凍融侵蝕與冰川侵蝕終稿

凍融侵蝕與冰川侵蝕終稿目錄7.1凍融侵蝕7.2冰川侵蝕7.3凍融侵蝕及冰川侵蝕防治7.1.1凍土作用機(jī)制7.1.1.1凍土基本特征

凍土是指溫度在攝氏零度以下，含有冰的土（巖）層。而有些土層的溫度很低，但沒(méi)有冰的存在則不能叫做凍土，只能叫低溫寒土。

凍土的主要外力作用是凍融作用。凍土一般分為兩層，上層為夏融冬凍的活動(dòng)層，下層才是常年（多年）不化的永凍層?；顒?dòng)層在夏季融化后稱(chēng)為季融層，在冬季凍結(jié)后稱(chēng)為季凍層。

上層土的凍結(jié)膨脹，就會(huì)對(duì)下面還未凍結(jié)的含水土層施加壓力，使未凍結(jié)層在剛性的永凍層上面發(fā)生塑性流動(dòng)而產(chǎn)生揉皺變形，這種現(xiàn)象稱(chēng)為凍融攪動(dòng)構(gòu)造（如圖）按照碎石排列形態(tài)，冰凍結(jié)構(gòu)土還可進(jìn)一步劃分為石環(huán)、石圈、石多邊形、石條等類(lèi)型。裂隙冰可分為并脈和冰楔兩種。由熱融沉陷形成的地貌有沉陷漏斗、洼地、沉陷盆地等。還有一種規(guī)模更大的、表面有起伏的大陸冰體，叫冰蓋。拔蝕作用：在冰川運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中冰體將與其凍結(jié)在一起的冰床基巖拔起并帶走的過(guò)程。裂隙冰可分為并脈和冰楔兩種?，F(xiàn)按冰川的形態(tài)、規(guī)模和所選的地形條件，把冰川劃分為以下4種類(lèi)型：山岳冰川、大陸冰川、高原冰川、山麓冰川。在融凍泥流作用下，形成的堆積物稱(chēng)為融凍泥流堆積。還有一種規(guī)模更大的、表面有起伏的大陸冰體，叫冰蓋。其堆積物稱(chēng)凍融泥流堆積。修建保溫排水滲溝多年凍土的厚度雖然受緯度和海拔高度的影響，但在同一緯度和同一海拔高度處的凍土厚度還有一定差別，這和以下自然地理?xiàng)l件有關(guān)。如冰川表面中心形狀凸起似盾狀，叫冰盾。對(duì)于冰川危害，多在下游災(zāi)害區(qū)采用各種工程措施，攔截、排導(dǎo)，變水害為水利，固定冰磧物不使其流失。在較陡的斜坡上發(fā)育石條。

世界上的凍土總面積約為3500萬(wàn)平方千米，占地球大陸面積的25%。

我國(guó)凍土分布主要在東北北部山區(qū)、西藏高山區(qū)及青藏高原地區(qū)，凍土面積約215萬(wàn)平方千米，占國(guó)土總面積的22.3%左右。7.1.1.2凍土厚度

多年凍土的厚度從高緯到低緯逐漸減薄，以至完全消失。多年凍土從高緯度向低緯度方向延伸，不僅厚度變薄，而且由連續(xù)的凍土帶過(guò)渡到不連續(xù)的凍土帶。多年凍土不連續(xù)帶是由許多分散的凍土塊體組成，有人把這些分散的凍土塊體稱(chēng)為島狀凍土。中、低緯度的高山高原地區(qū)。多年凍土的厚度主要受海拔的影響。

多年凍土的厚度雖然受緯度和海拔高度的影響，但在同一緯度和同一海拔高度處的凍土厚度還有一定差別，這和以下自然地理?xiàng)l件有關(guān)。（1）構(gòu)造冰

