哈尔滨市地质环境分析

中国地质大学（北京）城市环境地质学结课院（系）：水资源与环境学院专业：水文与水资源工程姓名：林高聪学号：61任课教师：刘飞老师哈尔滨市地质环境剖析概括哈尔滨市位于东经125°42′~130°10′，北纬44°04′~46°40′，是黑龙江省省会，东北北部的政治、经济、文化和交通中心，东北四大中心城市之一，也是中国省辖市中陆地管辖面积最大、管辖总人口居第二位的特大城市。全市道积万平方公里，辖8区7县，代管3个县级市。户籍总人口万人，此中市里人口万人。哈尔滨市辖8区7县3市，分别为南岗区、道里区、道外区、香坊区、松北区、平房区、呼兰区、阿城区和宾县、方正县、依兰县、巴彦县、木兰县、延寿县、通河县，代管县级双城市、尚志市、五常市。主城区指哈尔滨市道里区、道外区、南岗区、香坊区、平房区、松北区、呼兰区规划的城市建成区。总用地面积458平方公里。地区总人口万人，此中市里人口万（2010年统计数据）。当前正在建设的新城区有：群力新区（属道里区）、哈西新区（属南岗区）、松北科技创新城（属松北区）、哈南工业新城（属哈尔滨南部地域包含平房区等）、哈东新区（属道外区、宾县）。哈尔滨地处松嫩平原，海拔较低地势平展，最新的地区结构和断裂活动的发生在第四纪初期既早更新世时期，中、晚更新世时期无断裂活动的迹象，地区稳固性高，经其余学者分析哈尔滨在将来100年发生地区结构运动或地震大于的活动可能性很小，这就为城市的发展建设供给了稳固的环境基础。可是因为最近几年来城市快速发展，人口快速的增添，城区建设出现工程地责问突现，居民生活环境的质量与城市建设出现矛盾，无克制的开采地下水，城市垃圾的不合理处理，水资源看管不利，工程地质活动造成的不良工程地质作用等，不只引起了一系列的城市环境地责问题，同时也限制了城市的和睦发展和降低了居民生活水平的质量，而且造成了不良的社会影响。本文剖析了哈尔滨主市里的城市环境地质出现的问题，确定了其主题特点，并提出合适的系列专题图，希望能够为评论和提升哈尔滨城市地质环境质量供给参照。一、哈尔滨城市地质环境问题只管哈尔滨市主城区地处地区稳固性高，地势平展，地区地质灾祸少，可是最近几年来城市建设和发展碰到的地质环境问题日趋增加，如：地面塌陷、特别土、水环境污染、大面积地下水下降漏斗区、城市垃圾等。1.地面塌陷地面塌陷是指地表岩土体受外面荷载或自己重力以及其余因素作用下，当荷载大于自己的岩土工程强度下发生的地表坍塌现象，规模在几米到几十米不等，多发生在平原地下水开采区、矿产采空区和岩溶地貌区。继北京、上海等地面塌陷灾祸重灾城市以后，哈尔滨也成为国内陆面塌陷频发的城市。特别是哈尔滨主要的城区的和街道好多城市基础设备都是沿用上个世纪的建设或许在此基础上的翻新和保护，其道路交通、城市地下管线、地下工程面对今日的交通压力和城市容量不停扩大，渐渐裸露出地责问题，这些地域成为哈尔滨地面塌陷的多发区。特别是今年八月份受连续降雨的影响和城市自己基础设备的影响，南岗区发生了一系列的地面塌陷事件，造成多人受伤和2人死亡（表1）。时间8月9日表12012地址南岗区铁路街与上年8月哈尔滨地面塌陷部分事件名录表塌陷面积原由长约3米宽约2米8日降雨将排泄井冲塌，致使周边方街交口人行道地面出现塌陷8月12日南岗区工程师街35——8日大雨造成极大管压，使超期服—1号门古人行道役的排水管出现泄露造成塌陷8月14日哈尔滨市南岗区邮长约2米、宽约1米8日大雨造成排水管下沉约半米，政街62—2号人行泄露的雨水将四周泥沙冲走形成道与马路连结处空洞引起路面塌陷。