上的任何一條河流，都經(jīng)歷了很長(zhǎng)時(shí)期的發(fā)展演變。大體可分為幼年期、壯年期和老年期三個(gè)階段。在不同的發(fā)展階段中，具有不同的地貌特征。①幼年期河流的地貌特征：在河流發(fā)育的早期階段，由于地殼的迅速上升，河流深切侵蝕作用劇烈，大多形成狹窄的“V”形河谷。谷坡陡峭，河流縱剖面陡而傾斜，起伏不勻，谷底幾乎全被河床所占據(jù)。②壯年期河流的地貌特征：河流進(jìn)入壯年期階段后，水流均勻而平靜，基本上無(wú)急流瀑布，河流縱剖面上的明顯起伏也已消失。隨著河流側(cè)蝕作用的加強(qiáng)，河谷逐漸拓寬，谷坡平緩，山脊渾圓，地勢(shì)起伏緩和，由原來(lái)的坡峰深谷演變?yōu)榈颓饘捁取＂劾夏昶诤恿鞯牡孛蔡卣鳎汉恿靼l(fā)展到老年階段后，地質(zhì)作用以側(cè)向侵蝕和堆積作用為主，下蝕作用已很微弱，河水流速緩慢，堆積作用旺盛，形成寬廣的河漫灘，使河床深度逐漸淤淺，灘上湖泊、沼澤密布，汊河發(fā)育，河流在自身的堆積物上迂回?cái)[動(dòng)，形成河曲。(2)分水嶺分水嶺是指相鄰兩個(gè)流域之間的山嶺或高地。在分水嶺地區(qū)，由大氣降水形成的地表徑流，分別流入山嶺或高地兩側(cè)的河流。(3)水系在流域范圍內(nèi)，主干河流源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，擁有眾多大小不同的各級(jí)支流，形成復(fù)雜的同一系統(tǒng)、脈絡(luò)相通的地表水體，總稱為水系。水系中干流與各級(jí)支流的組合形式，稱為水系模式。它是各種內(nèi)、外地質(zhì)營(yíng)力作用的產(chǎn)物，受流域內(nèi)原始地形坡度、巖石性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和自然環(huán)境等因素的控制，在平面上表現(xiàn)為有規(guī)律的排列組合。通過(guò)對(duì)水系模式的分析研究，可以推測(cè)流域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造和地殼新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的大致情況。常見(jiàn)的有下列幾種水系模式。①樹(shù)枝狀水系是指支流較多而不規(guī)則，支流與主流及支流與支流之間均以銳角相交，排列形式似樹(shù)枝狀的水系模式。主要發(fā)育在地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、巖性均一、地勢(shì)平緩地區(qū)。②格狀水系是指支流與主流及支流與支流之間均以直角或近似直角相交，排列形式似方格狀的水系模式。③平行狀水系是指各支流相互平行或大致平行排列，形成平行嶺谷地貌的水系模式。常發(fā)育于受較大的地質(zhì)構(gòu)造控制的平行嶺谷地區(qū)和平緩的單斜巖層或掀斜式構(gòu)造上升的地區(qū)。例如，我國(guó)橫斷山脈中的水系是典型的平行狀水系。④輻合水系是指發(fā)育在盆地中或構(gòu)造沉陷地區(qū)的河流，形成由四周山嶺向盆地或構(gòu)造沉陷區(qū)中心匯集的水系模式。例如我國(guó)塔里木盆地、四川盆地等地區(qū)水系為輻合水系。⑤放射狀和環(huán)狀水系是指發(fā)育在穹隆構(gòu)造或火山錐上的河流，形成順坡向四周呈放射狀外流的水系模式。如果穹隆構(gòu)造的地層巖性軟硬相間，河流侵蝕破壞穹隆山，其支流沿出露的軟巖走向發(fā)育，注入環(huán)形主流，放射狀水系即轉(zhuǎn)化為環(huán)狀水系。⑥羽毛狀水系是指支流短小而密集，與主流呈直角相交的水系模式。它多發(fā)育在斷陷谷中或斷層崖的一側(cè)，或是線狀褶皺地區(qū)。例如流經(jīng)甘肅、陜西的渭河及其支流是較典型的羽毛狀水系。⑦網(wǎng)狀水系是指河道縱橫交錯(cuò)、無(wú)規(guī)律可循、呈網(wǎng)狀分布的水系模式。大多發(fā)育在沿海平原或河口三角洲地區(qū)。9.1.3河谷地貌的類型(1)按發(fā)展階段分類河谷的形態(tài)多種多樣，按其發(fā)展階段可分為未成形河谷、河漫灘河谷和成形河谷三類。如前述的河流發(fā)育階段類型。(2)按河谷走向與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系分類按河谷走向與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系分為：①背斜谷是沿背斜軸伸展的河谷，是一種逆地形。背斜谷多是沿張裂隙發(fā)育而成，雖然兩岸谷坡巖層反傾，但因縱向構(gòu)造裂隙發(fā)育、谷坡陡峻，故巖體穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生崩塌。②向斜谷是沿向斜軸伸展的河谷，是一種順地形。向斜谷的兩巖谷坡巖層均屬順傾，在不良的巖性傾角較大的條件下，容易發(fā)生順層滑坡等病害。但向斜谷一般都比較開(kāi)闊，使路線位置的選擇有較大的回旋余地。③單斜谷是沿單斜巖層走向延伸的河谷。單斜谷在形態(tài)上通常具有明顯的不對(duì)稱性，巖性反傾的一側(cè)谷坡較陡，順傾的一側(cè)谷坡較緩。④斷層谷是沿?cái)鄬幼呦蜓由斓暮庸取：庸葍砂冻Ｓ袠?gòu)造破碎帶存在，岸坡巖體的穩(wěn)定性取決于構(gòu)造破碎帶巖體的破碎程度。⑤地塹谷發(fā)育在構(gòu)造地塹中間低平地帶的河谷。如渭河就是發(fā)育在南北斷塊上升山之間的低凹帶。⑥橫谷與斜谷前五種構(gòu)造谷，其共同點(diǎn)是河谷的走向與構(gòu)造線的走向一致，也可以把它們稱為縱谷。橫谷與斜谷就是河谷的走向與構(gòu)造線的走向大體垂直或斜交，它們一般是在橫切或斜切巖層走向的橫向或斜向斷裂構(gòu)造的基礎(chǔ)上，經(jīng)河流的沖刷侵蝕逐漸發(fā)展而成的。就巖層的產(chǎn)狀條件來(lái)說(shuō)，它們對(duì)谷坡的穩(wěn)定性是有利的。但谷坡一般比較陡峻，在堅(jiān)硬巖石分布地段，多呈峭壁懸崖地形。a）向斜谷b）背斜谷c）單斜谷d）斷層谷e）地塹谷河谷發(fā)育與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系

（3）從公路工程角度分類①寬谷與峽谷山區(qū)河流常是寬谷與峽谷交替分布。在巖石性質(zhì)比較堅(jiān)硬的河段常形成峽谷，峽谷的橫斷面明顯呈“V”形，谷坡陡峭，谷內(nèi)的河漫灘和階地均不發(fā)育；在巖石性質(zhì)比較軟弱的河段，則常形成開(kāi)闊的寬谷，其橫斷面為梯形，谷內(nèi)有河漫灘或階地分布。橫穿背斜或地壘等構(gòu)造的河流，也常形成峽谷，如四川省北碚附近的嘉陵江河段，橫切三個(gè)背斜形成了著名的小三峽。反之，橫穿向斜和地塹等構(gòu)造的河流，就常形成寬谷。在地殼上升強(qiáng)烈地區(qū)，河流的下蝕作用強(qiáng)烈，也常常形成峽谷。舉世聞名的長(zhǎng)江三峽地區(qū)，其上升的幅度和速度都比其上、下游地區(qū)大得多。②對(duì)稱谷與不對(duì)稱谷流經(jīng)塊狀巖層和厚層狀巖層地區(qū)的河流，由于巖層巖性比較均一，河流側(cè)向侵蝕的差異性小，因而形成兩岸谷坡坡角大致相等的對(duì)稱河谷，特別是在直流段。如果河谷兩側(cè)巖層較薄，巖性軟硬不一，則河谷易向軟弱巖層一岸沖刷，從而形成一岸坡陡、另一岸坡緩的不對(duì)稱河谷。順著直立向斜和背斜軸部以及地塹等發(fā)育的河流，由于具有大體對(duì)稱的地質(zhì)構(gòu)造條件，相應(yīng)形成的向斜谷、背斜谷和地塹谷常是對(duì)稱河谷。反之，則多為不對(duì)稱河谷，如河流沿著斷層或單斜構(gòu)造巖層的走向發(fā)育時(shí)，相應(yīng)形成了斷層谷和單斜谷。