• Hi:欢迎来到一心论文网!
  • 您当前的位置:首页 > 工学 > 环境工程 > 正文

    浅议黄河中游地质环境背景浅析与岩土侵蚀类型划分

    来源:网络  时间:2017-07-01 01:10:00

      

      图5 王连圪堵二马营组地层实测剖面
      Fig.5 Ermaying set actual-survey of strata profile in Wangliangedu
      三系上新统所盖。本工作区内主要在暖水川上游出现。主要岩性为蓝灰、浅灰色粉砂岩、粉砂质泥岩夹淡黄色块状中粒砂岩、细砂岩,夹有十多层煤及煤线,[JP2]砂岩中含铁质结核及龟背石,底部有一层2~15 m的灰白色含砾中粒石英砂岩,统称白砂岩。3.6 下白垩统东胜组地层(K.1d)
       该组地层主要分布在调查区的北部地区,岩性是黄色、黄绿色砾岩夹土红色含砾砂岩及长石石英砂岩透镜体、灰白色、黄色砾岩,砂砾岩与灰白色含砾砂岩,长石石英砂岩互层,但岩性总的以黄色、黄绿色为主(图6)。厚度由东向西增大。砾石成分随地而异,岩性受陆源岩性控制。
      图6 下白垩统东胜组地层
      Fig.6 Lower Cretaceous of Dongsheng set stratum
      3.7 第三系(N)
      第三系上新统地层(N.2)分布于区内平缓山顶和沟掌,其岩性为土红色粉砂质泥岩夹似层状钙质结核层,有些地方底部为紫红色含砾粗砂岩、砾岩。本层岩性与厚度变化都不大,局部钙质结核层发育,多达几十层。产状近于水平,在本组地层中由于钙结核层的存在,对于水土流失有一定的防护作用(图7)。
      图中①-③代表岩性如下。

