肯斯瓦特工程地质实习报告

肯斯瓦特工程地质实习报告

农 业 水 利 工 程 专 业

认识实习报告

（工程地质及水文地质）

班 级： 学生姓名： 学 号： 指导教师：

石河子大学水利建筑工程学院

2012.7

一、实习目的

理解基本的地址概念，了解基本知识，学会基本技能。通过简短的野外地址实习，巩固学过的《工程地质》内容，加深对课程有关内容的理解；此外，通过实习培养对大自然的热爱，陶冶情操，提高随地址科学的兴趣：同时充分认识到地质实践对地质科学的重要性。同时，培养学生吃苦耐劳、艰苦努力、遵守纪律、团结协作等优良品质和增强集体观念，掌握实地操作技能和编写实习报告的能力：

1、学会对岩石的肉眼判别

2、了解沉积岩的每一层的岩石组成及其颜色、厚度等 3、实地测量岩层的产状（走向、倾向、倾角） 4、掌握褶皱的基本知识和判断背斜、向斜的能力 5、现场认识断层、滑坡、岩层，背斜、向斜等地质现象

二、肯斯瓦特水利枢纽概述

（1）项目基本情况

肯斯瓦特水利枢纽工程是集灌溉、防洪、及水力发电于一体的综合水利工程，是国家2010年西部大开发的23项重点工程之一，是新疆生产建设兵团唯一列入西部大开发建设的工程，也是兵团迄今为止独立建设的规模最大的水利工程。工程位于玛纳斯河中游肯斯瓦特河段，是玛纳斯河流域最重要的控制性水库工程，北距石河子市70公里，处于天山北坡经济带的核心位置。工程总投资为 15.38 亿元。工程由肯斯瓦特水库和反调节水库组成，水坝设计最高处为 126.8 米，坝长 531 米，调节库容为 1. 3 亿立方米，年发电量为 2.78 亿千瓦时。 据介绍，该水利枢纽工程建成后，可以满足玛河灌区 171 万亩节水灌溉所需，控制灌溉面积可达 31 6.3 万亩，其中75.68万亩的耕地灌溉保障率将由现在的45%提高到75%，39.12万亩的耕地灌溉保障率将由现在的46.2%提高到95%，使玛纳斯河下游红山嘴至夹河子一带的防洪标准由抗御 5 年至 10 年一遇的洪水提高到抗御 50 年一遇的洪水。枢纽区东距乌鲁木齐市约 192km(公路里程)；北距玛纳斯县城及玛纳斯火电厂约60km，地理坐标为东经 85°57′，北纬 43° 58′； 天山公路贯穿枢纽区， 坝址与 312 国道，北疆铁路均有四级公路

相连，交通十分便利。 玛河发源于天山山脉中段的依连哈比尔尕山北坡， 是一条山溪性内陆河。坝址以上流域面积 4637k ㎡, 多 年平均年径流量 12.21 亿 m3，分别占该河山区部分的90%和 92%，坝址处多年平均气温 5.9℃，多年平均 降水量 338.2mm，多年平均年蒸发量 1550.6mm。是准噶尔盆地南缘最大的一条河流。肯斯瓦特水利枢纽是玛纳斯河干流上的一座控制性骨干工程，具有防洪、灌溉、发电等综合利用功能。工程建成后，可有效控制和调蓄山区洪水，提高下游防洪地区防洪标准，优化灌区水资源配置，提高农业灌溉保证程度，为灌区节水改造技术推广创造条件。装机容量10万千瓦的水电站每年可发电2.76亿千瓦。肯斯瓦特电站调节性能好，电站供电石河子电网，可承 担电力系统调峰任务，改善电网运行条件。肯斯瓦特水利枢纽对于加快石河子经济技术开发区建设，促进当地经济社会可持续发展，改善边疆地区各族人民生产生活条件，屯垦戍边，稳定边疆，都具有重要的作用。