斷層谷下降盤(pán)一側(cè)常形成緩坡，上升盤(pán)一側(cè)形成陡坡；單斜谷一般順巖層傾向的一側(cè)形成緩坡，反巖層傾向的一側(cè)形成陡坡，使河谷形態(tài)不對(duì)稱。長(zhǎng)江在四川省東部的不對(duì)稱河谷，主要是由于單斜構(gòu)造而形成的。9.1.4河流階地(1)河流階地的成因河流階地是在地殼的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與河流的侵蝕、堆積作用的綜合作用下形成的。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響是最常見(jiàn)的原因。地殼上升，原河谷相對(duì)抬升，河流比降增大，河流發(fā)生強(qiáng)烈下切，原先谷底被河流切開(kāi)，并相對(duì)抬升而成階地。地殼上升是間歇性的，穩(wěn)定時(shí)期，河流以旁蝕和堆積為主，上升時(shí)則以下蝕為主，這樣就形成多級(jí)階地。同樣，海面下降，引起河流下切、溯源侵蝕，也能形成階地；相反，地殼下降或海面上升，則形成堆積平原，并埋藏原先的河谷或階地，稱為埋藏河谷和埋藏階地。氣候變化對(duì)階地的影響主要反映在河流水量與含沙量變化，從而影響河流侵蝕與堆積過(guò)程。氣候干旱，河流水量減少、搬運(yùn)能力就減弱，植被減少、物理風(fēng)化增強(qiáng)，易于沖刷，從而增加河流流域來(lái)沙量，使河流產(chǎn)生大量堆積。氣候濕潤(rùn)，河流水量增大，流域內(nèi)植物繁茂，含沙量降低，河流下蝕，形成階地。干冷冰期，海面下降，河流下游的侵蝕也能形成階地。這種由于氣候變遷形成的階地，稱為氣候階地。(2)河流階地的類型根據(jù)成因和階地組成物質(zhì)的不同，可以把河流階地分為侵蝕階地、基座階地和堆積階地三種類型。9.2地下水作用9.2.1地下水概述地下水是埋藏在地面以下土壤的孔隙、巖石的裂隙和溶隙中的各種狀態(tài)的水。它可以呈各種物理狀態(tài)存在，但大多呈液態(tài)。(1)地下水的來(lái)源地下水有四種來(lái)源，即滲透水、凝結(jié)水、原生水和封存水。①滲透水是大氣降水、冰雪消融水、各種地表水通過(guò)土、巖的孔隙和裂隙向下滲透而形成的。大氣降水是地下水的主要補(bǔ)給源，年降水量是影響降水補(bǔ)給地下水的決定因素之一。年降水量越大，則入滲補(bǔ)給含水層的比值越大，但降雨強(qiáng)度、降雨時(shí)間、地形、植被發(fā)育情況等亦影響大氣降水對(duì)含水層的補(bǔ)給量。地表水也是地下水的主要來(lái)源，河水補(bǔ)給量的大小與河床透水性、河水位與地下水位的高差等有關(guān)。②凝結(jié)水是大氣中的水蒸氣在土或巖石孔隙中遇冷凝結(jié)成水滴滲入地下而成的，它是干旱或半干旱地區(qū)地下水的主要來(lái)源。③原生水，即巖漿逸出水，是從巖漿中分離出來(lái)的氣體化合而成的地下水。這種水?dāng)?shù)量很少。④封存水是古代湖泊被沉積物充填、覆蓋而封閉在巖層中的“埋藏水”，數(shù)量也很少。(2)地下水的形成條件地下水是在一定自然條件下形成的，它的形成與地質(zhì)條件、地貌條件、氣候條件、人為因素等有關(guān)。①地質(zhì)條件。地下水的形成，必須具有一定的巖石性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造條件。②氣候條件。氣候條件對(duì)地下水的形成有著重要的影響，如大氣降水、地表徑流、蒸發(fā)等方面的變化將影響到地下水的水量。③地貌條件。不同的地貌部位對(duì)地下水的形成關(guān)系密切。一般在平原、山前區(qū)易于儲(chǔ)存地下水，形成良好的含水層；在山區(qū)一般很難儲(chǔ)存大量的地下水。④人為因素。大量抽取地下水，會(huì)引起地下水位大幅下降；修建水庫(kù)，可促使地下水位上升。（3）地下水循環(huán)按照水循環(huán)的范圍不同，水的循環(huán)可分為大循環(huán)和小循環(huán)。大循環(huán)是指在全球范圍內(nèi)水分從海洋表面蒸發(fā)，上升的水汽隨氣流運(yùn)移到陸地上空，凝結(jié)成雨點(diǎn)降落到陸地表面，又以地表或地下徑流的形式，最終流歸海洋，再度受到蒸發(fā)。小循環(huán)是指從海洋表面蒸發(fā)，遇冷后又降落到海洋表面，或者水從陸地上的湖泊與河流表面、地面及植物葉面蒸發(fā)，遇冷又降落到原地。因此，地下水是整個(gè)自然界不斷循環(huán)著的水的一部分。在降水量很小的干旱地區(qū)，空氣中的水蒸氣進(jìn)入巖土的孔隙和裂隙中凝結(jié)成水滴，水滴在重力作用下向下流動(dòng)，也可聚積成地下水。（4）地下水與工程建設(shè)的關(guān)系地下水在地殼中分布十分普遍，儲(chǔ)藏量很大。因此，地下水無(wú)論是對(duì)人類生活還是對(duì)工程建設(shè)都有著重要的意義。尤其，在公路工程的設(shè)計(jì)和施工中，當(dāng)考慮路基和隧道圍巖的強(qiáng)度與穩(wěn)定性、橋梁基礎(chǔ)的砌置深度和基坑開(kāi)挖深度及隧道的涌水等問(wèn)題時(shí)，都必須研究有關(guān)地下水的問(wèn)題。如地基土中的水能降低土的承載力；基坑涌水不利于工程施工；地下水常常是滑坡、地面沉降和地面塌陷發(fā)生的主要原因；一些地下水含有不少侵蝕性物質(zhì)，對(duì)混凝土產(chǎn)生化學(xué)侵蝕作用，使其結(jié)構(gòu)破壞。工程上把與地下水有關(guān)的問(wèn)題稱為水文地質(zhì)問(wèn)題，把與地下水有關(guān)的地質(zhì)條件稱為水文地質(zhì)條件?？傊叵滤畬?duì)工程建設(shè)有很大的影響，為了充分合理地利用地下水和有效地防止地下水的不良影響，就必須對(duì)地下水的成分、性質(zhì)、埋藏和運(yùn)動(dòng)規(guī)律等進(jìn)行充分的研究。9.2.2地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分地下水在由地表滲入地下的過(guò)程中，就聚集了一些鹽類和氣體，形成以后，又不斷地在巖石空隙中運(yùn)動(dòng)，經(jīng)常與各種巖石相互作用，溶解和溶濾了巖石中的某些成分，如各種可溶鹽類和細(xì)小顆粒，從而形成了一種成分復(fù)雜的動(dòng)力溶液，并隨著時(shí)間和空間的變化而變化。9.2.2.1地下水的物理性質(zhì)地下水的物理性質(zhì)是指地下水的溫度、顏色、透明度、氣味、味道、導(dǎo)電性及放射性等的總和。這些性質(zhì)常常反映出地下水的化學(xué)成分。沒(méi)有溶解物和膠體的純凈地下水應(yīng)是透明、無(wú)味、無(wú)嗅、無(wú)色的，相對(duì)密度為1，其導(dǎo)電性和放射性很小，可作各種用水。當(dāng)含有某些化學(xué)成分和懸浮物時(shí)就會(huì)改變其物理性質(zhì)。（1）密度。地下水的密度取決于地下水中的其他物質(zhì)成分含量。純凈時(shí)，密度為1g/cm3，而當(dāng)溶有其他化學(xué)物質(zhì)時(shí)，密度達(dá)1.2～1.3g/cm3。（2）溫度。地下水的溫度受氣溫、地?zé)峥刂?，隨深度增加而逐漸升高。在高寒地區(qū)，地表附近的地下水常年溫度都在0℃以下。在西藏的羊八井地區(qū)地下48m深處水溫高達(dá)150℃左右。（3）顏色。取決于地下水中的化學(xué)成分。一般情況下，地下水是無(wú)色的。當(dāng)含硫化氫時(shí)呈翠綠色，并帶臭雞蛋氣味；含氧化鐵的地下水呈褐紅色；含氧化亞鐵時(shí)呈淺藍(lán)綠色；含腐殖質(zhì)時(shí)呈帶有熒光的淺黃色，具甜味。（4）透明度。分為透明、微混濁、混濁、極混濁，常見(jiàn)的是無(wú)色透明的，當(dāng)含有一定量的固體物質(zhì)或懸浮雜質(zhì)時(shí)，透明度變差。（5）氣味和口味。