(甘肅?。┡R夏回族自治州積石山縣自然概況(地形地貌、氣象水文、土壤植被)
1 地質(zhì)
(1)地層巖性
治理段沿線出露地層主要為前震旦系、白堊系、新近系、第四系地層及侵入巖,由老至新簡述如下:
a、前震旦系(AnZ)
主要為花崗片麻巖和黑云母石英片巖,分布在銀川河中上游?;◢徠閹r呈灰白色~淺綠色,中粗?;◢徑Y(jié)構(gòu),片麻狀構(gòu)造;黑云母石英片巖呈灰綠色、深灰色,粒狀結(jié)構(gòu),片狀構(gòu)造。
b、白堊系(K1)
主要分布在銀川河,為陸相碎屑巖組成,巖性以暗紫紅色或雜色砂礫巖、礫巖夾薄層砂巖為主,礫石磨圓度較差,局部為角礫巖,其成分隨地而異,砂質(zhì)膠結(jié),分選性差,層理不發(fā)育,節(jié)理發(fā)育,巖石破碎,風(fēng)化強(qiáng)烈,厚度大。
c、新近系(N)
主要分布在銀川河,以棕紅、淺紅色泥質(zhì)砂巖為主,夾砂礫巖、砂巖等,含乳白色石膏透鏡體或條帶,層理不清,泥鈣質(zhì)膠結(jié),遇水易軟化,抗風(fēng)化能力差,厚度巨大,與前震旦統(tǒng)地層均為不整合接觸。
d、第四系(Q)
治理區(qū)內(nèi)第四系地層分布廣泛,并且普遍覆蓋于塬、梁、峁上部,或?yàn)榛A地堆積物,在庫岸緩坡地帶亦有分布,簡述如下:
1)上更新統(tǒng)沖洪積層(alpQ31):為Ⅲ級階地基座上部沉積物,一般不整合于上第三系地層之上,上覆地層為風(fēng)積馬蘭黃土,巖性為砂卵礫石層或砂礫石層,青灰色,磨圓度好,無膠結(jié),結(jié)構(gòu)密實(shí),該地層在工程區(qū)分布少。
2)上更新統(tǒng)風(fēng)積層(eolQ32):巖性為馬蘭黃土,由淡黃色、灰黃色粉質(zhì)壤土組成,結(jié)構(gòu)疏松,質(zhì)地均勻,具大孔隙,垂直節(jié)理發(fā)育,具強(qiáng)濕陷性,覆蓋于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級階地和丘陵山地上部,黃土一般水平產(chǎn)出,在山嶺斜坡地帶具有與坡度一致的傾斜,厚度一般在10~30m,局部可達(dá)50m。
3)全新統(tǒng)堆積物(Q4)
① 人工堆積物(SQ43):雜色,松散,主要為人工砌筑防洪堤、人工堆積砂卵礫石及塊石碎石土護(hù)坡和碎石路路基填筑物,部分為建筑場地堆積物,局部地段下部分布粉質(zhì)壤土,夾少量第四系坡洪積物,一般為就地開挖覆蓋層堆積物。
② 滑坡堆積物(delQ4):主要分布溝道兩側(cè),多為新近系基巖滑坡,巖性主要為塊碎石土,多呈淺紅色,結(jié)構(gòu)松散。
③ 滑塌積物(coldeQ43):主要分布在滑坡前緣斜坡地帶,基巖陡坎斜坡處,巖性主要為塊碎石、塊碎石土,雜色,結(jié)構(gòu)松散。
④ 沖積物(alpQ43):主要沿河谷分布于各溝道現(xiàn)代河床、河漫灘。質(zhì)地不均勻,分選性差,泥質(zhì)含量高,局部含有細(xì)砂透鏡體,稍密。礫石成分以砂巖為主,少量石英巖及灰?guī)r,并含有鈣質(zhì)結(jié)核(僵石)、粉砂巖的碎塊等,一般粒徑1~5cm,磨圓度一般,次圓、扁圓或次棱角狀。
⑤ 坡洪積物(dlQ34):巖性主要有塊石碎石土、碎石土等。