（2）工程地质条件

① 工程区位于准噶尔盆地南缘隆起的玛纳斯坳陷带三级构造单元中， 该构造单元为北天山向北推覆挤压褶皱区域，两侧边界断裂均为区域性活动断裂

和发震构造，是北天山地震带中多次发生强震主要发震构造。工程区地震动峰值加速度为 0.3g，地震动反映谱特征周期 0.4s（相应地震基本烈度为 8 度） 。 ② 根据水工建筑物抗震设计规范，坝址区处于抗震不利地段，上坝址区域稳定条件相对较好。 ③坝址库区库岸稳定，库区渗漏主要是沿上坝址右岸古河槽集中渗漏，初估渗漏量约 540 万 m3，库区内 无浸没，淹没损失小。 ④ 库区地层岩性为塑性变形能力较强的岩层，不易积累高强度应力，水库蓄水后对水库荷载和库水升高增 加的孔隙水压力，对远离库区的坳陷带边界活动断裂和穿过库区的次级东西向压性构造不能起到诱发地震 作用，因此水库不存在诱发地震的构造条件，产生水库诱发地震的可能性较小。 ⑤坝址区基岩为泥灰质粉砂岩，岩性均一，岩体为厚层结构，为软岩。坝址两岸岸坡现状条件下稳定性较 好，坝基覆盖层薄，坝址主要工程地质问题是水库蓄水后的右岸古河槽渗漏、高边坡稳定性。坝基岩体强度较低，抗滑和抗变形能力较差。坝址各引水洞线及地面厂房均可布置在右岸，洞身段以Ⅳ类围岩为主， 进出口均无大的不稳定岩体，成洞条件及洞口边坡稳定条件较好。 ⑥天然建筑材料拟选 5 个土料场和 4 个砂砾石料场， 坝壳卵砾石和防渗黄土储量丰富，质量基本满足要求，开采运输便利。

三、地层与岩性

地层是指在某一地质年代因岩浆活动形成的岩体及沉积作用形成的地层的总称。（所谓的底层是指在地壳发展过程中形成的各种成层和非成层岩石的总称。从岩性上讲，地层包括各种沉积岩，岩浆岩和变质岩；从时代上讲，地层有有老有新，具有时间的概念。）地壳中具有一定层位的一层或一组岩石，也可以是没有固结的堆积物，包括沉积岩，火山岩和变质岩。在正常情况下，先形成的地层居下，后形成的地层居上。层与层之间的界面可以是可以是明显的层面或沉积间断面，也可以是由于岩性，所含化石，矿物成分，化学成分，物理性质等的变化导致层面不十分明显。

沉积岩是在地表环境中，先前存在的化石（岩浆岩、变质岩和早已形成的沉积岩）的物理、化学和生物风化的物质、有机物质和某些火山作用产生的物质经搬运、沉积和成岩等地址作用而形成的岩石。沉积岩是地壳表面分布最广的一种岩石，虽然它的体积只占地壳的5%，但是露出面积约占陆地表面积的75%。沉积岩主要由碎屑物质、粘土矿物、化学沉积物、有机质及生物残骸等一些物质组成。

沉积岩的结构按其组成物质、颗粒大小及形状等方面的特点，一般分为碎屑结构、泥质结构、结晶结构及生物结构四种。

1）碎屑结构 碎屑结构是指岩石中由50%以上的碎屑颗粒被胶结物所胶结的结构，是沉积岩所特有的结构。按碎屑粒径的大小，碎屑结构可分为：a、砾状结构（碎屑粒径>2mm） b、竹叶状结构（碎屑形态多呈扁平状） c、砂质结构（碎屑粒径介于2～0.05mm之间） d、粉砂质结构（碎屑粒径为0.05～0.005mm）

2）泥质结构 该结构由粒径<0.005mm的粘土矿物颗粒组成，是泥岩、页岩等粘土岩的主要结构。

3）结晶结构 该结构是由溶液中沉淀或经重结晶所形成的结构。

4）生物结构 该结构是由生物遗体或碎片所组成，如贝壳结构、珊瑚结构等，都是生物化学岩所具有的结构。沉积岩的构造是指其组成部分的空间分布及其相互间的排列关系。产检的沉积岩构造有层理构造、块状构造及层面构造。

层理：在岩石形成过程中产生的，由物质成分、颜色、颗粒大小、结构构造等差异而表现出来的岩石成层构造。

节理：岩石中的裂隙，其两侧岩石没有明显的位移。地壳上部岩石中最广发发育的一种断裂构造。通常，受风化作用后易于识别，在石灰岩地区，节理和水溶融作用形成喀斯特地貌。岩石中的裂隙，是没有明显位移的断裂。 节理是岩石中的裂隙，是没有明显位移的断裂。它是地壳上部岩石中发育最广泛的一种构造。

