(甘肃省)临夏回族自治州积石山县自然概况(地形地貌、气象水文、土壤植被)
1 地质
(1)地层岩性
治理段沿线出露地层主要为前震旦系、白垩系、新近系、第四系地层及侵入岩,由老至新简述如下:
a、前震旦系(AnZ)
主要为花岗片麻岩和黑云母石英片岩,分布在银川河中上游。花岗片麻岩呈灰白色~浅绿色,中粗粒花岗结构,片麻状构造;黑云母石英片岩呈灰绿色、深灰色,粒状结构,片状构造。
b、白垩系(K1)
主要分布在银川河,为陆相碎屑岩组成,岩性以暗紫红色或杂色砂砾岩、砾岩夹薄层砂岩为主,砾石磨圆度较差,局部为角砾岩,其成分随地而异,砂质胶结,分选性差,层理不发育,节理发育,岩石破碎,风化强烈,厚度大。
c、新近系(N)
主要分布在银川河,以棕红、浅红色泥质砂岩为主,夹砂砾岩、砂岩等,含乳白色石膏透镜体或条带,层理不清,泥钙质胶结,遇水易软化,抗风化能力差,厚度巨大,与前震旦统地层均为不整合接触。
d、第四系(Q)
治理区内第四系地层分布广泛,并且普遍覆盖于塬、梁、峁上部,或为基座阶地堆积物,在库岸缓坡地带亦有分布,简述如下:
1)上更新统冲洪积层(alpQ31):为Ⅲ级阶地基座上部沉积物,一般不整合于上第三系地层之上,上覆地层为风积马兰黄土,岩性为砂卵砾石层或砂砾石层,青灰色,磨圆度好,无胶结,结构密实,该地层在工程区分布少。
2)上更新统风积层(eolQ32):岩性为马兰黄土,由淡黄色、灰黄色粉质壤土组成,结构疏松,质地均匀,具大孔隙,垂直节理发育,具强湿陷性,覆盖于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级阶地和丘陵山地上部,黄土一般水平产出,在山岭斜坡地带具有与坡度一致的倾斜,厚度一般在10~30m,局部可达50m。
3)全新统堆积物(Q4)
① 人工堆积物(SQ43):杂色,松散,主要为人工砌筑防洪堤、人工堆积砂卵砾石及块石碎石土护坡和碎石路路基填筑物,部分为建筑场地堆积物,局部地段下部分布粉质壤土,夹少量第四系坡洪积物,一般为就地开挖覆盖层堆积物。
② 滑坡堆积物(delQ4):主要分布沟道两侧,多为新近系基岩滑坡,岩性主要为块碎石土,多呈浅红色,结构松散。
③ 滑塌积物(coldeQ43):主要分布在滑坡前缘斜坡地带,基岩陡坎斜坡处,岩性主要为块碎石、块碎石土,杂色,结构松散。
④ 冲积物(alpQ43):主要沿河谷分布于各沟道现代河床、河漫滩。质地不均匀,分选性差,泥质含量高,局部含有细砂透镜体,稍密。砾石成分以砂岩为主,少量石英岩及灰岩,并含有钙质结核(僵石)、粉砂岩的碎块等,一般粒径1~5cm,磨圆度一般,次圆、扁圆或次棱角状。
⑤ 坡洪积物(dlQ34):岩性主要有块石碎石土、碎石土等。
e、加里东期侵入岩
积石山县出露的侵入岩主要为中期过渡相花岗闪长岩(γδ31),灰黑、灰绿色,块状构造,粒状结构。分布于银川河中上游沟谷两侧,呈岩株、岩枝产出,其上与下新进系不整合。
(2)地质构造
积石山县所处大地构造单元属河西系的次级构造单元官亭—临夏拗陷带,西侧为阿勤卡金山—当蕊五台山隆起带,东侧为马衔山隆起带。
河西系构造形迹在本区表现十分明显,以隆起带与拗陷带相间展布,大致呈NW345°方向延伸。几次主要的构造运动对本区都有很大影响,其中以吕梁运动、阿森特—加里东两个构造旋回较为重要,并伴随有广泛的岩浆活动和规模较小 NW350°方向的逆冲断层。
