总论
一、湖南自然环境与水系概况
(一)自然环境
湖南省位于长江中游,省境绝大部分在洞庭湖以南,故称湖南;湘江贯穿省境南北,故简称湘;地处 108°47′E~114°15′E,24°38′N~30°08′N,东以幕阜、武功诸山系与江西交界;西以云贵高原东缘连贵州;西北以武陵山脉毗邻重庆;南枕南岭与广东、广西相邻,北以滨湖平原与湖北接壤。省界极端位置,东为桂东县黄连坪,西至新晃侗族自治县韭菜塘,南起江华瑶族自治县姑婆山,北达石门县壶瓶山。东西宽 667km,南北长 774km。土地总面积 211 829km2,占全国土地总面积的 2.2%,在全国各省市区中居第 10位。
1. 地质构造
湖南分属两个大地构造单元,大致以罗翁绥宁大断裂向东北经安化、宁乡至长寿永安大断裂一线为界。其西北为扬子准地台的一部分,其东南为南华准地台的一部分。湖南三大岩系(沉积岩、岩浆岩、变质岩)发育,晚元古代以后的地层出露齐全,地史上各期大的构造运动在湖南均表现明显,中、酸性岩浆活动强烈。两组深断裂带或断裂带发育,一组呈北东向或北东东向深断裂带横贯全省;另一组是北北西和北北东远南北向的断裂带或深断裂带纵贯湘中和湘南地区(湖南省国土委员会,1985)。地质构造复杂,区域地球化学条件良好,给外生矿床和内生矿床的生成提供了必要的条件。
湖南受到三个地质成矿构造单元的控制:一为八面山褶皱区,地处湘西土家族苗族自治州和常德地区的西北部,区内地壳运动比较缓和,岩浆活动微弱,沉积作用普遍发育,主要矿产有磷、锰、铁、煤、汞、砷、铅、锌等。二为雪峰山隆起区(即江南地轴的一部分),由湘、桂、黔边境伸向东北经洞庭湖盆地东延出省,区内地层出露单一,主要为一老一新的沉积岩层和变质岩层,岩浆活动较弱,仅在东北端局部地区有较强的岩浆活动。区内主要矿产有磷、岩盐、芒硝、石膏、萤石、金刚石砂矿、钨、锑、金、铅、锌、铜等。三为湘中、湘东南褶皱区,古生代海相碳酸盐沉积发育,岩浆活动极为频繁多次侵入,形成了许多大小不等的复式岩体或同期的多次侵入体,造成了岩浆成矿作用的多期性和矿化作用的多样性,构成了湘中、湘东南两个大的成矿带,是湖南矿产资源高度富集地区。内生矿产有铅、锌、铜、钨、锡、钼、铋、锑、金及分散元素矿产,外生矿产有煤、铁、石墨、高岭土、石膏、岩盐、芒硝、耐火黏土及工业用的石灰岩。
2. 地势地貌
湖南地处云贵高原向江南丘陵和南岭山脉向江汉平原过渡的地带。在全国总地势、地貌轮廓中,属自西向东呈梯级降低的云贵高原东延部分和东南山丘转折线南端。总的地形特征:东、南、西三面山地围绕,中部丘岗起伏,北部平原、湖泊展布,呈西高东低、南高北低、朝东北开口的不对称马蹄形盆地。雪峰山自西南向东北贯穿中部,跨地广阔,山势雄伟,成为湖南省东西自然景观的分野,将全省分为自然条件差异较大的两部分,即山地和平原丘岗。省内海拔 2000m以上高峰的分布与地势总特点基本一致,集中分布在东、南、西三面的山地之中(附图 1,见封底环衬)。