      ①风成沙,最外层呈黄色,含粗粒的长石、石英等沙粒,沙属于中细粒级。沙层内有一层颜色较深的沙土。
      ②为沙黄土,沙粒为粉细级,呈黄色块状,厚12.30 m。
      ③红色粉沙质泥岩,含两层各40 cm的似层状钙结核层,成碎片状。未见底。
      3.8 第四系(Q)
      区内第四系黄土零星出露有下更新统(Q.1)黄土和上更新统黄土(Q.3),在调查区的西南角,出露面积很小。全新世的堆积物以风成沙、冲洪积物、沙黄土分布面积较大,在研究区内较多见,如冲积层(Q.4al)分布于各条沟谷中。
      图7 公益盖沟地层实测剖面
      Fig.7 Gaiou actual-survey of strata profile in Wangliangedu in Gongyi
      以上是对研究区内出露的地层及其岩性和分布进行了简单的描述,从野外的岩土侵蚀现象上来看,不同的地层岩性,在同等的气候和自然条件下,其岩土侵蚀的方式和被侵蚀量是不同的。如三叠系的劈砂岩和侏罗系延安组的砂岩,它们的侵蚀量和方式存在着差异,而且不同时期沉积的劈砂岩的相对侵蚀强度也有差异。岩石的层理、垂直节理的发育程度对侵蚀的类型影响较大,垂直节理发育好的地方重力侵蚀越强烈,冻融侵蚀的作用越突出。出露地表地层的风化程度直接影响风力侵蚀和水力侵蚀的强度,风化程度与风力侵蚀和水力侵蚀的强度均呈正比,岩石的结构和成分主导着其抗侵蚀的能力[7]。
      4 岩土侵蚀的外动力类型
      影响岩土侵蚀的外动力条件很多,根据外动力类型,综合起来不外乎以下几种:①风力侵蚀;②水力侵蚀;③重力侵蚀;④冻融侵蚀;⑤化学侵蚀;⑥复合侵蚀;⑦人为侵蚀以及植被的发育和覆盖程度等。外动力的强弱直接影响到岩土的侵蚀程度。例如一次特大的暴雨,形成的地表径流会强烈地冲刷地表,产生严重的面状岩土侵蚀现象,沟底的水流会对沟坡底产生严重的侧向侵蚀,古人云:“水滴石穿”,除了表示持之以恒外,另一个含义可以理解为外力作用的强大[5]。
      4.1 风力侵蚀
      在调查区内,因为受季风的影响,风力侵蚀现象的存在较为普遍(图8、图9)。风成沙分布区全年以风力侵蚀占主导地位,丘陵沟壑区,冬春风力侵蚀强烈。通过野外调查发现,由于调查区内植被覆盖率极低,大风所引发的气流直接作用于地表或坡面,风力侵蚀现象明显。从现象上来说,主要以二种形式表现,一种是风积沙在季风的作用下的风力侵蚀;一种是劈砂岩由于风化作用,而使其表面形成的松散颗粒,在风沙冲击下而产生风力侵蚀。风力侵蚀的对象主要是:第四系风积沙、沙黄土、劈砂岩及其风化物,如沙化地、沙盖梁、风蚀光板梁、沙平地、小沙丘、沙滩地、沟坡的砂岩、泥岩及黄土等。其中主要的侵蚀对象是风积沙、劈砂岩及其风化物。从地域的分布来看,风积沙的风力侵蚀可以分为两大片,调查区北部顶端、调查区东部,东部和西部的界线基本上是以纳林川为界,这主要受北部的库布齐沙漠和西南部毛乌素沙地的影响所造成的,其它区域风积沙的风力侵蚀分布零星[8]。覆土的劈砂岩的粒径相对较小,受风力影响较大,侵蚀较裸露的劈砂岩大,裸露的劈砂岩风化速率快,风化物的抗蚀性较弱,易遭风力侵蚀。总之,劈砂岩的风力侵蚀只要有其分布且出露的地区都不同程度地存在着风力侵蚀现象。风力侵蚀的相对强弱在研究区内也有明显的差异,北部风力侵蚀的分布面积较大,图8 第四系风积沙的风力侵蚀现象
      Fig.8 Wind erosion of Quaternary aeolian sand
      图9 树根由于风力侵蚀而露出地表
      Fig.9 The roots above surface because of wind erosion且主要以风力侵蚀为主,风力侵蚀剧烈,南部侵蚀类型虽不是以风力侵蚀为主,但其属强度侵蚀区,中部一带属中等侵蚀强度,风力侵蚀只占次要地位,属轻度风力侵蚀。
      4.2 水力侵蚀
      水力侵蚀在调查区内普遍存在(图10),不同地区水力侵蚀的强度有所不同,其发生的时间也多集中在暴雨时期。野外地质调查的现象来看,调查区的北部,地形较平坦,相对高差不大。由于地表大部地区覆盖第四系风成沙,在水土保持工程的作用下,对水力侵蚀起到了一定的保护作用,水力侵蚀相对较弱。在调查区的东部,即在纳林川与十里长川之间,如刘家塔、纳林乡的东部、沙圪堵镇东部等一些地区,虽然在这些地区以劈砂岩出露为主,地形破碎,大小冲沟发育,但在这些地区的沟西坡大部地区覆盖厚薄不等的风成沙,其上有拧条、沙棘、杂草等植被发育,对雨滴的击溅、地表径流的冲刷起到一定的减缓作用。在西部,主要为劈沙岩覆盖,地形破碎,大小冲沟发育,形成多个独立的小水系。地形高差相对较大,沟坡陡立,地表几乎无任何覆盖物质,劈砂岩在风化作用的影响下,地表形成细小的颗粒,很容易造成水力侵蚀,在调查区范围内水力侵蚀现象明显,属水力侵蚀较强区。
      图10 地表径流形成的坡面小冲沟和冲刷作用
      Fig.10 Rill erosion of sloping land and washing action because of surface runoff
      4.3 重力侵蚀
      在调查区内的北部地区,重力侵蚀现象不甚明显,这主要是与地形地貌以及地层的岩性组合有关。重力侵蚀主要分布在调查区的南部地区,即劈砂岩分布地区和小部分的黄土分布地区(图11),以沟谷或沟边坡的重力侵蚀最为显着。在该类地区,地形切割强烈,相对高差大,水系发育,劈砂岩沟谷广泛分布。在黄土沟谷地中,植物普遍生长不良,植被覆盖率低,在劈砂岩的沟谷中,往往寸草不生,植被覆盖率一般不会超过30%。另一个比较显着的特征之一就是,大小冲沟的边坡陡立,基岩岩性不同,其抗侵蚀性能亦有差异,在各种外营力作用下,沟坡的岩石容易以崩塌、滚落、滑塌等形式脱离母体,形成重力侵蚀。劈砂岩地区的重力侵蚀主要发生在大于30°的沟坡,由于劈砂岩中泥岩、砂质泥岩质地较细,硬结成岩程度较差,遇水很容易崩解,且崩解速度快,对整个岩体的稳定性不利[7]。重力侵蚀所形成的风化堆积物是流域侵蚀产沙的重要来源。图11 劈砂岩的重力侵蚀