氣味取決于地下水中所含的揮發(fā)性物質(zhì)(氣體)與有機(jī)質(zhì)，口味取決于水中所含的鹽分和氣體，如含有NaCl時(shí)有咸味，含MgCl2、MgSO4時(shí)有苦味，含CO2清涼可口，含鐵帶鐵腥味，含有機(jī)質(zhì)時(shí)具甜味，含有H2S具有臭雞蛋味，等等。（6）放射性。一般情況下地下水的放射性極其微弱，不足以對(duì)人體構(gòu)成危害。但個(gè)別區(qū)域的地下水會(huì)因放射性元素含量高、放射性強(qiáng)而對(duì)人體健康構(gòu)成危害，這種地下水主要存在于放射性礦床和酸性火成巖。含鐳等放射性成分越多時(shí)放射性越強(qiáng)。（7）導(dǎo)電性。取決于所含電解質(zhì)的種類和數(shù)量，含的電解質(zhì)越多時(shí)導(dǎo)電性越大。地下水含的雜質(zhì)越多時(shí)相對(duì)密度越大，具有各種顏色、味和嗅的水以及相對(duì)密度和放射性大的水，一般不宜飲用。9.2.2.2地下水的化學(xué)成分及化學(xué)性質(zhì)地下水的化學(xué)成分是指地下水中的氣體成分、陰陽(yáng)離子、膠體和有機(jī)質(zhì)等。地下水的化學(xué)成分可呈離子、分子、化合物和氣體狀態(tài)，而以離子狀態(tài)者為最多。常見(jiàn)的離子有Cl-、SO2-4、HCO-、K+、Na+、Ca2+、Mg2+七種?；衔镉校篎e2O3、Al2O3、H2SiO3等；氣體有：O2、N2、CO2、CH4、H2S等。此外，地下水中還含有有機(jī)質(zhì)和細(xì)菌成分。在工程建設(shè)中進(jìn)行地下水的水質(zhì)評(píng)價(jià)時(shí)，下列成分及化學(xué)性質(zhì)具有最重要的意義：（1）地下水的鈣鎂離子濃度（硬度）硬度是指水中Ca2+、Mg2+離子的含量?！坝捕取笔沁^(guò)去習(xí)慣沿用的名稱，現(xiàn)已廢除，現(xiàn)行法定名稱為鈣鎂離子濃度（等于Ca2+與Mg2+含量之和）。根據(jù)鈣鎂離子濃度，可將地下水分為5類。（2）地下水的侵蝕性是指地下水中的一些化學(xué)成分與混凝土結(jié)構(gòu)物中的某些化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在混凝土內(nèi)形成新的化合物，使混凝土體積膨脹、開(kāi)裂破壞，或者溶解混凝土中的某些物質(zhì)，使其結(jié)構(gòu)破壞、強(qiáng)度降低的現(xiàn)象。常見(jiàn)的地下水侵蝕作用有以下幾種。水的類型極軟水軟水微硬水硬水極硬水鈣鎂離子濃度（c）c＜1.5c=1.5～3.0c=3.0～6.0c=6.0～9.0c＞9.0①氧化、水化侵蝕。當(dāng)?shù)叵滤泻休^多氧氣時(shí)，會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)物中的鋼筋等鐵金屬材料進(jìn)行腐蝕。2Fe+3O22Fe2O3Fe2O3+3H2O=2Fe(OH)3(膠體狀態(tài))②酸性侵蝕。H+的含量決定了地下水的酸堿反應(yīng)和酸堿程度。一般以pH值表示H+的含量。pH值乃是以10為底的H+濃度的負(fù)對(duì)數(shù)，即pH=-lg［H+］。當(dāng)pH=7時(shí)，地下水為中性；pH＞7時(shí)為堿性；pH＜7時(shí)為酸性。當(dāng)?shù)叵滤仕嵝詴r(shí),氫離子會(huì)對(duì)混凝土表面的碳酸鈣硬層產(chǎn)生溶蝕：CaCO3+H+Ca2++HCO-3③碳酸類侵蝕。CO2在地下水中可呈三種狀態(tài)存在，即游離狀態(tài)(氣體)、重碳酸狀態(tài)(HCO-3)、碳酸狀態(tài)(CO2-3)。當(dāng)水中富含CO2時(shí)，會(huì)對(duì)混凝土中的氫氧化鈣產(chǎn)生溶蝕：Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2OCaCO3+CO2+H2OCa2++2HCO-3這是一個(gè)可逆反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，水中的游離CO2稱為平衡CO2；當(dāng)水中游離CO2的含量大于平衡時(shí)，反應(yīng)向右進(jìn)行，此時(shí)CaCO3將被溶解而遭受侵蝕。這部分具有侵蝕性的CO2稱為侵蝕性CO2。但一般認(rèn)為當(dāng)水中侵蝕性CO2含量小于15mg/L時(shí)，實(shí)際上無(wú)侵蝕性；而當(dāng)水的暫時(shí)硬度小于1.5，且含HCO-3時(shí)，或游離CO2的含量小于0.6mg/L時(shí)(相當(dāng)于大氣中的含量)，部分混凝土也會(huì)被侵蝕破壞。當(dāng)暫時(shí)硬度大于2.4，pH＜6.7時(shí)，石灰?guī)r便被溶解。④硫酸類侵蝕。當(dāng)?shù)叵滤泻蠸O2-4超過(guò)規(guī)定值，侵入到混凝土的裂縫中時(shí)，SO2-4將與混凝土中的Ca2+發(fā)生作用，生成CaSO4，再結(jié)晶成石膏(CaSO4·2H2O)。結(jié)晶時(shí)其體積膨脹1~2倍，可使混凝土（結(jié)構(gòu)）破壞。這稱為地下的硫酸鹽侵蝕性（或結(jié)晶性侵蝕）。一般認(rèn)為，當(dāng)?shù)叵滤蠸O2-4的含量大于300mg/L時(shí)即具有硫酸鹽侵蝕性。⑤鎂鹽侵蝕。富含MgCl2的地下水與混凝土接觸時(shí)會(huì)和混凝土中的Ca(OH)2反應(yīng)，生成Mg(OH)2和溶于水的CaCl2，使混凝土中的鈣質(zhì)流失，結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)度降低。（3）礦化度地下水中所含各種離子、分子或化合物的總量，稱為總礦化度，以g/L表示。它說(shuō)明地下水中含鹽量的多少，即水的礦化程度，簡(jiǎn)稱礦化度。通常根據(jù)在105~110℃時(shí)將水蒸發(fā)干后所得的干涸殘余物質(zhì)重量來(lái)確定。根據(jù)總礦化度（M）的大小，可分為5類：淡水(M＜1g/L)、微咸水(M=1～3g/L)、咸水(M=3～10g/L)、鹽水(M=10～50g/L)和鹵水(M＞50g/L)。水的礦化度與水的化學(xué)成分有著密切的關(guān)系。淡水和微咸水常以Ca2+、Mg2+、HCO-為主要成分稱重碳酸鹽型水；咸水常以Na+、Ca2+、SO2-4為主要成分稱硫酸鹽型水；鹽水和鹵水則以Na+、Cl-為主要成分稱氯化物型水。一般飲用水的總礦化度不宜超過(guò)10g/L，灌溉用水的總礦化度不宜超過(guò)17g/L。9.2.2.3地下水的化學(xué)成分分析表示方法在工程地質(zhì)勘察中一般均需采取地下水樣，進(jìn)行水化學(xué)分析，以確定其是否具有侵蝕性。當(dāng)擬利用地下水做飲用水或技術(shù)用水時(shí)，則須進(jìn)行專門(mén)的水質(zhì)分析和評(píng)價(jià)。水質(zhì)分析分為簡(jiǎn)易分析和全分析兩種。簡(jiǎn)易分析法精度較低但可以快速地在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)求得；全分析法則需要在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，一般是在簡(jiǎn)易分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。水質(zhì)分析成果主要用以下兩種方法表示：（1）離子毫克當(dāng)量數(shù)表示法以每升水中的當(dāng)量數(shù)（毫克當(dāng)量/L）表示水的化學(xué)成分，離子當(dāng)量和毫克當(dāng)量數(shù)用下式表示：離子當(dāng)量=離子量（原子量）/離子價(jià)離子的毫克當(dāng)量數(shù)=離子的毫克數(shù)/離子當(dāng)量（2）庫(kù)爾洛夫表示法以數(shù)學(xué)分式的形式表示化學(xué)成分，用下式表示：在分子位置上表示各陰離子及其毫克當(dāng)量的百分?jǐn)?shù)，而在分母位置上表示各陽(yáng)離子及其毫克當(dāng)量的百分?jǐn)?shù)，都是按其值的遞減順序排列。