8月14日哈尔滨市南岗区辽10余平米造成2人死亡，两人受伤。阳街90号门前8月16日哈尔滨市南岗区燎米深空洞——原街与大直街交错口8月17日哈市东直路与红旗————大街交口8月17日道里区机场路康家————路段8月29日哈尔滨南岗区和兴面积达几十平方米，28日“布拉达”台风北上降路88号门前路段的最深达5米雨影响，形成积水，入渗致使地面二环快速干道一侧沉降。慢车道2.特别土的工程地责问题（1）季节性冻土工程地责问题冻土是只温度达到零摄氏度以下，地表一下某一深度范围内的岩土体以及它们缝隙裂隙中的水发生冻结的现象。因为水结冰会体积会变大，更主要的是在土壤水势梯度作用下，为冻结地区的水会向冻结地区迁徙和齐集，从而扩大冻胀地区，所以冻土有显然的冻胀现象，发生冻土的地区会膨胀、地面隆起等现象。冻土的另一个特点是，冻土因为气温高升，土中的冰会消融，从而又致使岩土体的体积减小发生沉降，这类现象又叫做，融沉现象。季节性冻土即是随季节温度变化发生冻土和融土现象的岩土体，在哈尔滨广泛存在，冬天发生冻胀现象，春天出现融沉现象。季节性冻土的频频冻胀和融沉循环出现给工程建设带了极大的困难，冻土的压缩性降低，但抗剪强度降低；融土的压缩系高。频频的冻交融致使岩土体的工程力学参数发生极具的变化。哈尔滨冬天（11月～翌年2月）历年均匀气温℃，春天（3月～5月）历年均匀气温℃，年均匀气温℃，这是致使季节性冻土发生的天气因素；表层岩土为人工填土和粉质粘土，人工填土缝隙发育，结构松懈，粉质黏土含水率高，这是哈尔滨冻土发生的物质基础，据检查和研究，哈尔滨的冬天冻土层厚度达到200cm。2）淤泥质黏土-软土的工程地责问题淤泥类土是指在水流迟缓的堆积环境中和有微生物参加作用的条件堆积形成含许多有机质，输送脆弱（天然孔隙比大于1，天然含水率大于液限）的含许多粉粒的粘性土。哈尔滨地域松花江中游地域，在松花江南侧松花江河漫滩地貌单元，此中处于人工填土层下部的崭新统低漫滩冲积成因土层中，此中宽泛散布着粉质黏土：黄褐色～灰褐色，软塑。流塑，中～高压缩性；淤泥质粉质黏土：灰色～黑褐色，流塑，高压缩性，含有机质，有腥臭味。以及岗阜状平原地貌中人工填土下部的上更新统哈尔滨组冲积湖积层、中更新统山荒山组湖积层粉质黏土：黄褐色一褐黄色，可塑，中压缩性；粉质黏土：褐黄色一褐黑色，软塑，含可塑土，中压缩性。其工程力学性质强度低，压缩性高，承载力低，含水率高，对哈尔滨的城市建设，特别是建筑基础设备的建设造成了极大的困难。水环境问题（1）水质污染2010年哈尔滨环境情况通告显示全市当年废水排放总量为万吨，此中工业废水排放量为万吨，占%。市里废水排放总量为万吨，此中工业废水为万吨，占%；废水中主要污染物化学需氧量（COD）排放量为吨，此中工业废水COD排放量为吨，占%；氨氮排放量为2762吨，此中工业废水氨氮排放量为吨，占%。只管在政府监察部门的看管下，哈尔滨年废水排放总量逐年下降，可是2010年哈尔滨地表水整体评论为轻度污染，依旧处于水质污染的队列中。依据2010年枯水期哈尔滨城市规划区地下水水质监测剖析，硝酸盐(以N计)超标区呈点状散布于哈尔滨东光厂、黑龙江大学、黑龙江省水文地质工程地质勘探院、道外区东凤镇；亚硝酸盐(以N计)超标区呈点状散布在哈尔滨市东安机械厂、松北区团结镇李家村、呼兰区兴盛水泥管厂；氨氮(以N计)超标区呈点状散布在利民一水厂、利民二水厂；氯化物超标区呈点状散布在哈尔滨市毛皮厂；总硬度超标区主要呈片状散布在哈尔滨第一机器制造厂一哈尔滨毛皮厂、省领土资源厅一市电焊条厂一带，呈点状散布于哈尔滨兆麟公园、哈尔滨市东光厂、省丛林植物园、哈尔滨市滨江火车站等地；高锰酸盐指数超标区呈点状散布于松北区渔场、团结镇李家村、利民一水厂。