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文檔簡介

高考地理:凍土、凍融風化、凍土地貌專題一、凍土

凍土是指零攝氏度以下,并含有冰的各種巖石和土壤。

一般可分為短時凍土、季節凍土以及多年凍土(又稱永久凍土,指的是持續二年或二年以上的凍結不融的土層)。

如果土層每年散熱比吸熱多,凍結深度大于融化深度,多年凍土逐漸變厚,稱為發展的多年凍土,處于相對穩定狀態。

如果土層每年吸熱比散熱多,地溫逐年升高,多年凍土層逐漸融化變薄以至消失,處于不穩定狀態,稱為退化的多年凍土。

永凍層的深度自上部冬凍夏融,稱之“活動層”。

在凍土區修筑工程構筑物就必須面臨兩大危險:凍脹和融沉。

隨著氣候變暖,凍土在不斷退化。

由于凍土區氣候嚴寒,植被是以苔蘚、地衣為主組成的苔原植被,草本植物和灌木很少。二、凍融風化作用①在凍土地區的巖層或土層中,存在著大小不等的裂隙和孔隙,它們常被水分充填;②隨著冬季和夜晚氣溫的下降,水分逐漸凍結、膨脹,對圍巖起著很大的破壞,使裂隙不斷擴大;③夏季或白晝因溫度上升,冰體融化,地表水可再度乘隙注入。這種溫度周期性變化而引起的凍結與融化過程交替出現,造成地面土(巖)層破碎松解,這種作用稱為凍融風化。

凍融風化不僅造成地面物質的松動崩解,形成了凍土地區大量的碎屑物質,而且在沉積物或巖體中還能產生冰楔、土楔等冰緣現象。由于地表水周期性地注入到裂隙中再凍結,使裂隙不斷擴大并為冰體填充,形成了上寬下窄的楔形脈冰,稱為冰楔。

當冰楔內的脈冰融化后,裂隙周圍的沙土充填于楔內,形成沙楔。沙楔也可能是地面凍裂以后,沒有形成脈冰,砂土就直接填充在裂隙中。三、凍土地貌

又稱冰緣地貌。由多年凍土層中的凍融作用而形成的各種形態的總稱。如石海、構造土、冰丘、冰椎、融凍泥流階地等。

石海:寒凍風化作用產生的大量大小不等的棱角狀巖塊及巖屑,在地形平緩條件下,大多在原地殘留下來,形成碎石覆蓋地面,這就是石海。石海是我國青藏高原、高原西部高山及大興安嶺北部凍土區均有分布。發育石海不僅要巖石堅脆、節理發育,如花崗巖、石英巖、玄武巖、石灰巖、硬砂巖、板巖等,而且還要有一定的水熱條件,既要有一定的水分,同時溫度為0℃上下持續波動的時間要長。顯然,年平均氣溫為0℃的等溫線附近具備上述溫度條件。

石河:由寒凍風化產生的巖塊、巖屑,在重力作用下匯集到斜坡溝槽內,碎石沿溝槽徐徐向下移動,故取名石河。

石環:平緩而又粗細混雜的地表層,經凍融分選作用,使泥土巖屑集中在中間,巖塊被排擠到周邊,呈多邊形或近圓,形成所謂的石環。形成石環地段地松散層一定是巖塊和泥土粗細混雜;要有充足的水分條件,含水量一般要在30%以上;氣溫在0℃上下波動的持續時間要比較長。石環常見于河漫灘、洪積扇前緣及山前緩坡地帶,因為這些地貌部位常常具備石環形成的條件。(石環)

冰丘(也稱凍脹丘):冬天季節融化層,由上而下和由下而上凍結,因過水斷面縮小,凍結層上水處于承壓狀態;同時,凍結過程中水向凍結面遷移而產生聚冰層。隨凍結面向下發展,當凍結層上水的壓力和冰層膨脹力大于上覆土層強度時,地表就發生隆起,便形成了冰丘。(凍脹丘)

熱融湖:由于天然或人為的因素改變了地表狀況,引起季節融化深度加深,導致層狀地下冰或高含冰凍土融化,而使地面下陷或改變地表形態的過程被稱熱融作用。熱融可以形成熱融滑塌、熱融洼地、熱融湖、熱融溝等。

??熱融地貌類型多出現在地下冰發育或含冰量較高的平緩坡地、山間谷地、高平原地帶。(熱融湖)四、例題分析

根據以下材料回答問題。

青藏高原氣候高寒,氣溫一般低于地溫,是我國主要的凍土分布區,凍土土層可分為活動層和多年凍土層兩部分.其中,活動層靠近地表,隨著外界氣溫變化或凍或融;多年凍土則常年處于冰凍狀態。青藏鐵路格(爾木)拉(薩)段成功穿越了約550千米的連續多年凍土區,是全球目前穿越高原、高寒及多年凍土地區的最長鐵路?;顒訉臃磸蛢鋈诩岸静煌耆珒鼋Y,使凍土的體積發生膨脹和收縮,會危及鐵路路基,為此青藏鐵路的建設者們創造性地提出了低架旱橋、熱棒技術、拋石路基等措施。其中拋石路基即用碎塊石填筑路基,利用其通風透氣性,隔阻熱空氣下移,同時吸入冷量,起到保護凍土的作用。左圖是青藏鐵路分布圖,右上圖是拋石路基結構示意圖,右下圖為片石護坡景觀圖。(1)運用大氣受熱過程,分析青藏高原地區氣溫低于地溫的原因。

(2)凍土活動層冬夏季的反復凍融,會對列車運行的安全產生怎樣的不利影響,請簡述其過程。

(3)根據拋石路基的設計原理,判斷其散熱效果最顯著的季節,并分析其原因。

(4)專家建議,部分東西走向的路段的路基兩側增加片石護坡,且南側厚度要大于北側,試分析其可能原因。

參考答案

(1)青藏高原海拔高,空氣稀薄,晴天較多;白天被削弱的太陽輻射較少,到達地面的較多,地面吸收后增溫;但空氣稀薄云量較少,對地面的長波輻射吸收較少,加之高原地區多大風天氣,大部分熱量散失掉,氣溫較低。

(2)冬季的時候,凍土在凍結狀態下,體積會發生膨脹,建在上面的路基和鋼軌就會被頂起;到了夏季,凍土消融,體積收縮,路基和鋼軌隨之降下去;反復出現就會造成路基嚴重變形,鐵軌出現嚴重彎曲、高低不平,影響列車行車安全。

(3)冬季冬季氣溫較低,凍土易凍結,拋石路基

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