構(gòu)造冰具有明顯的垂直分帶性，它反映出在土層的不同深度上凍結(jié)條件、水分補(bǔ)給條件及土層本身的巖性和構(gòu)造差異。膠結(jié)冰一般分布于土層的上部，由土層顆粒間的孔隙水直接直接凍結(jié)而成。這種冰可以把松散顆粒膠結(jié)起來(lái)形成堅(jiān)硬的冰體，故稱(chēng)膠結(jié)冰。分凝冰是通過(guò)聚冰作用在土層中形成的冰體。裂隙冰可分為并脈和冰楔兩種。充填于巖土裂隙中的冰叫冰脈。在多年凍土區(qū)，地表水周期性注入裂隙中再凍結(jié)，使裂隙不斷擴(kuò)大并為冰體填充，剖面成為楔狀，稱(chēng)為冰楔。如圖是冰楔形成示意圖。7.1.2凍土層中地下冰和地下水7.1.2.1地下冰凍土內(nèi)所含的冰稱(chēng)為地下冰。地下冰分為構(gòu)造冰、洞穴冰和埋藏冰3種類(lèi)型。構(gòu)造冰又分為膠結(jié)冰、分凝冰、侵入冰和裂隙冰等。侵入冰是承壓的地下水侵入到凍土中凝固而形成的冰，如冰丘等。（2）洞穴冰

在永凍土分布的地區(qū)，存在著一些地下洞穴，這些洞穴可以是巖溶洞穴，也可以是埋藏冰溶解以后產(chǎn)生的“熱巖溶”洞穴，充填在這些洞穴中的冰叫洞穴冰。（3）埋藏冰

埋藏冰是要分布在冰川前緣地區(qū)，是冰川融化后殘留下來(lái)的“死冰”，后來(lái)又被新的沉積物所覆蓋而形成。7.1.2.2凍土區(qū)地下水

凍土區(qū)地下水按其與永凍層的關(guān)系分為3種:層上水、層間水、層下水。（1）層上水分布在活動(dòng)層中的地下水，它以永凍層為隔水底板，每年都發(fā)生一次溶化和凍結(jié)。層上水的另一特性是具有季節(jié)承壓性。當(dāng)秋季凍結(jié)時(shí)，凍結(jié)作用從上層開(kāi)始，因此首先在上層形成一個(gè)隔水頂板，從而使下層未凍結(jié)的水失去自由水面，并且縮小了活動(dòng)空間，在一定條件下，下層水就會(huì)產(chǎn)生承壓性。例如，在低地中，這種承壓性就表現(xiàn)得特別明顯。在來(lái)年解凍以后，承壓性就消失了。

（2）層間水永凍層中個(gè)別融層和融道中的地下水，它在永凍層中的連續(xù)運(yùn)動(dòng)是使其保持液態(tài)的主要原因。層間水可以看作是層上水與層下水的聯(lián)系紐帶。（3）層下水層下水是位于永凍層以下不凍層中的地下水，它們大多數(shù)都具有一定的承壓性。

由于溫度周期性地發(fā)生正負(fù)變化，凍土層中的地下冰和地下水不斷發(fā)生相變和位移，使土層產(chǎn)生凍脹、融沉、流變等一系列應(yīng)力變形，這一復(fù)雜過(guò)程稱(chēng)為凍融作用。凍融作用是寒冷氣候條件下特有的外營(yíng)力作用。它使巖石遭受破壞，松散沉積物受到分選和干擾，凍土層發(fā)生變形，從而塑造出各種類(lèi)型的凍土地表類(lèi)型。7.1.3凍土地表類(lèi)型7.1.3.1石海與石川石海是冰凍風(fēng)化作用的直接結(jié)果。在平坦而排水較好的山頂或山坡上，經(jīng)冰凍風(fēng)化形成的大小石塊直接覆蓋在基巖面上，這種地形稱(chēng)為石海。石川是在不太陡的山坡和凹地中，大量的風(fēng)化產(chǎn)物—巨礫塊在重力的作用下沿著下伏的濕潤(rùn)細(xì)粒土層表面整體的或部分的向下滑動(dòng)，這移動(dòng)著的石塊群體稱(chēng)為石川或石河。7.1.3.2冰凍結(jié)構(gòu)土