e、加里東期侵入巖
積石山縣出露的侵入巖主要為中期過渡相花崗閃長巖(γδ31),灰黑、灰綠色,塊狀構(gòu)造,粒狀結(jié)構(gòu)。分布于銀川河中上游溝谷兩側(cè),呈巖株、巖枝產(chǎn)出,其上與下新進(jìn)系不整合。
(2)地質(zhì)構(gòu)造
積石山縣所處大地構(gòu)造單元屬河西系的次級構(gòu)造單元官亭—臨夏拗陷帶,西側(cè)為阿勤卡金山—當(dāng)蕊五臺山隆起帶,東側(cè)為馬銜山隆起帶。
河西系構(gòu)造形跡在本區(qū)表現(xiàn)十分明顯,以隆起帶與拗陷帶相間展布,大致呈NW345°方向延伸。幾次主要的構(gòu)造運(yùn)動對本區(qū)都有很大影響,其中以呂梁運(yùn)動、阿森特—加里東兩個構(gòu)造旋回較為重要,并伴隨有廣泛的巖漿活動和規(guī)模較小 NW350°方向的逆沖斷層。
積石山縣新構(gòu)造活動呈現(xiàn)為差異性上升運(yùn)動,由于北北西一系列斷層的活動,使隆起帶和拗陷帶相間發(fā)育。關(guān)門斷裂、大河家—關(guān)灘斷裂都牽動了第三系地層,它們逆沖于老地層之上,且大河家—關(guān)灘斷裂為官亭—臨夏拗陷帶西側(cè)邊界,斷裂延伸約 70Km,控制了本區(qū)構(gòu)造及活動格局,丹陽川盆地內(nèi)沉積巨厚的新進(jìn)紅層和第四系松散堆積物??傊緟^(qū)斷裂普遍切割新進(jìn)上新統(tǒng)地層,均未見切割晚更新世地層,表明在上更新世末,更新世早期和中期都曾有過強(qiáng)烈活動。根據(jù)《黃河積石峽水電站工程地震基本烈度復(fù)核和地震危險性研究報告》(國家地震局地殼應(yīng)力研究所·1991年4月),經(jīng)測年鑒定,諸斷層大體上都終止于距今 11~26萬年間,多數(shù)在 20萬年左右。
(3)水文地質(zhì)
積石山縣水文地質(zhì)條件比較簡單,按地下水的埋藏條件和含水層的性質(zhì)可分為兩大類型,即山區(qū)基巖裂隙水和第四系孔隙潛水。
① 基巖裂隙水
分布于河谷兩側(cè)基巖山體的裂隙中,接受沖溝地表水,大氣降水及坡積層孔隙潛水的補(bǔ)給,徑流滯緩,排泄于銀川河河水及地勢較低的第四系堆積物中,由于山體高大、雄厚,山勢較陡,所以水量較小。其水質(zhì)較好,對混凝土無侵蝕性。
② 第四系孔隙潛水
第四系孔隙潛水主要分布于河床、河漫灘及 I、II 級階地下部的砂卵礫石層中,地下水主要接受大氣降水及地表水入滲補(bǔ)給,同時也受上游孔隙潛水的補(bǔ)給,在工程區(qū)大致由上游向下游遷流,排泄于下游河床砂礫石層中。地下水潛水面穩(wěn)定,含水層厚度隨下部基巖起伏情況而定,水位與河水位關(guān)系密切,河漫灘地下水位埋深 1~2m,階地地下水埋深 5~10m,經(jīng)對銀川河第四系孔隙潛水取樣進(jìn)行試驗(yàn),其水化學(xué)類型屬 HCO -—Ca2+型,礦化度168.41g/L,pH值7.52,SO 2-含量25.97mg/L,CL-含量為6.81mg/L,游離 CO 含量為 5.78mg/L,侵蝕性 CO 含量為 0.93mg/L;經(jīng)對銀川河地表水取樣進(jìn)行試驗(yàn),其水化學(xué)類型為 HCO -—Ca2+型,礦化度 0.148~0.168g/L,SO 