含量小于10%的則不表示。橫線前表示礦化度（M）、氣體成分和特殊成分（H2S等）及含量。橫線后為水溫（t）。公式中的總礦化度、氣體成分和特殊成分的單位均為g/L，水溫的單位是水溫的度數(shù)。各離子的原子數(shù)標(biāo)于上角，各種成分的含量一律標(biāo)于成分符號(hào)的右下角。利用此公式表示水的化學(xué)成分比較簡(jiǎn)明，能反映地下水的基本特征，并且可以直接確定地下水的化學(xué)類型。9.2.3.1地下水分類由于地下水本身非常復(fù)雜及影響因素的多種多樣，所以地下水的分類方法很多，但歸納起來(lái)有兩種分類法：一是按地下水的某一特征進(jìn)行分類，如按硬度的分類，按礦化度的分類等；二是綜合考慮地下水的若干個(gè)特征進(jìn)行分類，如按埋藏條件和含水層空隙性質(zhì)的分類法，這是目前采用比較普遍的分類法。首先按埋藏條件可將地下水分為包氣帶水、潛水、承壓水，其中根據(jù)含水層空隙的性質(zhì)又可分為孔隙水、裂隙水、巖溶水?？障额愋吐癫貤l件孔隙水裂隙水巖溶水上層滯水

局部粘性土隔水層上季節(jié)性存在的重力水（上層滯水）

裂隙巖層淺部季節(jié)性存在的重力水及毛細(xì)水

裸露的巖溶化巖層上部巖溶通道中季節(jié)性存在的重力水潛水各類松散堆積物淺部的水裸露于地表的各類裂隙巖層中的水裸露于地表的巖溶化巖層中的水承壓水山間盆地及平原松散堆積物深部的水，向斜構(gòu)造的碎屑巖孔隙中的水組成構(gòu)造盆地、向斜構(gòu)造或單斜斷塊的被掩覆的各類裂隙巖層中的水組成構(gòu)造盆地、向斜造或單斜斷塊的被掩覆的巖溶化巖層中的水1—隔水層2—透水層3—飽水部分4—潛水位5—承壓水側(cè)壓水位6—上升泉7—水井H—承壓水頭M—含水層厚度井1—承壓井井2—自流井9.2.3.2各類地下水特征(1)包氣帶水①土壤水②上層滯水。上層滯水是存在于包氣帶中，局部隔水層之上的重力水。(2)潛水①潛水的概念：飽水帶中第一個(gè)穩(wěn)定隔水層之上、具有自由水面的含水層中的重力水，稱為潛水。潛水的自由表面稱潛水面，潛水面是一個(gè)大體與地形一致的曲面，潛水面上任意一點(diǎn)的標(biāo)高稱潛水位。潛水面到地表的鉛直距離稱潛水埋藏深度。潛水面到隔水底板的鉛直距離稱潛水含水層厚度。當(dāng)大面積不透水底板向下凹陷，潛水面坡度近于零，潛水幾乎靜止不動(dòng)時(shí)，稱潛水湖；潛水在重力作用下從高處向低處流動(dòng)時(shí)，稱潛水流；在潛水流的滲透途徑上，任意兩點(diǎn)的水位差與該兩點(diǎn)之間的水平距離之比，稱潛水流在該段的水力坡度。②潛水的主要特征a.潛水具有自由水面，為無(wú)壓水。在重力作用下可以由水位高處向水位低處滲流，形成潛水徑流。b.潛水的分布區(qū)和補(bǔ)給區(qū)基本是一致的。在一般情況下，大氣降水、地表水可通過(guò)包氣帶入滲直接補(bǔ)給潛水。c.潛水的動(dòng)態(tài)（如水位、水量、水溫、水質(zhì)等隨時(shí)間的變化）隨季節(jié)不同而有明顯變化。如雨季降水多，潛水補(bǔ)給充沛，使?jié)撍嫔仙?，含水層厚度增大，水量增加，埋藏深度變淺，而在枯水季相反。d.在潛水含水層之上因無(wú)連續(xù)隔水層覆蓋，一般埋藏較淺，因此容易受到污染。③潛水等水位線圖潛水面的形狀可以用潛水等水位線圖表示。潛水等水位線圖就是潛水面的等高線圖，其作圖方法和地表地形等高線圖作法相似，而且是在地形等高線圖的基礎(chǔ)上作出來(lái)的。由于潛水面是隨時(shí)間變化的，在編圖時(shí)必須在同一時(shí)間或較短時(shí)間內(nèi)對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)潛水水位進(jìn)行觀測(cè)，把每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的地面位置準(zhǔn)確地繪制在地形圖上，并標(biāo)注該點(diǎn)測(cè)得的潛水埋藏深度及算得的該點(diǎn)潛水水位標(biāo)高，根據(jù)各測(cè)點(diǎn)的水位標(biāo)高畫(huà)出潛水等水位線圖。可以把水井、泉等潛水出露點(diǎn)選作觀測(cè)點(diǎn)，也可根據(jù)需要進(jìn)行人工鉆孔或挖試坑到潛水面，以保證測(cè)點(diǎn)有足夠的數(shù)量和合理的分布。每張潛水等水位線圖均應(yīng)注明觀測(cè)時(shí)間，不同時(shí)間同一地的潛水等水位線圖可表明該地區(qū)潛水面隨時(shí)間變化的情況。

1—地形等高線2—等水位線3—等埋深線4—潛水流向5—埋深為0m區(qū)（沼澤地）6—埋深為0～2m區(qū)7—埋深為2～4m區(qū)8—埋深大于4m區(qū)潛水等水位線及埋藏深度圖根據(jù)等水位線圖可以了解以下情況：a.確定潛水的流向及水力坡度。垂直于等水位線且自高等水位線指向低等水位線的方向，即為流向。上圖中箭頭方向即為潛水流向。在流動(dòng)方向上，取任意兩點(diǎn)的水位高差，除以兩點(diǎn)間在平面上的實(shí)際距離，即此兩點(diǎn)間的平均水力坡度。b.確定潛水與河水的相互關(guān)系。潛水與河水一般有如下三種關(guān)系：河岸兩側(cè)的等水位線與河流斜交，銳角都指向河流的上游，表明潛水補(bǔ)給河水，這種情況多見(jiàn)于河流的中、上游山區(qū)；等水位線與河流交的銳角在兩岸都指向河流下游，表明河水補(bǔ)給兩岸的潛水，這種情況多見(jiàn)于河流的下游；等水位線與河流斜交，一側(cè)銳角指向河流上游，另一側(cè)銳角指向河流下游，表明一岸潛水補(bǔ)給河水，另一岸則相反，一般在山前地區(qū)的河流有這種情況。c.確定潛水面埋藏深度。潛水面的埋藏深度等于該點(diǎn)的地形高程與潛水位之差。根據(jù)各點(diǎn)的埋藏深度值，可繪出潛水等埋深線。d.確定含水層厚度。當(dāng)?shù)人痪€圖上有隔水層頂板等高線時(shí)，同一測(cè)點(diǎn)的潛水水位與隔水層頂板高程之差即為含水層厚度。潛水的另一種表示方法是以剖面圖的形式表示，即在地質(zhì)剖面圖的基礎(chǔ)上，繪制出有關(guān)水文地質(zhì)特征的資料（如潛水位和含水層厚度等）。在水文地質(zhì)剖面圖上，潛水埋藏深度、含水層厚度、巖性及其變化、潛水面坡度、潛水與地表水的關(guān)系等都能清晰地表示出來(lái)。④潛水的補(bǔ)給、徑流和排泄a.潛水的補(bǔ)給潛水含水層自外界獲得水量的過(guò)程稱潛水的補(bǔ)給。其補(bǔ)給來(lái)源有：大氣降水的入滲、地表水的入滲、越流補(bǔ)給。在干旱氣候條件下，凝結(jié)水也是潛水的重要補(bǔ)給來(lái)源。b.潛水的徑流潛水由補(bǔ)給區(qū)流向排泄區(qū)的過(guò)程稱潛水徑流。影響徑流的因素，主要是地形坡度、地面切割程度與含水層的透水性。若地形坡度陡、地面切割強(qiáng)烈、含水層透水性強(qiáng)，徑流條件就好，反之則差。c.潛水的排泄?jié)撍畬邮ニ康倪^(guò)程稱水的排泄。在山區(qū)、丘陵區(qū)及山前地帶潛水以泉或散流形式排泄于溝谷或溢出地表，這種排泄方式稱水平排泄；在平原地區(qū)，潛水排泄主要消耗于蒸發(fā)，稱為垂直排泄。垂直排泄只排泄水分，不排泄鹽分，結(jié)果使?jié)撍}量增加，礦化度升高，水質(zhì)變差。潛水補(bǔ)給、徑流和排泄的無(wú)限往復(fù)，組成了潛水的循環(huán)。潛水在循環(huán)過(guò)程中，其水量、水質(zhì)都不同程度地得到更新置換，這種更新置換稱水交替。