      Fig.11 Gravitational erosion by Pi-sandstone
      4.4 冻融侵蚀
       冻融侵蚀是当温度在0 ℃上下变化时,岩石孔隙或裂缝中的水在冻结成冰时,体积膨胀(增大9%左右),因而它对围限它的岩石裂缝壁产生很大的压力,使裂缝加宽加深;当冰融化时,水沿着扩大了的裂缝更深地渗入岩体的内部,同时容水量也可能增大,这样冻结、融化频繁进行,使裂缝不断加深扩大,以致岩体裂成岩屑或崩塌。
      在野外虽然没有发现明显的冻融侵蚀过程,但其结果是明显的。又根据冻融侵蚀的定义,在调查区内是具有产生冻融侵蚀的物质和气象条件。一方面,调查区内地表组成物质主要由劈砂岩、沙黄土和风成沙等物质组成,黄土结构松散,孔隙大,颗粒分散,垂直节理发育;劈砂岩,部分地层结构松散,颗粒粗,物理风化作用强烈,劈砂岩的柱状节理发育(图12)。黄土和劈砂岩都具备暂时容留水体的可能性。另一方面,调查区内属中温带大陆性气候,干旱风大,温差大,寒暑剧变,最低气温-32.8 ℃,最高气温39.1 ℃,极端气温年较差68.7 ℃~71.1 ℃,日较差14.1 ℃~12.5 ℃。地表经常处于频繁的热胀冷缩,冻融交替的状况,为冻融侵蚀提供了必要的气候环境条件。[JP+1]从现象上看,调查区的北部地区地形相对平缓,沟壑切割密度相对较小,冻融侵蚀相对微弱,而调查区的南部地区,地形破碎,大小冲沟发育,出露的地层主要是劈砂岩,由于劈砂岩独特的岩性组合及其结构构造,使其冻融侵蚀现象相对较强。
      图12 岩石的垂直裂隙发育
      Fig.12 Vertical fractures development of rock
      5 结论
      岩土侵蚀的影响因素很多,包括地质和地形因素、植被和社会经济因素、降水和气候因素等,总体上可以概括为外部因素和内部因素两大类。
      [JP+1]影响岩土侵蚀的外部自然因素主要是指构造运动营力、风力、水力、气温变化、降雨、植被的发育情况、人类活动等因素,这些因素有的直接造成或加剧岩土侵蚀的强烈程度,有的可以减缓岩土侵蚀的速度和程度。各种外营力作用直接导致岩土侵蚀,温度变化的差异可以破坏被侵蚀体的内部结构,加速岩石风化,直接产生岩土侵蚀或为岩土侵蚀创造条件,植被的发育程度对岩土侵蚀起到直接的或间接的阻碍作用。
      影响岩土侵蚀的人为因素如不合理的土地利用、毁林毁草、滥垦滥牧、开荒扩种、陡坡耕作、开矿修路及不合理的弃土弃渣等,都可以造成岩土侵蚀。
      影响岩土侵蚀的内部因素主要是被侵蚀体的地质条件,如地形地貌、地层岩性、地层的组合方式、地层的物理力学性质、岩石的矿物组成和胶结方式等,这些因素共同作用而组合成被侵蚀体抵抗外力的作用,称为抗蚀性。抗蚀性的大小表示岩石被侵蚀的难易程度。构造格局和构造运动控制着岩土侵蚀的发展方向;地层的岩性和结构控制着岩土侵蚀的抗侵蚀能力;地形地貌控制着岩土侵蚀类型的差异性;外动力条件控制着岩土侵蚀的速率和强烈程度。
      

