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黄土丘陵沟壑区地理环境特殊,被发育的冲沟 [复制链接]

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导语:黄土丘陵沟壑区的城镇发展受到地形和空间的限制,为了破解城市发展中的土地资源短缺的制约瓶颈,大多城市通过对低丘缓坡、荒山沟壑等未利用地资源进行科学有序地开发,增加城市和基础设施建设用地。削山头,填沟壑,平高差,建造人工小平原,将数条沟壑填平形成建设用地。

01了解黄土丘陵沟壑区的环境地质条件,规划范围较大,地层较为复杂

1、地形地貌

以兰州市低丘缓坡沟壑等未利用地综合开发利用试验区的兰北新城片区工程的开发利用为研究区域。研究区位于我国陇西黄土高原的西部边缘与青藏高原的交接地带。区内大多地段沟壑纵横、梁峁起伏,地形起伏较大。根据地貌成因及形态特征,研究区的地貌类型分为黄土丘陵梁峁、基岩丘陵、沟谷平原三种类型。

黄土丘陵区域被发育的冲沟所分割,遭水流侵蚀切割较强烈,形成山顶宽缓开阔,上缓下陡的黄土梁峁地形,梁峁间下游冲沟呈“V”型,相对高差较大,一般50-m,黄土堆积厚度一般为30-m,最大厚度近m。基岩丘陵区域受地质构造、地层岩性特征的控制,表层风化剥蚀作用强烈,相对高差较大,一般为-m。

山坡较陡峭,坡度为30-50°。岩性以片岩、片麻岩、花岗岩、砂岩、泥岩和砂砾岩为主。沟谷平原区域主要分布在黄土丘陵梁峁及基岩丘陵之间发育的沟谷地带,相对高差-m。沟谷多为“带”状、“U”型宽谷,长度大都在3-30km,宽度0.1-1.2km,沟谷底部相对开阔、平坦、坡度平缓,沟谷比降约14-20‰。

2、地层岩性特征

研究区规划范围大,地层较为复杂,出露地层由老至新依次为前寒武系皋兰群、下白垩系河口群、古近系、新近系及第四系。侵入岩主要为加里东期花岗岩。基岩主要分布在规划区东、西两侧及南侧较大范围,黄土丘陵主要分布在研究区北部,沟谷内为第四系新近堆积。

素填土,属第四系全新统,分布在沟谷及推填场地,土层呈黄褐色,以粉土为主,土质均匀,含植物根系,稍湿、稍密。黄土状粉土,属第四系全新统,分布在冲沟沟谷区、沟脑、坡角,其下为卵石层或基岩,土黄-褐黄色,土质较均匀,孔隙较发育,略具层理,无光泽,干强度低,韧性低,稍湿,稍密。局部见粉质粘土或中细砂夹层。

研究区位于我国黄土高原的西缘,受青藏高原上升的影响,地形切割较为强烈,以梁和峁为主,受北向东活动断层的控制。由于黄土之下的白垩系、新近系、古近系泥岩、砂质泥岩分布较为广泛,岩性松软,沟谷宽阔,谷地平坦,峁状的黄土丘陵发育。

第四系黄土分布广泛,发育齐全,成因类型较多,其中Ⅰ、Ⅱ级阶地形成较晚,由全新统的冲洪积层的砂砾、粉砂及粉土质粉砂组成,Ⅲ级及其以上的阶地为基座阶地,形成较早,属更新世,其上除了相应时期的冲积层之外,普遍被厚层的风成黄土覆盖。规划区黄土按时代分为全新世黄土、马兰黄土、离石黄土和午城黄土。

按成因分主要有风成黄土、水成黄土、河流沉积物、冲积物等,由此堆积组合而成的第四纪地层结构与堆积时的古地貌密切相关。除黄河高阶地沉积外,研究区内几乎都有中、上更新世的黄土堆积,特别是上更新统疏松黄土(马兰黄土)遍布全研究区,下更新统以微胶结的青灰色砂砾石层为主,仅在局部割切深的地方零星出露。

3、气象与水文条件

研究区位于甘肃省中部,按甘肃省气候区划分区属陇中北部冷温带干旱区。总的气候特点是干燥寒冷,冬季较长,日照充足,昼夜温差大,气象要素随时间和空间的变化较大。据兰州气象站多年资料统计,多年平均降水量为.3mm。