水交替的強(qiáng)弱，取決于含水層透水性的強(qiáng)弱、地形陡緩和切割程度以及補(bǔ)給量的多少等。隨著深度的增加，水交替也逐漸減弱?？傊?，潛水分布廣泛、埋藏較淺、水量消耗容易得到補(bǔ)充、恢復(fù)，所以常是生活和工農(nóng)業(yè)供水的重要水源。a）潛水補(bǔ)給河水b）河水補(bǔ)給潛水c）河水與潛水互補(bǔ)潛水與河水補(bǔ)給關(guān)系圖(3)承壓水①承壓水及其特征充滿于兩個(gè)穩(wěn)定隔水層之間，含水層中具有水頭壓力的地下水，稱為承壓水。隔水層頂、底板之間的距離為含水層厚度，承壓性是承壓水的一個(gè)重要特征，承壓水如果受地質(zhì)構(gòu)造影響或鉆孔穿透隔水層時(shí)，地下水就會(huì)受到水頭壓力而自動(dòng)上升，甚至噴出地表形成自流水。承壓水與潛水相比具有以下特征：a.承壓水具有靜水壓力，承壓水面（實(shí)際并不存在）是一個(gè)勢(shì)面（水壓面的深度不能反映承壓水的埋藏深度）。b.承壓水的補(bǔ)給區(qū)和承壓區(qū)不一致。c.承壓水的水位、水量、水質(zhì)及水溫等，受氣象水文因素的影響較小。d.承壓含水層的厚度穩(wěn)定不變，不受季節(jié)變化的影響。e.水質(zhì)不易受到污染。

a）斷層斜地b）含水層尖滅構(gòu)造斜地承壓斜地②承壓等水壓線圖承壓等水壓線圖就是承壓水面的等高線圖，這是根據(jù)相近時(shí)間測(cè)定的各井孔的承壓水位資料繪制的。如果在圖中同時(shí)繪出含水層頂板及底板等高線，這樣就和等水位線圖一樣，可以確定承壓水的流向、計(jì)算水力坡度、確定承壓水位和承壓水含水層的埋深、明確水頭的大小以及含水層的厚度等。1—地形等高線2—含水層頂板等高線3—等水壓線4—地下水流向5—承壓水自溢區(qū)6—鉆孔7—自噴鉆孔8—含水層9—隔水層10—承壓水位線11—鉆孔12—自鉆孔承壓等水壓線圖③承壓水的補(bǔ)給、徑流和排泄承壓水的補(bǔ)給方式一般為：當(dāng)承壓水補(bǔ)給區(qū)直接出露于地表時(shí)，大氣降水是主要的補(bǔ)給來(lái)源；當(dāng)補(bǔ)給區(qū)位于河床或湖沼地帶，地表水可以補(bǔ)給承壓水；當(dāng)補(bǔ)給區(qū)位于潛水含水層之下，潛水便直接排泄到承壓含水層中。此外，在適宜的地形和地質(zhì)構(gòu)造條件下，承壓水之間還可以互相補(bǔ)給。承壓水的排泄有如下形式：承壓含水層排泄區(qū)裸露于地表時(shí)，承壓水以泉的形式排泄并可能補(bǔ)給地表水；承壓水位高于潛水位時(shí)，承壓水排泄于潛水并成為潛水補(bǔ)給源；在某些地形或負(fù)地形條件下，承壓水也可以形成向上或向下的排泄。承壓水的徑流條件取決于地形、含水層透水性、地質(zhì)構(gòu)造及補(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)的承壓水位差。承壓含水層的富水性則同承壓含水層的分布范圍、深度、厚度、空隙率、補(bǔ)給來(lái)源等因素密切相關(guān)。一般情況下，若承壓水分布廣、埋藏淺、厚度大、空隙率高，水量就較豐富且穩(wěn)定。承壓水徑流條件的好壞及水交替的強(qiáng)弱，決定了水質(zhì)的優(yōu)劣及其開(kāi)發(fā)利用的價(jià)值。(4)孔隙水孔隙水主要儲(chǔ)存于松散沉積物孔隙中，由于顆粒間孔隙分布均勻密集、相互連通，因此，其基本特征是分布均勻連續(xù)，多呈層狀，是具有統(tǒng)一水力聯(lián)系的含水層。①?zèng)_積層中的地下水沖積物(層)是經(jīng)常性流水形成的沉積物，它分選性好，層理清晰。在河流上、中、下游或河漫灘、階地的巖性結(jié)構(gòu)、厚度各不相同，就決定了其中孔隙水的特征和差異。②洪積層中的地下水洪積層廣泛分布于山間盆地和山前的平原地帶，常呈扇狀地形，故又稱洪積扇。根據(jù)地下水埋深、徑流條件及化學(xué)特征，可將洪積扇中的地下水大致分為三帶。(5)裂隙水裂隙水是指儲(chǔ)存于基巖裂隙中的地下水。巖石中的裂隙的發(fā)育程度和力學(xué)性質(zhì)影響著地下水的分布和富集。在裂隙發(fā)育地區(qū)，含水豐富；反之，含水甚少。所以在同一構(gòu)造單元或同一地段內(nèi)，富水性有很大變化，因而形成了裂隙水分布的不均一性。上述特征的存在，常使相距很近的鉆孔，水量一方較另一方大數(shù)十倍，如福建漳州市，兩鉆孔相距僅20m，水量一方較另一方大65倍。(6)巖溶水儲(chǔ)存和運(yùn)動(dòng)于可溶性巖石中的地下水稱為巖溶水。巖溶水不僅是一種具有獨(dú)特性質(zhì)的地下水，同時(shí)也是一種地質(zhì)營(yíng)力。它在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不斷地與可溶性巖石發(fā)生作用，從而不斷改變著自己的賦存和運(yùn)動(dòng)條件。巖溶水可以是潛水，也可以是承壓水。A—只有潛水位區(qū)B—潛水位與承壓水位重合區(qū)C—承壓水位高于潛水位區(qū)山前洪積扇地下水分帶9.2.4泉(1)泉的概念在各種類型地下水排泄中，有相當(dāng)部分的地下水是以泉的形式出露和排泄的，所以泉是地下水的天然露頭，泉水則是地下水排泄方式之一。泉是在一定的地形、地質(zhì)和水文地質(zhì)條件下有機(jī)組合的產(chǎn)物。山區(qū)、丘陵區(qū)的溝谷中和山坡腳，泉的分布最為常見(jiàn)，在平原區(qū)很難找到。泉的類型很多，但目前尚無(wú)統(tǒng)一的分類。下面介紹幾種常見(jiàn)的分類。①根據(jù)補(bǔ)給泉的含水層性質(zhì)，可分為：a.上升泉。b.下降泉。②根據(jù)泉出露的地質(zhì)條件，可分為：a.侵蝕泉。由于河谷和沖溝的切割，揭露潛水含水層而成的泉，稱侵蝕下降泉；當(dāng)河流和沖溝切穿了承壓含水層頂板時(shí)，承壓水便涌出地表，形成侵蝕上升泉。b.接觸泉。地下水由含水層和其下面的隔水層接觸處流出成泉，稱接觸下降泉；在侵入體或巖脈與圍巖接觸處，常因冷凝收縮而產(chǎn)生裂隙，地下水沿此種接觸帶上升涌出地表成泉，稱為接觸上升泉。c.溢出泉。巖石透水性變?nèi)趸驗(yàn)樽杷Y(jié)構(gòu)阻擋，使地下水受阻而涌出地表，形成溢出下降泉。此種泉出口處地下水也為上升運(yùn)動(dòng)，應(yīng)注意與上升泉的區(qū)別。d.斷層泉。承壓含水層被斷層切割，當(dāng)斷層導(dǎo)水時(shí)，地下水便沿?cái)鄬由仙恋乇沓扇?。這種泉常沿?cái)鄬映删€狀分布。除上述常見(jiàn)的泉之外，尚有個(gè)別的，特定條件下形成的特殊泉，如響泉、間歇泉、毒泉等。(2)研究泉的實(shí)際意義泉的特征可以反映地下水的一系列特征。如泉涌水量大小反映富水程度；泉出露高程代表地下水位的高程；泉水運(yùn)動(dòng)特征及動(dòng)態(tài)，反映地下水的類型；泉的分布反映含水層補(bǔ)給和排泄區(qū)的位置；泉水化學(xué)特征代表含水層的水質(zhì)特點(diǎn)；泉水溫度可反映地下水的埋藏條件。此外，泉的出露特征還有助于判斷地質(zhì)構(gòu)造等。尤其一些大泉，常是主要的甚至唯一的供水源地。有的泉群可成為旅游資源，如山西娘子關(guān)泉，山東濟(jì)南的72泉群等。有許多泉含有礦物質(zhì)及稀有元素，是重要的礦泉水資源，還有很多溫泉具有重要的醫(yī)療價(jià)值。因而，泉的研究對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的實(shí)際意義。1隔水層；2透水層；3地下水位；4導(dǎo)水?dāng)鄬樱?下降泉；6上升泉不同類型的泉9.2.5地下水運(yùn)動(dòng)(1)地下水運(yùn)動(dòng)的基本形式地下水在巖石的空隙中運(yùn)動(dòng)稱為滲透。對(duì)于地下水流，假想其充滿巖石顆粒骨架的全部體積。我們把這種假想水流稱為滲透水流，簡(jiǎn)稱為滲流，其特點(diǎn)是水流通道曲折多變，流速緩慢。地下水在巖石空隙中運(yùn)動(dòng)，按其形態(tài)可分為層流和紊流兩種運(yùn)動(dòng)形式。