在凍土層表面，常出現(xiàn)碎石按結(jié)合圖案做規(guī)則排列的圖像，具有這種現(xiàn)象的凍土稱(chēng)為冰凍結(jié)構(gòu)土。

按照碎石排列形態(tài)，冰凍結(jié)構(gòu)土還可進(jìn)一步劃分為石環(huán)、石圈、石多邊形、石條等類(lèi)型。一般來(lái)說(shuō)，在水平地面上發(fā)育石多邊形或石環(huán)；在平緩的凸坡上發(fā)育石圈；在較陡的斜坡上發(fā)育石條。

冰凍結(jié)構(gòu)土的形成是冰凍攪動(dòng)鎖產(chǎn)生的分選作用的結(jié)果。其有兩種形式：垂直分選和水平分選。小型冰凍結(jié)構(gòu)土類(lèi)型7.1.3.3融凍泥流

融凍泥流指凍結(jié)的飽水松散土層和風(fēng)化層解凍后,在重力作用下沿斜坡發(fā)生緩慢流動(dòng)或蠕動(dòng)的現(xiàn)象。其堆積物稱(chēng)凍融泥流堆積。融凍泥流的移動(dòng)主要發(fā)生在融水豐富的夏季；到冬季后，移動(dòng)停止，到來(lái)年夏季解凍后移動(dòng)又重新發(fā)生。在融凍泥流作用下，形成的堆積物稱(chēng)為融凍泥流堆積。融凍泥流作用可以形成多種地貌形態(tài)，最典型的是泥流階地。還有一種規(guī)模更大的、表面有起伏的大陸冰體，叫冰蓋。地下冰分為構(gòu)造冰、洞穴冰和埋藏冰3種類(lèi)型。在來(lái)年解凍以后，承壓性就消失了。冰川的堆積作用按其性質(zhì)條件的變化情況可分為冰川堆積和冰水及冰湖堆積兩大類(lèi)。層下水是位于永凍層以下不凍層中的地下水，它們大多數(shù)都具有一定的承壓性。3凍融侵蝕及冰川侵蝕防治如冰川表面中心形狀凸起似盾狀，叫冰盾。搬運(yùn)方式：推移、載運(yùn)。在凍土層表面，常出現(xiàn)碎石按結(jié)合圖案做規(guī)則排列的圖像，具有這種現(xiàn)象的凍土稱(chēng)為冰凍結(jié)構(gòu)土。融凍泥流作用可以形成多種地貌形態(tài)，最典型的是泥流階地。冰蝕作用的產(chǎn)物：冰蝕谷、冰斗、角峰與刃脊、冰溜面、條痕石、羊背石。當(dāng)山谷冰川從山地流出，在山麓帶擴(kuò)展或匯合成一片廣闊的冰原，叫山麓冰川。冰川的堆積作用按其性質(zhì)條件的變化情況可分為冰川堆積和冰水及冰湖堆積兩大類(lèi)?；顒?dòng)層在夏季融化后稱(chēng)為季融層，在冬季凍結(jié)后稱(chēng)為季凍層。下部未凍結(jié)的巖土和地下水就會(huì)從凍結(jié)壓力大的地方向壓力小的的地方集中，結(jié)果就會(huì)在凍結(jié)深度小的地方把地面鼓起來(lái)形成丘狀地形稱(chēng)為凍脹丘。