①剪节理:是由剪应力产生的破裂面。剪节理产状稳定，沿走向和倾向延伸较远。 剪节理较平直光滑，在砾岩中通过时，能平整地穿切砾石。

②张节理:是由张应力产生的破裂面。张节理产状不稳定，延伸不远。单条节理短而弯曲，节理常侧列产生。节理面粗糙不平，无擦痕。

按成因层理分为：1.原生节理，成岩过程中形成。如沉积岩中因缩水而造成的泥裂或火成岩冷却收缩形成的柱状节理；2.构造节理，由构造变形而形成。3.非构造节理，由外部作用形成，如风化作用、山崩、地滑等引起的节理，长局限于地表浅处。

不整合接触：由于地壳运动，往往使沉降中断，形成时代不相连续的岩层，这种关系称之为不整合接触。

四、地质构造

地质构造是指地壳中的岩层地壳运动的作用发生变形与变位而遗留下来的形态。地质构造因此可依其生成时间分为原生构造与次生构造。实际实习中见到的主要有褶皱构造和断裂构造。 （1）褶皱

褶皱构造是岩层因在构造作用下变形，形成的一系列连续弯曲。岩层的连续完整性未遭到破坏，是岩石塑性变形的表现。

要素：核、翼部、转折端、枢纽、轴迹、脊线与槽线、褶轴、倾伏和侧伏。

褶皱是最重要的构造现象，因而是构造地质学研究的重要内容； 与矿产的关系：大向斜就是盆地，形成沉积矿床，虎睛形成于热液充填矿床； 与石油：背斜圈闭，过去发现的石油绝大多数与此有关； 工程地质，水文地质， 旅游地质， 构造地质。

基本类型 ：背斜：向上弯曲； 向斜，向下弯曲。 要素： 1、核：泛指褶皱弯曲的核心部位

2、翼部：泛指褶皱核部两测的岩层；

3、转折端：泛指褶皱两翼岩层互相过度的弯曲部分。

4、枢纽：褶皱的同一层面上的各最大弯曲点的连线叫枢纽；可以是直

线，也可以是曲线或折线，可以是水平线，也可以是倾斜线；枢纽反映褶曲在延长方向产状变化的情况。

5、轴面（枢纽面）：连接褶皱各层的枢纽构成的面称为褶皱轴面，可以是平面，也可以是曲面，一般用走向、倾向核倾角三要素来描述。

6、轴迹：轴面与包括底面在内的任何平面的交线均为轴迹；

7、脊线与槽线：背斜中同一层面上弯曲的最高点的连线称为脊线；向斜中同一层面上弯曲的最低点的连线称为槽线。与枢纽轴迹的区别，在寻找储油构造核开发油气矿床核地下水，弄清脊核和的位置。

8、褶轴：是指与枢纽平行的一条直线。该直线平行自身移动的轨迹形成一个与褶皱层面完全一致的面；

9、倾伏和侧伏：都是测量构造线空间位置的要素。倾伏是一条构造线在该线所在直立平面上与水平面之间的夹角；侧伏角：构造线在它所在平面上与该面平面交线之间的夹角。

（2）断层 1、断层的概念

地壳岩层因受力到一定强度而发生破裂，并沿破裂面有明显相对移动的构造称断层。

2、断层的分类

根据断层线上原来相邻接的两点在断层运动中的相对运动状况可以将断层分类。

如果它们的运动只在水平方向上，并且平行于断层面，那么这断层叫走向滑动断层。走向滑动断层又进一步分为右滑和左滑断层。

如果一个观察者站在断层的一侧，面向断层，另一边的岩块向他左方滑动，那它就叫左滑断层。之所以如此称呼，因为要追索被移动了的地表特征时，该人需沿断层线转向左边，才能在那一边找到与这边相对应的特征。这种走向滑动断层也叫右旋或左旋、右行或左行断层，或统称走向断层。加利福尼亚圣安德列斯断层是一条右旋断层或滑动断层。

