 ▲凍脹引起的特殊地貌 01 凍脹丘定義 凍脹丘又稱“冰丘”。指在凍土區(qū)由于不均勻凍結(jié)膨脹作用使土層產(chǎn)生局部隆起而形成圓形或橢圓形地形。分為一年生凍脹丘和多年生凍脹丘。前者在融冰季節(jié)，冰丘消失，地面之回復原狀；后者因位于多年凍結(jié)層中，凍結(jié)層間水和層下水補給而形成，可保持幾十年甚至上百年。  ▲奇怪的土丘 如下圖所示。在多年凍土地區(qū)，年復一年的水分遷移導致地層內(nèi)形成很厚的冰層，這些冰層向上推動土體形成了奇特的凍脹地貌。  ▲冬季地面發(fā)生凍脹的過程  ▲凍土中的冰層 02 凍脹丘特點 凍脹丘是多年凍土區(qū)常見的現(xiàn)象，凍脹丘融化后，融水匯聚或滲進路基，造成路基及其周圍土體飽和，而引起路基凍脹融沉。（匠心地理發(fā)布）凍脹丘是寒區(qū)工程常見的一種次生病害 是由于地下水受凍結(jié)地面和下部多年凍土層的遏阻，在薄弱地帶凍結(jié)膨脹，使地表變形隆起，也是青藏高原多年凍土區(qū)經(jīng)常可以看到的一種凍土地貌，青藏鐵路沿線的凍脹丘主要以季節(jié)性河灘——河床型為主。 凍脹丘對路基的破壞主要表現(xiàn)兩個方面： 一是凍脹丘對路基的擠壓或頂托破壞； 二是為凍脹提供水源條件，凍脹丘融化后，融水匯聚或滲進路基，造成路基及其周圍土體飽和引起路基凍脹。 03 凍脹丘分布 國內(nèi)凍脹丘主要見于青藏高原地區(qū)，青藏高原多年凍土區(qū)屬于高寒大陸性氣候，具有寒冷、干旱、空氣稀薄、氣候多變、生態(tài)環(huán)境脆弱和凍土，環(huán)境敏感的特點。給道路施工制造不少障礙，影響路基穩(wěn)定性，如青藏鐵路的施工就受其影響，不過據(jù)說最后攻克了這一高原高寒地區(qū)道路施工難題。 凍脹丘是寒區(qū)工程常見的一種次生病害，是由于地下水受凍結(jié)地面和下部多年凍土層的遏阻，在薄弱地帶凍結(jié)膨脹，使地表變形隆起，也是青藏高原多年凍土區(qū)經(jīng)常可以看到的一種凍土地貌。 04 試題鏈接點 【2020福建線上質(zhì)檢】凍脹丘是由于地下水受凍結(jié)地面和下部多年凍土層的遏阻，在薄弱地帶凍結(jié)膨脹，使地表變形隆起的小丘。賽里木湖為伊犁河谷山間湖，盛行西北風。甲地為山間盆地坡面上的凹地(適宜冬季放牧)，凹地底部雜亂分布著大小不一的凍脹丘;賽里木湖南側(cè)的乙地山坡也發(fā)現(xiàn)了類似凍脹丘，且比甲地的凍脹丘分布面積更大、陣列更整齊。甲、乙兩地的凍脹丘內(nèi)部結(jié)構(gòu)有腐殖質(zhì)層、冰層和凍土層等，凍脹丘上冬季分別生長著牧草和牧草苔蘚。圖10示意賽里木湖周邊的地形及甲、乙兩處的凍脹丘景觀照片。  (1)分析甲地的凍脹丘上沒有喜濕苔蘚分布的氣候原因。(6分) (2)分析甲地的凍脹丘分布雜亂的原因。(6分) (3)分析乙地的凍脹丘分布范圍較甲地更廣的原因。(10分) 【參考答案】 （1）甲地距湖泊較遠，水汽較少，位于西北風的背風坡，降水較少（3分）；甲地處于逆溫層中，溫度較高，蒸發(fā)較強（2 分）；生長環(huán)境比較干燥（1分）。 （2）凹地底部地面不平整（2 分）；低洼處易積水，土層含水量和地下水較豐富，容易形成凍脹丘（2 分）；凹地中相對低洼地面積大小不一，分布雜亂（2 分）。 （3）與甲地相比，乙地：坡面地形更開闊（2 分）；離湖泊更近，水汽更充沛（2 分）；位于西北風的迎風坡，降水更多（2 分）；植被覆蓋廣，腐殖質(zhì)層分布較廣，土層含水量較多，凍土發(fā)育較好且分布較廣（2 分）；地下水較多，容易形成面積較大的冰層（2 分） 【解析】 （1）甲地的凍脹丘上沒有喜濕苔蘚分布的氣候原因可以從氣溫和降水兩方面分析。