一般化学指标中铁、锰全区广泛超标；枯水期在哈尔滨水泥制品厂、哈一机、香坊区木材厂、哈尔滨东光厂、香坊区灰菜沟、哈尔滨泡沫厂等地形成了重碳酸氯化物型水。在哈尔滨轴承厂形成了点状散布的重碳酸氯化物硫酸型水，在哈尔滨毛皮厂形成点状的氯化物重碳酸型水。除此以外，因为初期大批开采地下水形成大批的地下水下降漏斗区，造成江水位常年高于岸边地下水位—m，惹起江水侧渗补给地下水，跟着入浸时间的连续，惹起地下水质随江水而变，据傍河抽水试验，随抽水时间连续抽水井水中氯、悬浮物含量渐渐增高，虽含水层有必定净化能力，但净化能力有限，时间久了地下水即会随江水水质而变。（2）地下水水位下降、下降漏斗区哈尔滨市地下水位下降漏斗形成于1980年，跟着地下水开采量的逐年增添，漏斗面积不停扩大。据黑龙江省环境水文地质总站监测资料，哈尔滨1970年市里地下水开采量约在×108m3/a左右，地下水处于采补均衡状态，水位下降5—7m。1971年开采量增添，体现开采大干补给的超采状态，水位出现连续下降。1985年原有的五个小下降漏斗区形成以重型机械场为中心的大型地下水下降漏斗区，中心水位标高，面积160km2。1987-1990年时期，平房区以东安机械场为中心也渐渐形成地下水下降漏斗区，漏斗中水位累计下降，漏斗面积约260km2。年后，因为意识到大批开采地下水造成的影响，在政府管理下，以及地表水的充费利用下，减少地下水的年开采量，这使得地下水下降区的扩大得以克制，水位渐渐上涨态势。1998年重型机器厂的下降漏斗地区的中心移至菅草岭供水八厂和轴承厂，南移了2km左右。原漏斗中心水位自1996年至2005年上涨了，到2001年枯水期下降漏斗形态发展成为较稳固的椭圆形，在椭圆的两头形成两个极小的漏斗中心，分别为菅草岭供水八厂和轴承厂，此时漏斗面积约380km2。2003年漏斗形态未发生大的变化，仍以菅草岭为中心、形态仍以东北向为长轴的椭圆形地区下降漏斗，但轴承厂小漏斗(漏斗中心)消逝，此时面积约380km2，漏斗中心水位埋深。水位标高。至2005年，下降漏斗整体形态与2003年基真相同，漏斗面积约380km2，漏斗中心水位埋深，水位标高，与2003年对比上涨了。下降漏斗中心水位当前仍低于松花江水位5余米。平房区自1992年开始引松花江水作为供水水源，地下水开采量锐减，由1991年的×108m3/a减少至1993年的×108m3/a，水位开始大幅度上涨，此中，1993年上涨幅度最大，均匀上涨速率a。1994年随处下水开采量的增添地下水水位也随之下降，1995年连续上涨。上涨最快的是位于平房局部漏斗中心的东安机械厂，十年累计上涨，至2000年漏斗中心水位标高为。从1992年开始平房区漏斗时隐时现，至2005年枯水期，漏斗中心水位标高，漏斗仍旧存在。上涨区逐年向北扩展，当前已扩展到前卫无线电厂一带因为哈尔滨市里超量开采地下水，惹起水位大幅度下降，使松花江阶地和岗阜状平原约100km2范围内的地下水水位降至含水层顶板以下1—10m，从而改变了地下水水力特征，由本来的承压水转为无压水。同时，因地下水水位下降而惹起静水压力减小含水层变薄，致使单井涌水量衰减，由本来的4000—5000m3/d降至2000—3000m3/d。（3）供水紧张问题当前哈尔滨市里供水能力不足，缺口大，供需矛盾突出。市里日供水能力132万m3，日需水量为153．3万m3，目供需差达21．