(2)地下水運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律①達(dá)西線性滲透定律在用粒徑為0.1～3mm的砂做了大量試驗(yàn)后，獲得如下結(jié)論：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)筒中砂的水流量Q與滲透長(zhǎng)度L成反比，而與圓筒的過(guò)水?dāng)嗝婷娣eＡ、上下兩測(cè)壓管的水頭Δh成正比，即Q＝Ａｋ（Δh/L）（9-1）式中Q——滲透流量（m3/d）；A——過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（圓筒橫斷面面積，ｍ2）；Δh——水頭損失（測(cè)壓管的水頭差）（m）；ｋ——滲透系數(shù)（m/d）。令比值Δh/L＝Ｊ，稱水力坡度，也就是滲透路程中單位長(zhǎng)度上的水頭損失。又因v＝Q/Ａ，則式（9-1）可寫(xiě)為ｖ＝ｋＪ（9-2）

式（９-2）表明，滲透流速v與水力坡度的一次方成正比，故達(dá)西定律又稱線性滲透定律。當(dāng)Ｊ＝1時(shí)，ｖ＝ｋ，說(shuō)明滲透系數(shù)值等于單位水頭梯度時(shí)的滲透流速。實(shí)驗(yàn)表明，不是所有地下水的層流運(yùn)動(dòng)都服從達(dá)西定律，只有當(dāng)雷諾數(shù)Re＜1時(shí)才符合達(dá)西定律。在自然界中，由于絕大多數(shù)地下水流動(dòng)比較緩慢，其雷諾數(shù)一般都小于1，因此達(dá)西定律是地下水運(yùn)動(dòng)的基本定律。

1、2—導(dǎo)管3—量杯4、5—測(cè)壓管達(dá)西實(shí)驗(yàn)裝置②地下水流向集水建筑物的運(yùn)動(dòng)a.概述水井是開(kāi)采地下水的最基本形式之一，稱之為集水建筑物（用以開(kāi)采和疏干地下水的各種工程設(shè)施）。當(dāng)水井穿過(guò)整個(gè)含水層而達(dá)到隔水底板時(shí)，稱為完整井。如果僅穿入含水層部分厚度，則稱為非完整井。開(kāi)采潛水含水層的井稱為潛水井，開(kāi)采承壓含水層的井稱為承壓水井(或自流井)。當(dāng)承壓水井內(nèi)水位降深很大，以致動(dòng)水位下降到含水層頂板以下，造成井附近承壓水轉(zhuǎn)化為非承壓水時(shí)，則稱為承壓潛水井。流向不同集水建筑物的水流形態(tài)是不同的，因此必須建立不同的計(jì)算公式。b.地下水向完整井的穩(wěn)定流運(yùn)動(dòng)1863年法國(guó)水力學(xué)家裘布依（J.Dupuit）首先應(yīng)用線性滲透定律研究了均質(zhì)含水層在等厚、廣泛分布、隔水底板水平、天然的（抽水前）潛水面（亦為水平）即地下水處于穩(wěn)定流的條件下，呈層流運(yùn)動(dòng)的緩變流流向完整井的流量方程式。由抽水試驗(yàn)得知，抽水時(shí)潛水完整井周?chē)鷿撍恢饾u下降，將形成一個(gè)以井孔為中心的漏斗狀潛水面，即所謂的降落漏斗。潛水完整井抽水示意圖潛水向水井的滲流，如上圖所示，從平面上看，流向沿半徑指向井軸，呈同心圓狀。為此，圍繞井軸取一過(guò)水?dāng)嗝?，該斷面距井的距離為x，該處過(guò)水?dāng)嗝娴母叨葹閥，這樣，過(guò)水?dāng)嗝婷娣eA＝2πxy，平面徑向流的水力坡度J＝dy/dx。當(dāng)?shù)叵滤鳛閷恿鲿r(shí)，服從線性滲透定律，該斷面的過(guò)流量應(yīng)為:Q＝ｋＡＪ＝k2πxy（dy/dx）分離變量并積分得：Q（dx/x）＝2πｋydyQ＝πｋ[（H2－h(huán)2）/（lnR－lnr）]（9-3）式中Q——井的出水量（m3/d）；ｋ——滲透系數(shù)（m／d）；H——含水層厚度（m）；h——?jiǎng)铀唬╩）；r——井的半徑（m）；R——影響半徑（m）。式（9-3）即為潛水完整井出水量公式，又稱裘布依公式。當(dāng)進(jìn)行抽水試驗(yàn)時(shí)，有時(shí)設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)觀測(cè)孔，它們的流量公式，根據(jù)相應(yīng)的積分上下限，整理后可得如下公式：一個(gè)觀測(cè)孔的流量公式為Q＝πΚ(h12－h(huán)2)/(lnr１－lnr)(9-4)兩個(gè)觀測(cè)孔的流量公式為Q＝πΚ(h22－h(huán)12)/(lnr2－lnr1)(9-5)上兩式中：h１、r１為1號(hào)觀測(cè)井和該井距主井的距離；h２、r２為2號(hào)觀測(cè)井和該井距主井的距離。9.3流水區(qū)域的道路橋梁工程地質(zhì)問(wèn)題9.3.1河谷地貌與工程選址河谷的形態(tài)和規(guī)模大小不一，可劃分為山區(qū)河谷和平原河谷兩種基本類型。山區(qū)河谷均較平直，受地質(zhì)構(gòu)造影響較大；而平原河谷由于水流緩慢，多以沉積作用為主，河谷彎曲，汊道縱橫。下面著重討論山區(qū)河谷地貌形態(tài)。（1）河谷形態(tài)特征在山區(qū)，由于基巖性質(zhì)的不同，地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育程度的不同，河谷形態(tài)不能單純由水流狀態(tài)和泥砂含量因素來(lái)控制，地質(zhì)因素起著更重要的作用。因此，山區(qū)河谷縱橫斷面均比較復(fù)雜，總的說(shuō)來(lái)具有波狀和階梯狀的特點(diǎn)。從工程角度出發(fā)，將河谷分為寬谷、峽谷、對(duì)稱河谷和不對(duì)稱河谷，見(jiàn)前所述。（2）河床地貌山區(qū)河床形態(tài)復(fù)雜，橫斷面常呈深而窄的“V”形，平面上受地質(zhì)構(gòu)造、巖性控制，縱剖面坡降大，常呈階梯狀，多跌水和瀑布。①巖坎和石灘巖坎是由堅(jiān)硬巖石橫亙于河床底部形成的。河流在巖坎處形成急流，當(dāng)巖坎高度大于水深時(shí)，即形成瀑布。這類地形常與斷層崖有關(guān)（如黃果樹(shù)瀑布）。巖坎總是由于向源侵蝕不斷后退，直至消失。石灘是由山區(qū)河床上堆積的很多巨大巖塊所構(gòu)成的。巨大巖塊來(lái)源于谷坡的崩墜、滑坡或河谷兩側(cè)支溝的沖出錐堆積物。石灘形態(tài)不如巖坎穩(wěn)定，在水流長(zhǎng)期作用下較易移動(dòng)、變形或消失。②深槽和深潭河床中的深槽主要是由于地質(zhì)構(gòu)造因素而形成的。如斷層破碎帶、裂隙密集帶、軟弱巖層或枕狀風(fēng)化帶等抗沖刷能力較弱的部位，常分布于水流侵蝕性很強(qiáng)的峽谷河段。如四川某壩址，深槽寬約40m，深約70m。舉世聞名的三峽壩址，在選線時(shí)也盡量避開(kāi)河床中的深槽。深潭是河床中一種深陷的凹坑，深可達(dá)幾十米。它主要是由于河流旋渦攜帶砂、礫石，磨蝕河床中軟弱巖石或斷層破碎帶等形成的。9.3.2公路橋涵布置的一般原則及規(guī)定(1)公路橋涵應(yīng)根據(jù)所在公路作用、性質(zhì)和將來(lái)發(fā)展的需要，按照安全、適用、美觀和有利環(huán)保的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，并考慮因地制宜、就地取材、便于施工和養(yǎng)護(hù)等因素。(2)橋梁應(yīng)根據(jù)公路功能、等級(jí)、通行能力及抗洪防災(zāi)要求，結(jié)合水文、地質(zhì)、通航、環(huán)境等條件進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。特大橋、大橋橋位應(yīng)選擇河道順直穩(wěn)定、河床地質(zhì)良好、河槽能通過(guò)大部分設(shè)計(jì)流量的河段。