    参考文献


      [1] 景可,卢金发,梁季阳,等.黄河中游侵蚀环境特征和变化趋势[M].郑州:黄河水利出版社,1997.(JING Ke,LU Jin-fa,LIANG Ji-yang,et al.Environment Characteristic and Variation Trend of Erosion in the Middle of Yellow River[M].Zhen zhou: The Yellow River Water Conservancy Press,1997.(in Chinese))
      [2] 张宗祜,陈云.黄土高原地区土壤侵蚀[M].北京:中国地质大学出版社,1993.(ZHANG Zong-hu,CHEN Yun.Soil Erosion on Loess Plateau region[M].BEijing:China University of Geoscience Press,1993.(in Chinese))
      [3] 张洪江.土壤侵蚀原理[M].北京:中国林业出版社,2000.(ZHANG Hong-jiang.Theory of Soil Erosion[M].BEIjing:China Forestry Publishing House,2001.(in Chinese))
      [4] 李祯,周慧堂.鄂尔多斯盆地东缘中生代延长组浊流沉积的发现与意义[J].现代地质,1995,(1):97-107.(LI Zhen,ZHOU Hui-tang.Discovery of TurbidityDepositinYanchangGroupAlongEasternMarginofordosBasinanditsSignificance[J].Geoscience,1995,(1):97-107.(in Chinese))
      [5] 倪绍祥.内蒙古准格尔旗资源遥感研究[M].北京:中国科学技术出版社,1992.(NI Shao-xiang. Junggar’s Resource Remote Sensing Research in Inner Mongolia[M].Beijing:China Science and Technology Publishing,1992.(in Chinese))
      [6] 张宗祜,陈云,石建省,等.黄土高原区域环境地质问题及治理[M].北京:科学出版社,1996.(ZHANG Zong-hu,CHENYun, SHI Jian-sheng et al.Environmental Geology Problems and Management in Loess Plateau Region[M].Beijing:Science Press,1996.(in Chinese))
      [7] 闫海卿,汤中立,焦建刚,等.内蒙古野芨里铁质--超镁铁质岩体的岩石化学特征[J].现代地质,2005,(4): 42-47.(YAN Hai-qing,TANG Zhong-li, JIAO Jian-gang et.al,Petrological and Geochemical Characteristics of Yejili Mafic-ultramafic Intrusion, Inner Mongolia[J].Geoscience,2005,(4):42-47.(in Chinese))
      [8] 苏人琼,杨勤业.黄河流域灾害环境综合治理对策[M].郑州:黄河水利出版社,1997.(SU Ren-qiong,YANG Qin-ye.Treatment Policy to Comprehensively Harness the Disaster Environment in the Yellow River Basin[M].Zhengzhou:The Yellow River Water Conservancy Press,1997.(in Chinese))
      [9] 李裕元,石辉.新构造运动对黄土高原环境变迁的影响[J].水土保持学报,2001,8(03):21-26.(LI Yu-yuan,SHI Hui.The Impact of Neotectonics on the Environmental Evolution and Soil Erosion of Loess Plateau[J].Research of Soil and Water Conservation,2001,(03):21-26.(in Chinese)) 免费论文下载中心
    相关论文

    最新论文

    热点论文

    [中等教育职专政治教育中的德育渗透
      帮助学生树立正确的价值观和人生观,提升学生的个人品德与思想素质,是职专政治教育的主要目标与根本目的。但受限于传统政治教育的教学 [全文]
    [中国哲学传递“中国梦”正能量是记者的神圣使命
      摘要:中国梦是中华民族伟大复兴的梦,是当今中华民族前进的动力,是当前中国最具影响力、最具感染力、最具普遍性的正能量。记者作为以 [全文]
    [财务控制论企业集团财务控制的对策
    摘 要:市场经济飞速发展促使企业集团组织形式发生非常大的变化,那么企业集团需要有效利用自身发展优势,促进现代化经济发展。 改革逐渐 [全文]
    [财务控制中小企业的财务控制问题分析
    摘 要:随着市场经济体制不断完善,我国中小企业进入快速发展阶段,其在国民经济发展中的作用被不断凸显出来。本文中笔者以中小企业财务管 [全文]
    [职业教育分析音乐课堂中的情感互动及学生体验
      【摘要】针对音乐课堂中的情感互动及学生体验进行分析,基于学生的实际音乐学习需求、音乐学习目标等予以教学设计,以期能够不断提升音 [全文]
    [市场营销新时期下市场营销的演变趋势分析
    摘要:随着全球经济互相影响,新市场格局的形成让新时期环境里市场营销不断发生变革。而本文主要是对当今市场新形势进行一个分析,找出对市 [全文]
    [国际贸易国际贸易融资创新及风险控制
    [摘 要] 国际贸易企业融资风险的主要表现有两种:一是国际贸易企业无法以自身的流动资金偿还债务,要通过集资的方式偿还债务本金和利息; [全文]
    [国际贸易“互联网 +”时代下国际贸易发展策略研究
    摘 要:随着网络技术和经济全球化的进一步发展,互联网关系到国际贸易领域的方方面面,并以全新的国际贸易形态,将分散在世界各地的市场, [全文]

    售前客服

    咨询QQ:619978682

    在线客服