2-含量25.97mg/L,pH 值為 7.52~7.81,侵蝕性 CO 含量為 0.93~2.78mg/L;按照《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50487-2008)附錄L“環(huán)境水對混凝土腐蝕性判別標(biāo)準(zhǔn)”,銀川河第四系孔隙潛水及地表水水質(zhì)均較好,對普通混凝及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋和鋼結(jié)構(gòu)均無腐蝕性,可作為施工用水。
(4)地震
積石山縣范圍內(nèi)有記載的破壞性地震共 26 次,其中 7 級地震 2 次,6~6.9級3次,4.75~5.75 級21次,這些地震對工程區(qū)的最大影響烈度均末超過Ⅶ度。
根據(jù)國家地震局 2016 年版《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》(GB18306-2015)(1:400 萬),本區(qū) 50 年超越概率為 10%時的地震動峰值加速度為 0.10g,相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅶ度,地震動反應(yīng)譜特征周期為 0.45s。
(5)不良地質(zhì)
積石山縣物理地質(zhì)現(xiàn)象主要表現(xiàn)陡岸塌滑體和滑坡及微弱的泥石流活動等。
塌滑:積石山縣兩岸巖質(zhì)岸坡及滑坡體前緣,為高陡邊坡,坡角 55~85°。由于邊坡高陡,加之巖質(zhì)岸坡巖體風(fēng)化作用的影響,岸坡順坡向卸荷裂隙與層面的不利組合,使岸坡巖體產(chǎn)生不穩(wěn)定塊體,滑坡前緣多為松散堆積物,尤其在雨季,受降雨、重力作用等的綜合影響,多見掉塊、小規(guī)模塌滑現(xiàn)象,一般幾十方到幾百方。為本次生態(tài)防護(hù)工程的主要治理段。
滑坡:積石山縣滑坡現(xiàn)象較普遍,分布于溝道兩岸,其規(guī)模大小不一、相差懸殊,一般在數(shù)萬方,大者幾十萬方?;骂愋鸵詼\層基巖滑坡為主,主要發(fā)生在新進(jìn)系紅色泥質(zhì)碎屑巖層中,滑坡主要受軟弱巖層及地下水控制,有的并有多次滑動的特征,滑坡多數(shù)以穩(wěn)定坡度較緩,主要為滑坡前緣岸坡較陡,結(jié)構(gòu)松散形成小規(guī)模塌滑,為本次工程防護(hù)對象。
泥石流:銀川河兩岸沖溝比較發(fā)育,沖溝均發(fā)育于震旦系花崗片麻巖和黑云母石英片巖或新進(jìn)系紅層中。各溝道均為震旦系基巖上部為新近系紅層與之不整合接觸,其成因主要與區(qū)內(nèi)軟弱的紅色碎屑巖區(qū)的崩塌、滑坡分布及水土流失等密切相關(guān)。從溝道堆積的洪積物厚度,粒徑變化等可看出現(xiàn)今泥石流活動比較微弱。
2 地形地貌
積石山縣位于臨夏州積石山縣東部,地貌上位于隴西黃土高塬丘陵~山地的西南部邊緣,整體地勢東西高、中部低,海拔高度在1560~2851m 之間。河道上下游較為開闊,河谷呈“U”型,兩岸部分位置基巖出露,河道在工程區(qū)內(nèi)寬 13~82m,由河床、河漫灘、Ⅰ級階地、Ⅱ級階地、Ⅲ級階地組成,本工程治理段內(nèi)常年徑流通道為小沖溝,支溝河床寬3 ~ 10m。