积石山县新构造活动呈现为差异性上升运动,由于北北西一系列断层的活动,使隆起带和拗陷带相间发育。关门断裂、大河家—关滩断裂都牵动了第三系地层,它们逆冲于老地层之上,且大河家—关滩断裂为官亭—临夏拗陷带西侧边界,断裂延伸约 70Km,控制了本区构造及活动格局,丹阳川盆地内沉积巨厚的新进红层和第四系松散堆积物。总之本区断裂普遍切割新进上新统地层,均未见切割晚更新世地层,表明在上更新世末,更新世早期和中期都曾有过强烈活动。根据《黄河积石峡水电站工程地震基本烈度复核和地震危险性研究报告》(国家地震局地壳应力研究所·1991年4月),经测年鉴定,诸断层大体上都终止于距今 11~26万年间,多数在 20万年左右。
(3)水文地质
积石山县水文地质条件比较简单,按地下水的埋藏条件和含水层的性质可分为两大类型,即山区基岩裂隙水和第四系孔隙潜水。
① 基岩裂隙水
分布于河谷两侧基岩山体的裂隙中,接受冲沟地表水,大气降水及坡积层孔隙潜水的补给,径流滞缓,排泄于银川河河水及地势较低的第四系堆积物中,由于山体高大、雄厚,山势较陡,所以水量较小。其水质较好,对混凝土无侵蚀性。
② 第四系孔隙潜水
第四系孔隙潜水主要分布于河床、河漫滩及 I、II 级阶地下部的砂卵砾石层中,地下水主要接受大气降水及地表水入渗补给,同时也受上游孔隙潜水的补给,在工程区大致由上游向下游迁流,排泄于下游河床砂砾石层中。地下水潜水面稳定,含水层厚度随下部基岩起伏情况而定,水位与河水位关系密切,河漫滩地下水位埋深 1~2m,阶地地下水埋深 5~10m,经对银川河第四系孔隙潜水取样进行试验,其水化学类型属 HCO -—Ca2+型,矿化度168.41g/L,pH值7.52,SO 2-含量25.97mg/L,CL-含量为6.81mg/L,游离 CO 含量为 5.78mg/L,侵蚀性 CO 含量为 0.93mg/L;经对银川河地表水取样进行试验,其水化学类型为 HCO -—Ca2+型,矿化度 0.148~0.168g/L,SO 2-含量25.97mg/L,pH 值为 7.52~7.81,侵蚀性 CO 含量为 0.93~2.78mg/L;按照《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487-2008)附录L“环境水对混凝土腐蚀性判别标准”,银川河第四系孔隙潜水及地表水水质均较好,对普通混凝及钢筋混凝土结构中的钢筋和钢结构均无腐蚀性,可作为施工用水。
(4)地震
积石山县范围内有记载的破坏性地震共 26 次,其中 7 级地震 2 次,6~6.9级3次,4.75~5.75 级21次,这些地震对工程区的最大影响烈度均末超过Ⅶ度。
根据国家地震局 2016 年版《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306-2015)(1:400 万),本区 50 年超越概率为 10%时的地震动峰值加速度为 0.10g,相应的地震基本烈度为Ⅶ度,地震动反应谱特征周期为 0.45s。
(5)不良地质
积石山县物理地质现象主要表现陡岸塌滑体和滑坡及微弱的泥石流活动等。
塌滑:积石山县两岸岩质岸坡及滑坡体前缘,为高陡边坡,坡角 55~85°。由于边坡高陡,加之岩质岸坡岩体风化作用的影响,岸坡顺坡向卸荷裂隙与层面的不利组合,使岸坡岩体产生不稳定块体,滑坡前缘多为松散堆积物,尤其在雨季,受降雨、重力作用等的综合影响,多见掉块、小规模塌滑现象,一般几十方到几百方。为本次生态防护工程的主要治理段。
滑坡:积石山县滑坡现象较普遍,分布于沟道两岸,其规模大小不一、相差悬殊,一般在数万方,大者几十万方。滑坡类型以浅层基岩滑坡为主,主要发生在新进系红色泥质碎屑岩层中,滑坡主要受软弱岩层及地下水控制,有的并有多次滑动的特征,滑坡多数以稳定坡度较缓,主要为滑坡前缘岸坡较陡,结构松散形成小规模塌滑,为本次工程防护对象。