橋位不宜選擇在河汊、沙洲、古河道、急彎、匯合口、港口作業(yè)區(qū)及易形成流冰、流木阻塞的河段以及斷層、巖溶、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)的河段。(3)當(dāng)橋址處有兩個(gè)及兩個(gè)以上的穩(wěn)定河槽，或?yàn)┑亓髁空荚O(shè)計(jì)流量比例較大，且水流不易引入同一座橋時(shí)，可在各河槽、灘地、河汊上分別設(shè)橋，不宜用長(zhǎng)、大導(dǎo)流堤強(qiáng)行集中水流。平坦、草原、漫流地區(qū)，可按分片泄洪布置橋涵。天然河道不宜改移或裁彎取直。（4）橋梁縱軸線宜與洪水主流流向正交。對(duì)通航河流上的橋梁，其墩臺(tái)沿水流方向的軸線應(yīng)與最高通航水位時(shí)的主流方向一致。當(dāng)斜交不能避免時(shí)，交角不宜大于5°；當(dāng)交角大于5°時(shí)，宜增加通航孔凈寬。(5)橋涵水文、水力的計(jì)算應(yīng)符合《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTJ064—98）和《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJC30—2002）的規(guī)定。(6)通航海輪橋梁的橋孔布置及凈高應(yīng)滿足《通航海輪橋梁通航標(biāo)準(zhǔn)》（JTJ311—97）的規(guī)定。通航內(nèi)河橋梁的橋孔布置及凈高應(yīng)滿足《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》（GB50139—2011）的規(guī)定，并應(yīng)充分考慮河床演變和不同通航水位航跡線的變化。(7)為保證橋位附近水流順暢，河槽、河岸不發(fā)生嚴(yán)重變形，必要時(shí)可在橋梁上、下游修建調(diào)治構(gòu)造物。調(diào)治構(gòu)造物的形式及其布置應(yīng)根據(jù)河流性質(zhì)、地形、地質(zhì)、河灘水流情況以及通航要求、橋頭引道、水利設(shè)施等因素綜合考慮確定。非淹沒(méi)調(diào)治構(gòu)造物的頂面，至少應(yīng)高出橋涵設(shè)計(jì)洪水頻率的水位0.25m，必要時(shí)尚應(yīng)考慮壅水高、波浪爬高、斜水流局部沖高、河床淤積等影響。允許淹沒(méi)的調(diào)治構(gòu)造物的頂面應(yīng)高出常水位。單邊河灘流量不超過(guò)總流量的15%或雙邊河灘流量不超過(guò)25%時(shí)，可不設(shè)導(dǎo)流堤。(8)公路橋涵的設(shè)計(jì)洪水頻率應(yīng)符合下表的規(guī)定。二級(jí)公路上的特大橋及三、四級(jí)公路上的大橋，在水勢(shì)猛急、河床易于沖刷的情況下，可提高一級(jí)洪水頻率驗(yàn)算基礎(chǔ)沖刷深度。沿河縱向高架橋和橋頭引道的設(shè)計(jì)洪水頻率應(yīng)符合《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01—2003）表4.0.2路基設(shè)計(jì)洪水頻率的規(guī)定。三、四級(jí)公路，在交通容許有限度的中斷時(shí)，可修建漫水橋和過(guò)水路面。漫水橋和過(guò)水路面的設(shè)計(jì)洪水頻率，應(yīng)根據(jù)容許阻斷交通的時(shí)間長(zhǎng)短和對(duì)上下游農(nóng)田、城鎮(zhèn)、村莊的影響以及泥砂淤塞橋孔、上游河床的淤高等因素確定。設(shè)計(jì)洪水頻率9.3.3橋位選擇與橋位調(diào)查(1)橋位選擇的一般規(guī)定橋位選擇是指對(duì)各個(gè)可比選方案進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和勘測(cè)，對(duì)復(fù)雜的大橋、特大橋，應(yīng)進(jìn)行必要的地質(zhì)物探和鉆探；從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，既考慮當(dāng)前現(xiàn)狀，又照顧將來(lái)的發(fā)展，并征求有關(guān)部門(mén)意見(jiàn)；經(jīng)全面分析論證，最后確定推薦方案的過(guò)程。橋位選擇應(yīng)從國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防需要出發(fā)，并在整體布局上宜與鐵路、水利、航運(yùn)、城建等方面規(guī)劃互相協(xié)調(diào)配合；注意保護(hù)文物、環(huán)境和軍事設(shè)施等；同時(shí)還要照顧群眾利益，少占良田、少拆遷有價(jià)值的建筑物。汽車(chē)專用公路上大、中橋橋位線形，一般應(yīng)符合路線布設(shè)規(guī)定。一般公路上大、中橋橋位，原則上應(yīng)服從路線走向，橋、路綜合考慮，在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，根據(jù)河段水文、工程地質(zhì)條件等特點(diǎn)進(jìn)行綜合比較確定。（2）一般地區(qū)的橋位選擇橋位選擇一般選在水文、地形、地質(zhì)條件較好地段。在通航方面的要求，一般應(yīng)選在航道穩(wěn)定、順直、有足夠水深的河段；離碼頭、錨泊區(qū)和排筏集散場(chǎng)的上游一定距離處。橋軸線應(yīng)與主流正交，如不可能，斜交角不宜大于5°；橋位應(yīng)避開(kāi)險(xiǎn)灘、淺灘、急彎、卡口、匯流口和水工設(shè)施、港口作業(yè)區(qū)和船舶錨地。(3)各類河段上橋位選擇特點(diǎn)①山區(qū)峽谷河段橋孔不得壓縮水流，橋位宜選在可一孔跨越處；否則宜選在水深較淺、流速較緩的山區(qū)開(kāi)闊河段上。②平原順直（微彎）河段選在河槽與河谷方向一致，槽流量較大處；橋軸線與河岸線正交。③平原彎曲河段橋位應(yīng)選在主槽流向與河流總趨勢(shì)一致、較長(zhǎng)的河段上；如河灣已逼近岸處，應(yīng)選在河灣的中部，如灣頂正在向一側(cè)發(fā)展且難以固定時(shí)，宜在兩灣之間較穩(wěn)定的直線段上設(shè)橋。④平原分汊河段橋位盡量避開(kāi)河汊、分流、匯流點(diǎn)，不得已時(shí)，選在分流點(diǎn)、匯流點(diǎn)上游，流向基本順直段。⑤平原寬灘河段橋位應(yīng)選在灘地較高、河槽居中、穩(wěn)定、順直、灘槽洪水流向一致的河段。河灘可做較大壓縮。⑥平原游蕩河段橋位應(yīng)選在兩岸有固定依托的較長(zhǎng)束窄河段；如岸壁是崖坎、人工建筑物或具有抗沖能力的土質(zhì)等地段，橋軸線宜與河岸正交。⑦山前區(qū)變遷河段橋位應(yīng)選在與河槽相對(duì)穩(wěn)定的束窄河段上；若必須跨越擴(kuò)散河段時(shí)，應(yīng)選在擺動(dòng)范圍較小的河段上，橋軸線應(yīng)與洪水流向正交。⑧山前沖積漫流河段橋位應(yīng)選在上游狹窄段或下游收縮段上，不宜選在中游擴(kuò)散段；如必須通過(guò)中游擴(kuò)散段時(shí)，宜采用一河多橋方案，且使各橋位大致在同一等高線上。⑨潮汐河口河段橋位應(yīng)避開(kāi)涌潮、灘岸多變的區(qū)段；潮汐河段上游段的橋位，可按一般情況處理；潮汐下游段、中間段的橋梁，橋孔長(zhǎng)度可按一般情況下的長(zhǎng)度加大5%~15%。另外，泥石流、黃土、巖溶、地震、沖積漫流等特殊地區(qū)的橋位選擇，請(qǐng)查閱《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJC30—2002）相關(guān)章節(jié)。(4)橋位調(diào)查的內(nèi)容橋位調(diào)查主要包括橋位測(cè)量、水文調(diào)查和工程地質(zhì)調(diào)查三方面的內(nèi)容。