積石山縣屬侵蝕堆積河谷地貌,兩岸巖性主要為第四系松散堆積物,上部為沖洪積粉土,厚度約3~5m,下部為沖洪積砂礫石,部分松散堆積物受劉家峽水庫水位影響長期或間歇性處于水位以下,岸坡易發(fā)生滑塌,岸坡穩(wěn)定性較差。
3 氣象
積石山保安族東鄉(xiāng)族撒拉族自治縣屬中溫帶半大陸性季風(fēng)氣候,冬春季干燥,夏秋季寒冷。根據(jù)《積石山縣 2020年國民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)資料》,積石山縣多年平均氣溫 7.9℃,極端最高氣溫28.2℃,極端最低氣溫-17.6℃,年均降水量為 628.3mm,全年降水最多月份為7月,降水量131.9mm;降水量最少月份為 1月份,降水量0.7mm,平均年蒸發(fā)量約 992.2mm,全年日照時數(shù) 1665h,平均氣壓 768.6kPa,年平均風(fēng)速 2.0m/s,年無霜期185d。
4 水文
(1)地表水
積石山縣境內(nèi)河流主要有銀川河、劉集河、吹麻灘河等,均屬黃河水系。
銀川河位于黃河右岸侵蝕構(gòu)造中低山區(qū),為黃河一級支流,于銀川鄉(xiāng)銀河村下游0.8km匯入劉家峽水庫,銀川河發(fā)源地海拔4068m,流域總面積465.0km2,主溝長度為40.6km,切割深度100~300m。徑流主要來源于大氣降水,其中以雨水補(bǔ)給為主,雪水補(bǔ)給為輔。年徑流過程可分為四個不同時期:3月中、下旬至5月為春汛期,由上游冰雪融水和降雨補(bǔ)給;6~9月為夏秋洪水期,以大面積降水補(bǔ)給為主,有的年份可延長至10月上旬;10~11月為秋季平水期,以地下水補(bǔ)給及河槽儲蓄量為主;12月至次年3月初為冬季枯水期,以地下水補(bǔ)給為主。
(2)地下水
積石山縣屬干旱的大陸性氣候,年蒸發(fā)量大于降雨量,地下水主要受大氣降水補(bǔ)給。
當(dāng)河水位抬高時,一定范圍內(nèi)地下水接受河水的補(bǔ)給。
地下水類型按其埋藏條件可分為基巖裂隙水和覆蓋層孔隙性潛水兩類。基巖裂隙水主要賦存、運(yùn)移于基巖裂隙中,主要接受大氣降水補(bǔ)給,排泄于黃河及近鄰溝谷,一般埋藏較深??紫缎詽撍饕癫赜诤哟病⒙┞裆?.2~5m,含水層厚大于5mm,接受河水和大氣降水補(bǔ)給,水量豐沛。黃河為區(qū)內(nèi)最低排水基準(zhǔn)面。
5 土壤
積石山縣土壤類型比較單一,土壤類型為淡棕色棕鈣土,土層厚度 0~lm,土壤層次發(fā)育不明顯,質(zhì)地粘重,塊狀結(jié)構(gòu)。土壤有機(jī)質(zhì)含量為 2%~5%,有機(jī)質(zhì)含量較高,PH值5.5~7.5。
6 植被
積石山縣內(nèi)植被類型為草原植被,因長期的水土流失和人為活動的破壞,導(dǎo)致植被稀少,植被群落單一,林草覆蓋率為 16.8%。灌木有黑刺、毛刺、金背杜鵑等;草本植物有短金蓮花、披堿草、小白蒿、短炳草、百里香等。喬木樹種主要有楊、柳、榆、槐等,零星分布于庭院周圍,不能達(dá)到郁閉效果。人工種草為紫花苜蓿、青燕麥等,種植面積較小。根據(jù)對相鄰流域的調(diào)查,適宜的灌木造林樹種有甘蒙檉柳、沙棘等,適宜的人工草草種有紫花昔蓿、紅豆草、青燕麥等。