最多年为.7mm(年),最少为.2mm(年),年内降水也不均匀,大多集中于7、8、9三个月内,降水量约占全年降水量的60%以上。日最大降雨量96.8mm,小时最大降雨量52.0mm,10分钟最大降雨量13.9mm。多年平均蒸发量为.7mm;最高为.9mm(年),最低为.3mm(年)。

多年平均日照.7h;最高为.1mm(年),最低为.5mm(年)。地表有季节性冻土,其标准冻土深度1.03m。最大积雪厚度为7cm。场地内无地表水。研究区内地下水分为基岩裂隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水和第四系松散岩类孔隙水三大类。

基岩裂隙水赋存于前寒武系皋兰群变质岩、加里东期火成岩的风化裂隙和构造裂隙中,以潜水为主,沿裂隙径流,径流途径较短,一般由沟谷两岸向谷底及下游以泉水或渗流方式排泄,埋藏较浅,分布不均。

碎屑岩类孔隙裂隙水区内分布广泛,赋存于砂质泥岩、细砂岩、砂砾岩的孔隙裂隙中,以潜水为主,仅在局部地段的深部呈现层间承压水。松散岩类孔隙水又分为黄土孔隙裂隙潜水、河谷潜水和沟谷潜水。黄土孔隙裂隙潜水分布在低山丘陵区,赋存于黄土的孔隙裂隙中,地下水主要接受大气降水补给,多以山泉的方式排泄,水量较为贫乏。

河谷潜水分布于南部的黄河谷地,含水层以第四系冲洪积圆砾、卵石为主,厚5-15m左右,地下水位埋深变化较大。该类地下水主要接受降水及灌溉水的入渗补给,由西向东径流,最终排泄至黄河。

沟谷潜水主要分布于较大沟谷的中、下部一带,地下水主要赋存于第四系冲洪积砂砾卵石层中,含水层厚度较小,一般为2-5m,地下水位埋藏较浅,一般为4-10m左右。该类水主要接受降雨及灌溉水的入渗补给,由北向南径流,在沟口一带排泄。

02深入了解兰州第四系黄土的颗粒的组成特征,南北地貌类型差异明显

黄土在我国分布面积相当广泛,由于各地的地理、地质和气候条件不同,使黄土在沉积厚度、地层特征和物理力学性质上表现出明显的差异和变化。土体粒度成分的特征是影响松散碎屑沉积物的物理力学性质及水文地质性质的关键,对评价土体工程性质有着重要意义。陕北、陇东地区黄土的颗粒由西向东及自北而南呈现出逐渐变细的规律。

黄土的粒径含量与土体的力学特性有很大的关系,特别是粒径小于0.mm的黏粒含量在一定程度上决定着黄土的物理力学性,特别决定着黄土的物理性质,如天然含水率、孔隙大小、液限、塑限、塑性指数等。

这一粒级的含量在各地剖面的黄土样品中变化非常显著,变化幅度在5-33%之间,在长武、武功、西安等地剖面的黄土样品中该粒级含量最高达33%,在榆林、靖边、兰州、西宁等地剖面黄土样品中这一粒级含量最低,大部分在6-15%之间。

兰州地处青藏高原与黄土高原的交接部位、黄土高原西缘,受区域地质构造影响,南北地貌类型差异明显。北部主要是峁状黄土丘陵,南部主要为黄土塬梁。兰州马兰黄土沉积厚度大,结构疏松。

是典型的干燥环境下的风力沉积物,南部皋兰山总厚度为m,北部九州台黄土总厚度为m。兰州马兰黄土具有大孔隙结构,垂直节理发育,粒组成分以粉土为主,土体各向异性明显

结语:在我国西北的黄土高原地区,广泛分布着因流水和重力等侵蚀而形成的低丘缓坡沟壑地貌,黄土塬、梁、峁、川谷、冲沟等是该地区常见的地貌特征。黄土丘陵沟壑地区城镇的建设大多沿河谷延伸,建设用地紧缺,城市发展空间狭窄。随着城市的发展,西北地区特殊的黄土沟谷地貌已经成为城市发展的最大制约因素。

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