3万m3。下表为哈尔滨2010年各种年用水总量（单位：万m3）。表2哈尔滨市用水现状汇总表项目城镇生活乡村生活一般工大耗水和电农业用水生态环境共计用水用水业用水力工业用水用水1806416054352168662037938651954城市垃圾堆放问题哈尔滨2002年市里年产垃圾总量就已经达到240万吨，当前哈尔滨市里现有生活垃圾堆放场15处，散布位于韩家店、莫力街、水泥管厂北、柳树林、和平村、冷冻厂西侧、大房身、滨北铁路桥西、民富村、王岗、哈东、韩家洼子、黑鱼泡、沙坨子、程家岗，此中6处散布于岗阜状平原上，4处位于松花江低漫滩上，5处位于阿什河漫滩上。城内内还有很多零落的垃圾堆放点。。当前大多半垃圾裸露堆放，未进行填埋办理，垃圾中的有机质和有毒元素发生腐化分解，产生大批含有污染质的淋滤液，在地表漫流，从而污染土壤、地表水、地下水，使垃圾堆放场邻近的环境条件大大恶化。二、哈尔滨市地质环境主题及主体特点剖析哈尔滨市地质环境主题依据哈尔滨市里存在地质环境问题，依据其影响因素和问题的原由，我们能够将其主题归为：地面沉降、环境污染、地下水下降漏斗。哈尔滨市城市环境主题特点（1）地面沉降群发性和集中性对2012年哈尔滨市里出现的地面沉降灾祸研究发现，多半集中在南岗区，而且群发性程度高，在今年8月20天内发生的9次地面沉降灾祸中，有8次发生在南岗区。2）地面沉降深度不大与浅层松懈的土体有关察看发现，哈尔滨地域发生的地面沉降多半在几米深作用，深度不大，面积范围中等，在几平米到几十平米不等。（3）地面沉降受降雨影响严重8月散发生的多次地面沉降均与降雨有关，发生在8月9日～17日时期的地面沉降时间均与8月8日的大降雨有关，发生在8月29日的地面沉降与8月28日的“布拉达”台风降雨有关。（4）地面沉降发生在管线部署部位地面沉降多发生在上个世纪建设的陈腐管线或排水管线之上，或许发生在近期内发生过管线部署的地域。（5）地下水下降漏斗得以恢复哈尔滨市里两大下降漏斗在最近几年来减少开采量的保护下得以逐年恢复，下降漏斗面积也渐渐减小。6）垃圾污染严重造成水质恶化因为城市垃圾堆放点的建设不合理，致使环境污染严重，特别是造成水环境的污染。7）环境污染是水资源欠缺的主要原由松花江为哈尔滨供给了充分的水源，可是因为污染造成的水质恶化，增大了水办理的成本，降低了能够使用的水资源储量。三、主题地质环境因素确实定1.地面沉降主题因素确立对于地面沉降的主题因素确立需要剖析影响哈尔滨地面沉降的重点因素，经过剖析这里总为几点有关因素。1）城市管道和管线布局哈尔滨地面沉降多发生在设有管道部署的空间地点，特别是供水管道和排水管道地点，好多地面沉降的发生是因为管道断裂或管道破碎造成漏水，水流带走了岩土体造成的地下空洞从而形成的地面塌陷。这些管道多半是上个世纪年月相对长远的陈腐设备，这也是简单发生管道损坏的原由。有些地方管线部署也增添了地面塌陷出现的概率。据地面灾祸发生对四周居民的检查，居民反响，发生地面塌陷的地点曾多次出现管线部署工作，这就造成了管线部署地点岩土体的松懈和大缝隙结构，增大了地面塌陷的几率。所以哈尔滨的地面沉降空间上与城市管道和管线布局因素有关。（2）降雨因素长历时的降雨或暴雨增添了哈尔滨地面塌陷的可能性，对于地势低洼简单形成积水的地区简单形成地面塌陷，这是因为降雨入渗产生入渗力带走了地下的岩土体，形成地下空洞，在外面荷载作用下形成地面塌陷。（3）浅层土体哈尔滨的地面塌陷深度不大，这与岩土体的性质有关。