從降水來看，讀圖可知，甲地距湖泊較遠，水汽較少，是西北風的背風坡，降水較少。從氣溫來看，甲地為山間盆地，處于逆溫層中，溫度較高，蒸發(fā)較強；生長環(huán)境比較干燥，所以，甲地的凍脹丘上沒有喜濕苔蘚分布。 （2）甲地的凍脹丘分布雜亂的原因主要是因為地面不平整，甲地為山間盆地坡面上的凹地，而凹地底部地面不平整，低洼處易積水，土層含水量和地下水較豐富，容易形成凍脹丘；能形成凍脹丘的低洼地面積大小不一，分布雜亂，所以，甲地的凍脹丘分布雜亂。 （3）乙地的凍脹丘分布范圍較甲地更廣的原因可以從凍脹丘形成條件分析。從面積條件看：與甲地相比，乙地坡面地形更開闊。從水分條件看：讀圖可以看出，乙地離湖泊更近，水汽更充足；而且，乙地位于西北風的迎風坡，降水更多。（匠心地理發(fā)布）從土壤條件看：由于水分條件更優(yōu)越，所以，植被覆蓋廣，腐殖質(zhì)層分布較廣，土層含水量較多，凍土發(fā)育較好，且分布較廣。地下水較多，容易形成面積較大的冰層。所以，乙地的凍脹丘分布范圍較甲地更廣。 【2018·安徽·六安一中】中俄石油運輸管道——漠(河)大(慶)線，全長953千米，其中北部的512千米穿越了多年凍土區(qū)。多年凍土分為活動層和多年凍層上下兩層。地理學者研究發(fā)現(xiàn)，多年凍土區(qū)的融沉、凍脹丘、冰錐等對管道的安全性構(gòu)成了潛在的威脅。凍脹丘是指多年凍土區(qū)由土和地下水受凍脹作用形成的丘狀地形，按其存在時間可劃分為季節(jié)性凍脹丘和多年生凍脹丘。季節(jié)性凍脹丘每年冬季發(fā)生，夏季消失。  （1）指出加格達奇多年凍土活動層和多年凍層的分界深度，并分別說明其季節(jié)特征。 （2）簡述季節(jié)性凍脹丘的形成原因。 （3）說明季節(jié)性凍脹丘對管道的危害。 （4）以“治水”為核心，提出防治季節(jié)性凍脹丘危害管道的措施。 【參考答案】 (1)6米?！?米以上多年凍土活動層夏季融化，冬季凍結(jié)；6米以下的多年凍層全年地溫小于0 ℃，全年處于凍結(jié)狀態(tài)。 (2)該地地勢低洼，夏季有沼澤分布，有穩(wěn)定的地下水補給，土壤含水量大；冬季過濕土壤凍結(jié)，體積膨脹上升形成凍脹丘。 (3)夏季凍土融化，管道沉降，冬季土壤凍結(jié)的擠壓力抬升管道，反復凍融使管道位移發(fā)生彎曲變形。 (4)地表開挖溝渠，排走地表水和地下水；在管道兩側(cè)的地下建設截水墻等阻水工程，阻止地下水流向管道；在凍脹丘上鉆孔，排干丘內(nèi)水分。 【解析】 （1）多年凍土層的凍土夏季氣溫高所以使得凍土融化，冬季氣溫低土壤中的水分結(jié)冰，土壤凍結(jié)；如圖所示，六米以下的土壤層，全年氣溫都在零度以下，所以全年都處于凍結(jié)狀態(tài)，為多年凍土層。所以可以看出六米是多年凍層和多年凍土活動層的分界線。 （2）首先，從圖中可以看出該地四周高中間低，地勢相對低洼；其次，夏季有沼澤分布，說明有穩(wěn)定的地下水補給，土壤含水量大；最后，冬季溫度較低，土壤中的水分凍結(jié)，體積膨脹形成凍脹丘。 （3）夏季凍土融化，體積變小，管道下沉；冬季土壤凍結(jié)，體積變大，擠壓力抬升管道，夏季冬季反復凍融使得管道位移發(fā)生扭曲變形。 （4）凍土層的形成主要有水分和溫度的原因，處于室外溫度不容易改變，則應該想辦法改變水分的含量。首先，可以開挖水渠排走地表水和地下水；另外，可以想辦法隔斷水與管道，這樣水分的凍結(jié)作用就不會影響管道；最后，可以直接在凍脹丘上鉆孔，排走其中的水分，加高管道路基的高度，使得水不容易下滲。 |
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