沿断层面作上升下降的相对运动，则是倾向滑动断层。上盘相对下盘向下运动的倾向滑动断层是正断层。

当断层面倾角小于或等于45°，上盘相对下盘作向上运动时，叫冲断层，而若断层面倾角大于45°，则称逆断层。两盘相对运动方向界于走向滑动断层和倾向滑动断层之间的，叫斜向滑动断层。

断层两盘之间的相对位移常被叫作断层落差和平错。落差反映垂直位移，

而平错反映水平位移。以上所说的断层都有一个共同的运动特点，即在运动中两盘的构造保持着平行。

但也可以有这样的断层，相邻两盘块体之间发生了扭动、转动，这样的断层被称为旋转断层或剪状断层。

五、典型的自然地质现象

泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑，地形险峻的地区，因为暴雨暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。泥石流具有突然性以及流速快，流量大，物质容量大和破坏力强等特点。发生泥石流常常会冲毁公路铁路等交通设施甚至村镇等，造成巨大损失。 一、形成条件：

泥石流的形成需要三个基本条件：有陡峭便于集水集物的适当地形；上游堆积有丰富的松散固体物质；短期内有突然性的大量流水来源。 1、地形地貌条件

在地形上具备山高沟深，地形陡峻，沟床纵度降大，流城形状便于水流汇集。在地貌上，泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区三

部分。上游形成区的地形多为三面环山，一面出口为瓢状或漏斗状，地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良，这样的地形有利于水和碎屑物质的集中；中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷，谷床纵坡降大，使泥石流能迅猛直泻；下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地，使堆积物有堆积场所。 2、松散物质来源条件

泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育，新构造活动强烈，地震烈度较高的地区。地表岩石破碎，崩塌、错落、滑坡等不良地质现象发育，为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源；另外，岩层结构松散、软弱、易于风化、节理发育或软硬相间成层的地区，因易受破坏，也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源；一些人类工程活动，如滥伐森林造成水土流失，开山采矿、采石弃渣等，往往也为泥石流提供大量的物质来源。 3、水源条件

水既是泥石流的重要组成部分，又是泥石流的激发条件和搬运介质(动力来源)，泥石流的水源，有暴雨、水雪融水和水库溃决水体等形式。我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。 二、泥石流的预测预报：

泥石流的预测预报工作很重要，这是防灾和减灾的重要步骤和措施。目前我国对泥石流的预测预报研究常采取以下方法：

（1）在典型的泥石流沟进行定点观测研究，力求解决泥石流的形成与运动参数问题。

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肯斯瓦特水利枢纽工程水土流失监测点

（2）调查潜在泥石流沟的有关参数和特征。

（3）加强水文、气象的预报工作，特别是对小范围的局部暴雨的预报。因为暴雨是形成泥石流的激发因素。比如、当月降雨量超过350毫米时，日降雨量超过150毫米时，就应发出泥石流警报。

（4）建立泥石流技术档案，特别是大型泥石流沟的流域要素、形成条件、灾害情况及整治措施等资料应逐个详细记录。并解决信息接收和传递等问题。

（5）划分泥石流的危险区、潜在危险区或进行泥石流灾害敏感度分区。 （6）开展泥石流防灾警报器的研究及室内泥石流模型试验研究。

六、心得体会

实践是检验真理的唯一标准。地质实习是课堂地质教学的一个重要的环节，是掌握、巩固、消化所学理论知识的一种重要手段，也是丰富我们个人实践经

验的一个重要过程，使我们懂得了理论与实践之间的差距，践行“读万卷书，行万里路”古训。经过一个多学期的学习，我们对工程地质与土力学有了深刻的认识与了解，掌握了关于工程地质与土力学中的基本知识，为了加深对书本知识的了解，为了提高教学质量，并对地质地貌只是有更深的了解，提高运用能力，在李刚老师的带领下，石河子大学水利建筑工程学院农业水利工程系1、2班到肯斯瓦特水利枢纽进行实习，尽管只有一天，但是在老师和水利枢纽工作人员精心讲解和耐心指导下，配合一些背景资料，我们得以比较系统地了解当地的地质地貌只是，并学会了一些外出实习的基本方法，同时也通过实践，巩固了所学的知识。