7.1.3.4凍脹丘與冰丘下部未凍結(jié)的巖土和地下水就會(huì)從凍結(jié)壓力大的地方向壓力小的的地方集中，結(jié)果就會(huì)在凍結(jié)深度小的地方把地面鼓起來(lái)形成丘狀地形稱(chēng)為凍脹丘。冰川的堆積作用發(fā)生在它消融的時(shí)候，堆積位置多半在雪線以下冰川的前端和大陸冰蓋的邊緣地區(qū)，雪線以上冰川局部融化時(shí)，冰磧也可以暫時(shí)堆積下來(lái)。如冰川表面中心形狀凸起似盾狀，叫冰盾。下部未凍結(jié)的巖土和地下水就會(huì)從凍結(jié)壓力大的地方向壓力小的的地方集中，結(jié)果就會(huì)在凍結(jié)深度小的地方把地面鼓起來(lái)形成丘狀地形稱(chēng)為凍脹丘。多年凍土從高緯度向低緯度方向延伸，不僅厚度變薄，而且由連續(xù)的凍土帶過(guò)渡到不連續(xù)的凍土帶。山岳冰川形態(tài)和所在的地形條件有很大的關(guān)系，根據(jù)冰川的形態(tài)和部位可分為冰斗冰川，懸冰川和山谷冰川3種。當(dāng)山谷冰川從山地流出，在山麓帶擴(kuò)展或匯合成一片廣闊的冰原，叫山麓冰川。分布在活動(dòng)層中的地下水，它以永凍層為隔水底板，每年都發(fā)生一次溶化和凍結(jié)。構(gòu)造冰又分為膠結(jié)冰、分凝冰、侵入冰和裂隙冰等。裂隙冰可分為并脈和冰楔兩種。在永凍土分布的地區(qū)，存在著一些地下洞穴，這些洞穴可以是巖溶洞穴，也可以是埋藏冰溶解以后產(chǎn)生的“熱巖溶”洞穴，充填在這些洞穴中的冰叫洞穴冰。由于自然因素（如氣候轉(zhuǎn)熱，溫差增大）或人為的作用（如砍伐森林、開(kāi)辟荒地、修水庫(kù)蓄水、挖水溝、鏟除草皮進(jìn)行工程建筑等），破壞了地面上原有的保溫層，使土層中溫度升高而致使地下冰融化，土體在重力作用下沿凍融界面移動(dòng)或產(chǎn)生各種負(fù)地貌過(guò)程，稱(chēng)為熱融作用。它使巖石遭受破壞，松散沉積物受到分選和干擾，凍土層發(fā)生變形，從而塑造出各種類(lèi)型的凍土地表類(lèi)型?，F(xiàn)按冰川的形態(tài)、規(guī)模和所選的地形條件，把冰川劃分為以下4種類(lèi)型：山岳冰川、大陸冰川、高原冰川、山麓冰川。中、低緯度的高山高原地區(qū)。融凍泥流的移動(dòng)主要發(fā)生在融水豐富的夏季；冰丘是溢出到河湖水面、雪面、地面的地表水或地下水經(jīng)凍結(jié)而成的丘狀冰體。7.1.4熱融作用