哈尔滨的地层位于顶层前两层的岩土体主要人工填土和压缩性高、液塑状态的淤泥质黏土和粉质黏土，这些土体孔隙比极大，缝隙裂隙发育，压缩性又高，极简单发生地面塌陷。（4）冻土冻土的频频冻融的作用，致使土体频频膨胀和缩短，这便可能会造成大批了地下裂隙和空洞，惹起地面塌陷的发生。（4）地下水下降漏斗国内好多城市也反生严重地面沉降或地面塌陷，如上海、天津等，此中均与地下水大批开采形成的下降漏斗有关。当前，哈尔滨发生的地面塌陷能否与地下水下降漏斗有关还不是很清楚，可是能够明确的一点就是对比较其余因素，地下水下降漏斗的影响程度要小好多。空间管道和管线布局地时间降雨面塌物质基础地层岩性陷地面荷载2.环境污染主题因素确实定当前只需的环境污染是水质污染和垃圾污染，水质污染的管理我们能够经过政府看管部门，严格控制排污机构组织的排污量，依据规章全部排放的废水要经过严格的水办理，这样能够从源泉上解决水污染的问题。另一方面，科学的宣传和教育一般民众，合理的利用水资源，合理排放生活用水和合理使用农业农药等，这主要与政府管理有关。对于垃圾办理场的选择问题，主要由以下几个因素有关：1）水源地垃圾办理场的建设一定要远离水源地必定范围，防治污染水源。2）隔水地层垃圾办理场的建设深度必定要在顶层隔水地层之上，方式产生的淋滤夜经过地层，污染地下水。（3）交通因素垃圾办理场要成立在交通便利的地域，因为市里每日产生大批的生活垃圾，所以实时快速的办理是要成立在优秀的交通之上的。3.地下水下降漏斗主题（1）下降漏斗的面积和中心地区的水位（2）下降漏斗区内的建筑规划因为国内其余地域发生的地面沉降与地面塌陷与地下水下降漏斗有关，下降漏斗为地面沉降供给了地质条件上发生的可行性基础，可是对于城市，外面最主要的原由仍是城市建设，建筑物产生的荷载造成的地面沉降和塌陷。四、专题图设置工程地质图系列图的编制应依据以下原则：1、采纳同一的技术。包含技术性标准（指图的基本功能与精度要求）和形式性标准（指图的规准化与形式化要求）。这对于城市工程地质编图往常要使用大批不一样根源和时代的资料数据的获得、挑选和应用是特别必需的；2、重申图应拥有激烈的针对性和合用性。图的内容要充分揭穿和反响那些对工程建设有直接或间接限制性影响的各样工程地质环境问题并供给质量评论所需要的客观信息与预防举措；3、保持图的合理负载量，专题图件的构成应有相应的分工和清楚的层次，防止造成图中各样资料和因素的简单堆砌及过大的负载内容。4、明确用图对象。编图者应以用图者（主假如城市规划者、城市发展决议者、土木匠程师）简单理解的方式供给信息，尽量用简洁的制图语言、图例与区划，说明图中信息的空间地点、规模、数据与质量的关系。经过剖析可知对于哈尔滨市的城市主题环境剖析需要以以下图件：1）哈尔滨地质图；2）哈尔滨市第四纪地质图；3）哈尔滨市地区水文地质图，供水水文地质图；4）哈尔滨市地下水埋藏深度图；5）哈尔滨市地下水等水位线图；6）哈尔滨市地下水化学种类图；7）哈尔滨市地下水腐化性图；8）哈尔滨市洪涝灾祸分区图；9）哈尔滨市土地利用现状图；10）哈尔滨市工程地质条件种类图；11）哈尔滨市场所稳固性分区图；12）哈尔滨市冻土厚度散布图13）哈尔滨市综合工程地质分区图；14）哈尔滨水源地规划图15）哈尔滨管地下道管线布局图16）哈尔滨地下供水管道和排水管道图17）哈尔滨冬天供暖管道图18）哈尔滨是交通图利用这些个因素和专业知识我们能够获得以下哈尔滨城市地质主题图：1）哈尔滨地面塌陷灾祸密度图2）哈尔滨地面塌陷与地下管线管道地点综合图3）哈尔滨地下水下降漏斗区4）哈尔滨地下水下降漏斗展望变化图5）哈尔滨城市垃圾堆放规划地区