泥石流:银川河两岸冲沟比较发育,冲沟均发育于震旦系花岗片麻岩和黑云母石英片岩或新进系红层中。各沟道均为震旦系基岩上部为新近系红层与之不整合接触,其成因主要与区内软弱的红色碎屑岩区的崩塌、滑坡分布及水土流失等密切相关。从沟道堆积的洪积物厚度,粒径变化等可看出现今泥石流活动比较微弱。
2 地形地貌
积石山县位于临夏州积石山县东部,地貌上位于陇西黄土高塬丘陵~山地的西南部边缘,整体地势东西高、中部低,海拔高度在1560~2851m 之间。河道上下游较为开阔,河谷呈“U”型,两岸部分位置基岩出露,河道在工程区内宽 13~82m,由河床、河漫滩、Ⅰ级阶地、Ⅱ级阶地、Ⅲ级阶地组成,本工程治理段内常年径流通道为小冲沟,支沟河床宽3 ~ 10m。
积石山县属侵蚀堆积河谷地貌,两岸岩性主要为第四系松散堆积物,上部为冲洪积粉土,厚度约3~5m,下部为冲洪积砂砾石,部分松散堆积物受刘家峡水库水位影响长期或间歇性处于水位以下,岸坡易发生滑塌,岸坡稳定性较差。
3 气象
积石山保安族东乡族撒拉族自治县属中温带半大陆性季风气候,冬春季干燥,夏秋季寒冷。根据《积石山县 2020年国民经济统计资料》,积石山县多年平均气温 7.9℃,极端最高气温28.2℃,极端最低气温-17.6℃,年均降水量为 628.3mm,全年降水最多月份为7月,降水量131.9mm;降水量最少月份为 1月份,降水量0.7mm,平均年蒸发量约 992.2mm,全年日照时数 1665h,平均气压 768.6kPa,年平均风速 2.0m/s,年无霜期185d。
4 水文
(1)地表水
积石山县境内河流主要有银川河、刘集河、吹麻滩河等,均属黄河水系。
银川河位于黄河右岸侵蚀构造中低山区,为黄河一级支流,于银川乡银河村下游0.8km汇入刘家峡水库,银川河发源地海拔4068m,流域总面积465.0km2,主沟长度为40.6km,切割深度100~300m。径流主要来源于大气降水,其中以雨水补给为主,雪水补给为辅。年径流过程可分为四个不同时期:3月中、下旬至5月为春汛期,由上游冰雪融水和降雨补给;6~9月为夏秋洪水期,以大面积降水补给为主,有的年份可延长至10月上旬;10~11月为秋季平水期,以地下水补给及河槽储蓄量为主;12月至次年3月初为冬季枯水期,以地下水补给为主。
(2)地下水
积石山县属干旱的大陆性气候,年蒸发量大于降雨量,地下水主要受大气降水补给。
当河水位抬高时,一定范围内地下水接受河水的补给。
地下水类型按其埋藏条件可分为基岩裂隙水和覆盖层孔隙性潜水两类。基岩裂隙水主要赋存、运移于基岩裂隙中,主要接受大气降水补给,排泄于黄河及近邻沟谷,一般埋藏较深。孔隙性潜水主要埋藏于河床、漫滩埋深0.2~5m,含水层厚大于5mm,接受河水和大气降水补给,水量丰沛。黄河为区内最低排水基准面。
5 土壤
积石山县土壤类型比较单一,土壤类型为淡棕色棕钙土,土层厚度 0~lm,土壤层次发育不明显,质地粘重,块状结构。土壤有机质含量为 2%~5%,有机质含量较高,PH值5.5~7.5。
6 植被
积石山县内植被类型为草原植被,因长期的水土流失和人为活动的破坏,导致植被稀少,植被群落单一,林草覆盖率为 16.8%。灌木有黑刺、毛刺、金背杜鹃等;草本植物有短金莲花、披碱草、小白蒿、短炳草、百里香等。乔木树种主要有杨、柳、榆、槐等,零星分布于庭院周围,不能达到郁闭效果。人工种草为紫花苜蓿、青燕麦等,种植面积较小。根据对相邻流域的调查,适宜的灌木造林树种有甘蒙柽柳、沙棘等,适宜的人工草草种有紫花昔蓿、红豆草、青燕麦等。