由于自然因素（如氣候轉(zhuǎn)熱，溫差增大）或人為的作用（如砍伐森林、開(kāi)辟荒地、修水庫(kù)蓄水、挖水溝、鏟除草皮進(jìn)行工程建筑等），破壞了地面上原有的保溫層，使土層中溫度升高而致使地下冰融化，土體在重力作用下沿凍融界面移動(dòng)或產(chǎn)生各種負(fù)地貌過(guò)程，稱(chēng)為熱融作用。

熱融作用分為熱融滑塌和熱融沉陷兩種。

7.1.4.1凍融界面的熱融機(jī)理

平坦地表因地下冰的融化而產(chǎn)生各種負(fù)地貌。稱(chēng)為熱融沉陷。隨著冰凍層的融化，冰凍層以上的土層也要隨之而產(chǎn)生塌陷。這種沉陷作用所形成的地形稱(chēng)為熱融地形。由熱融沉陷形成的地貌有沉陷漏斗、洼地、沉陷盆地等。7.1.4.2熱融作用的負(fù)地貌過(guò)程7.2.1.1冰川分布

現(xiàn)在世界上冰川覆蓋面積約為1550萬(wàn)平方千米，占陸地面積的10%左右，總體積約為2600萬(wàn)平方千米，主要分布于高山和南極、北極地帶。我國(guó)現(xiàn)代冰川覆蓋面積約為5.7萬(wàn)平方千米，主要集中分布在青藏高原及西北高山地帶。青藏高原是我國(guó)現(xiàn)代冰川分布最多的地區(qū)，全部青藏高原及邊緣山地的現(xiàn)代冰川為94554平方千米，其中國(guó)境內(nèi)現(xiàn)代冰川占49%。7.2冰川侵蝕7.2.1.2冰川類(lèi)型在雪線以上的積雪，積累到一定厚度并轉(zhuǎn)化成冰川冰后，如地面或冰面有一坡度，冰川冰就會(huì)沿坡向下移動(dòng)，形成各種冰川?，F(xiàn)按冰川的形態(tài)、規(guī)模和所選的地形條件，把冰川劃分為以下4種類(lèi)型：山岳冰川、大陸冰川、高原冰川、山麓冰川。（1）山岳冰川山岳冰川是發(fā)育在高山上的冰川，主要分布在中緯和低緯地區(qū)。山岳冰川形態(tài)和所在的地形條件有很大的關(guān)系，根據(jù)冰川的形態(tài)和部位可分為冰斗冰川，懸冰川和山谷冰川3種。2）大陸冰川大陸冰川是在兩極地區(qū)發(fā)育，面積廣、厚度大的一種冰川。它不受下伏地形影響。如冰川表面中心形狀凸起似盾狀，叫冰盾。還有一種規(guī)模更大的、表面有起伏的大陸冰體，叫冰蓋。

（3）高原冰川高原冰川是大陸冰川和山谷冰川的一種過(guò)渡類(lèi)型，由于它發(fā)育在起伏和緩的高地上，所以叫高原冰川，又稱(chēng)冰帽。有時(shí)，在高原冰川的周?chē)斐鲈S多冰舌。當(dāng)山谷冰川從山地流出，在山麓帶擴(kuò)展或匯合成一片廣闊的冰原，叫山麓冰川。凍融作用是寒冷氣候條件下特有的外營(yíng)力作用。青藏高原是我國(guó)現(xiàn)代冰川分布最多的地區(qū)，全部青藏高原及邊緣山地的現(xiàn)代冰川為94554平方千米，其中國(guó)境內(nèi)現(xiàn)代冰川占49%。凍土一般分為兩層，上層為夏融冬凍的活動(dòng)層，下層才是常年（多年）不化的永凍層。冰川將刨蝕的產(chǎn)物以及墜落冰面的風(fēng)化物一并凍結(jié)于冰體之中，像傳送帶一樣將它帶到冰川的前端，稱(chēng)為冰川的搬運(yùn)作用。融凍泥流的移動(dòng)主要發(fā)生在融水豐富的夏季；層下水是位于永凍層以下不凍層中的地下水，它們大多數(shù)都具有一定的承壓性。層上水的另一特性是具有季節(jié)承壓性。搬運(yùn)方式：推移、載運(yùn)。防滲隔水與排水融凍泥流作用可以形成多種地貌形態(tài)，最典型的是泥流階地。裂隙冰可分為并脈和冰楔兩種。永凍層中個(gè)別融層和融道中的地下水，它在永凍層中的連續(xù)運(yùn)動(dòng)是使其保持液態(tài)的主要原因。凍土的主要外力作用是凍融作用。我國(guó)凍土分布主要在東北北部山區(qū)、西藏高山區(qū)及青藏高原地區(qū)，凍土面積約215萬(wàn)平方千米，占國(guó)土總面積的22.（4）山麓冰川當(dāng)山谷冰川從山地流出，在山麓帶擴(kuò)展或匯合成一片廣闊的冰原，叫山麓冰川。7.2.2冰川運(yùn)動(dòng)冰川運(yùn)動(dòng)速度比河流水流流速要小得多，一年只前進(jìn)數(shù)十米至數(shù)百米。即使有一些突然性的快速運(yùn)動(dòng)冰川，運(yùn)動(dòng)速度也不及河流水流速度。山谷冰川的運(yùn)動(dòng)7.2.3冰川侵蝕過(guò)程（一）冰川侵蝕作用

拔蝕作用：在冰川運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中冰體將與其凍結(jié)在一起的冰床基巖拔起并帶走的過(guò)程。

磨蝕作用：凍結(jié)在冰川底部或邊部的巖塊在運(yùn)動(dòng)中，像銼刀一樣不斷研磨和刮削谷地及