①橋位測(cè)量為了提供選擇橋位的依據(jù)和布置橋孔、引道、調(diào)治構(gòu)造物、施工場(chǎng)地輪廓等需要，應(yīng)測(cè)繪橋位平面圖。橋位平面圖包括橋位總平面圖和橋址地形圖。對(duì)于河面不寬的中橋可將兩者繪在同一張圖上。橋位總平面圖的測(cè)繪范圍應(yīng)能滿足橋位比選、橋頭引道、調(diào)治構(gòu)造物和施工場(chǎng)地布置的需要。橋址地形圖的測(cè)繪范圍應(yīng)能滿足橋梁孔徑、橋頭引道和調(diào)治構(gòu)造物的平面設(shè)計(jì)需要。為了提供橋位總體布置的依據(jù)，應(yīng)標(biāo)注設(shè)計(jì)水位，布設(shè)橋孔、橋頭引道、調(diào)治構(gòu)造物，確定橋面設(shè)計(jì)標(biāo)高、橋梁各部分結(jié)構(gòu)高度，以及確定橋下沖刷和基底埋置深度等，應(yīng)測(cè)繪橋軸縱斷面圖。橋軸縱斷面圖的測(cè)繪范圍：受地形控制的橋梁，應(yīng)測(cè)至兩岸路線設(shè)計(jì)高程以上，洪水漫流河灘過(guò)寬時(shí)，則應(yīng)滿足設(shè)計(jì)橋梁孔徑、橋頭引道、調(diào)治構(gòu)造物的需要。地形起伏較大，地質(zhì)復(fù)雜的橋址，應(yīng)在橋軸線上下游各6～20m增測(cè)輔助縱斷面，并根據(jù)需要，在墩臺(tái)基礎(chǔ)范圍內(nèi)增測(cè)輔助橫斷面。當(dāng)河床縱坡度較大，且橋梁壓縮水流也較大，為了表示橋前形成的較高壅水，必要時(shí)可繪制沿河流向的斷面圖。有關(guān)各圖的測(cè)繪內(nèi)容以及比例尺等具體要求參見(jiàn)《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的橋位設(shè)計(jì)部分。②水文調(diào)查水文調(diào)查主要包括水文觀測(cè)、洪水調(diào)查和文獻(xiàn)考證等有關(guān)資料的搜集和分析。此外，還應(yīng)向氣象部門(mén)收集風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、降水量和冰雪覆蓋厚度等資料；向航運(yùn)部門(mén)調(diào)查河道的有關(guān)通航情況。③工程地質(zhì)調(diào)查為了查清橋位及附近的地質(zhì)構(gòu)造，查明河床土壤抗沖刷的能力，提供決定橋梁墩臺(tái)的型式及埋置深度的依據(jù)，檢驗(yàn)引道路堤及調(diào)治構(gòu)造物的穩(wěn)定性，工程地質(zhì)調(diào)查中應(yīng)根據(jù)墩臺(tái)初擬設(shè)置的情況，結(jié)合實(shí)地勘察，按規(guī)范的要求確定鉆孔位置、數(shù)目和深度?？紤]就地取材建橋，還應(yīng)在橋位附近，對(duì)工程所需的當(dāng)?shù)夭牧线M(jìn)行來(lái)源調(diào)查。具體方法見(jiàn)《公路工程管理》有關(guān)內(nèi)容。在進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查及鉆探后，一般應(yīng)繪制沿橋軸線的橋位工程地質(zhì)縱斷面圖，以及附在橋位平面圖上的工程地質(zhì)平面圖。必要時(shí)還需繪制沿水流向的工程地質(zhì)剖面圖。(5)橋孔設(shè)計(jì)①橋孔設(shè)計(jì)的一般規(guī)定橋孔的具體位置，對(duì)橋梁的工作狀態(tài)和安全影響很大。橋孔設(shè)計(jì)必須保證設(shè)計(jì)洪水以內(nèi)的各級(jí)洪水和泥砂安全通過(guò)，并滿足通航、流冰、流木及其他漂浮物通過(guò)的要求。橋孔設(shè)計(jì)應(yīng)考慮橋位上下游已建或擬建的水利工程、航道碼頭和管線等引起的河床演變對(duì)橋孔的影響。跨越河口、海灣及海島之間的橋梁，必須保證潮汐、海浪、風(fēng)暴潮、海流及海底泥砂等各種海洋水文條件影響下，正常使用和滿足通航的要求。橋位河段的天然河道不宜開(kāi)挖或改移。開(kāi)挖、改移河道應(yīng)具有可靠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。②橋孔布設(shè)當(dāng)橋孔最小凈長(zhǎng)確定后，應(yīng)盡量選用合理的標(biāo)準(zhǔn)跨徑，在橋軸縱斷面和橋位平面圖上進(jìn)行合理的橋孔布設(shè)，使橋下實(shí)際的水面寬度等于或稍大于計(jì)算的橋孔長(zhǎng)度。橋孔布置，應(yīng)先河槽、后河灘，這樣才能滿足排洪輸沙需要，確保橋梁安全。橋孔布設(shè)應(yīng)與天然河流斷面流量分配相適應(yīng)。在穩(wěn)定的河段上，左右河灘橋孔長(zhǎng)度之比應(yīng)近似與左右河灘流量之比相當(dāng)；在次穩(wěn)定和不穩(wěn)定河段上，橋孔布設(shè)應(yīng)考慮河床變形和流量分布變化趨勢(shì)的影響。橋孔不宜壓縮河槽，可適當(dāng)壓縮河灘。橋孔布設(shè)應(yīng)適應(yīng)各類河段的特性及演變特點(diǎn)，避免河床產(chǎn)生不利變形，且做到經(jīng)濟(jì)合理。在內(nèi)河通航的河段上，應(yīng)將通航孔布設(shè)在穩(wěn)定的航道上，通航孔布設(shè)應(yīng)符合《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》（GB50139—2011）的規(guī)定；同時(shí)應(yīng)充分考慮河床演變和不同水位所引起的航道變化。通航海輪的橋梁橋孔布設(shè)應(yīng)符合《通航海輪橋梁通航標(biāo)準(zhǔn)》（JTJ311—97）的規(guī)定。a.山區(qū)河段的橋孔布設(shè)峽谷河段橋孔布設(shè)不宜壓縮河槽，一般宜采用單孔跨越。若一孔跨越有困難，可選在河谷比較寬闊、水深較淺、流速較緩之處設(shè)墩跨越。墩臺(tái)基礎(chǔ)可置于不同高程的基巖上。橋面高程應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)洪水位，并結(jié)合兩岸地形和路線等條件確定。開(kāi)闊河段橋孔布設(shè)允許壓縮河灘，但不能壓縮河槽。橋頭河灘引道路堤應(yīng)盡量與洪水主流向正交，否則應(yīng)增大橋孔及增設(shè)調(diào)治工程。b.山前區(qū)河段的橋孔布設(shè)變遷河段的特點(diǎn)是整個(gè)河床寬度很大，河岸抗沖能力弱，主流擺大。當(dāng)橋孔過(guò)長(zhǎng)時(shí)，河槽內(nèi)股流擺動(dòng)，會(huì)在橋下產(chǎn)生較大的偏斜沖刷，從而威脅橋臺(tái)和調(diào)治構(gòu)造物的安全。按計(jì)算出的最小橋孔長(zhǎng)度布設(shè)橋孔后，橋梁成為河流的節(jié)點(diǎn)，可以有效地控制河段的平面和縱斷面變形，使橋下沖刷均勻。變遷河段布設(shè)橋孔允許較大壓縮河灘，但一般需設(shè)置必要的調(diào)治構(gòu)造物。由于主流擺，墩臺(tái)基礎(chǔ)埋深應(yīng)置于同一高程。一般河灘路堤內(nèi)不宜設(shè)置小橋涵。如采用一河多橋方案，則臨近主河槽支汊需堵截。沖積漫流河段上，橋位宜在河流上游狹窄或下游收縮段跨越；橋位若無(wú)法避讓，必須通過(guò)河床寬闊、水流具有顯著分支處時(shí)，除了橋孔布設(shè)采用一河多橋方案，路線大致沿沖積扇等高線布置之外，各橋間常采用相應(yīng)的分流和防護(hù)措施。橋下凈空應(yīng)考慮河床淤積影響。c.平原區(qū)河段的橋孔布設(shè)順直微彎和彎曲河段應(yīng)通過(guò)河床演變調(diào)查，預(yù)測(cè)河灣的發(fā)展和中泓線的擺動(dòng)，橋