湘东有山脉与江西相隔,主要是幕阜山脉、罗霄山脉、连云山脉、九岭山脉、武功山脉、万洋山脉和诸广山脉等,山脉自为东 —西南走向,呈雁行排列,是湘江与赣江的分水岭,山峰海拔多在 1000m以上,*高峰大围山七星岭海拔 1607.9m。湘南分布有由大庾、骑田、萌渚、都庞和越城诸岭组成的五岭山脉(又称“南岭山脉”),是长江和珠江两大水系的分水岭。六岭山脉为北东 —南西走向,山体大体为东西向,海拔大多在 1000m以上。湘、桂边界的大南山二宝顶,海拔 2021m,桂东与资兴两县交界的八面山,海拔 2042.1m,为湖南境内高峰之一。湘西南的雪峰山,呈东北 —西南走向,南起城步县境,向东北延伸,至安化县转为东西向至益阳,是沅、资两江的分水岭。雪峰山南段海拔 1500m,*高峰苏宝顶海拔 1934.3m,北段较低,为 500~1000m,其跨地之广,山势之雄,为全省之冠。湘西北为武陵山脉,呈东北—西南走向,山峰海拔大多在 1000m以上,湘鄂两省(石门县与湖北鹤峰县)交界的壶瓶山海拔 2099m,是湖南海拔*高处。湘东北是洞庭湖区,为湖泊和冲积平原,是省内陆地势*平和地势*低的地区,海拔高度均在 50m以下,临湘的谷花洲海拔仅 23m,是省内地面*低点。湘中大部分为断续红岩盆地、灰岩盆地及丘陵、阶地,地势南高北低,衡山屹立其中,除祝融峰海拔高达 1289.2m外,其余海拔均在 500m以下。
全省大体可划分为五个地貌区:湘南侵蚀溶蚀构造山丘区、湘西侵蚀构造山地区、湘西北侵蚀构造山地区、湘北冲积平原区及湘中侵蚀剥蚀丘陵区。地貌以山地和丘陵为主,山地面积 1084.9万 hm2,占全省总面积的 51.2%(包括山原面积 1.7%);丘陵面积 326.3万 hm2,占 15.4%;岗地面积 293.8万 hm2,占 13.9%;平原面积 277.9万 hm2,占 13.1%;水面 135.3万 hm2,占 6.4%(湖南省地质矿产局, 1988)。概略而言,地貌组合特点是“五分山地、三分丘岗、二分平原和水面”。
3. 地质演变
自第三纪末以来的新构造运动在湖南普遍存在,且迹象明显。主要体现为第四纪沉积建造的发育,断裂、隆起、凹陷等构造形态和山地、平原多级剥夷面和河流阶地地貌的发育,以及高程变化,现代文物古迹殁入地下,大量温泉沿断裂带出露等。湖南新构造运动基本分为间歇性不均衡升降运动和断裂运动两大类。
(1)升降运动
从目前地貌形态反映出全省地貌东、西、南三面为山地环绕,它们是喜马拉雅晚期运动强烈上升的结果。这些山地地区中发育了多级夷平面,沿河发育多级阶地,显示地壳间歇性上升;北部洞庭湖地区强烈下降,形成了广阔的第四纪巨厚的堆积平原区。第四纪以来,本区的升降幅度,按周缘阶地标高与第四系沉积厚度估算,可达 430m以上。因此,第四纪以来,湖南地壳升降是较强烈的,总的格局是西升东降、南升北降。同时,大面积的缓慢抬升和沉降尤为显著,是湖南新构造运动的主要形式,并且具有明显的继承性和间歇性。升降运动形式可分为拱形隆起、掀斜运动及凹陷与断陷,显现于全省范围。
总论湖南自然环境与水系概况 3
(2)断裂运动
新构造断裂活动分两种,即第四纪成生的新断裂和近期仍继续活动的老断裂。这两种断裂在全省各地皆普遍可见。这些活动性断裂大部分属新华夏系构造成分,部分为华夏系构造部分,少量为东西向构造成分。喜马拉雅晚期以来,两种断裂都显示了不同程度的活动性。
4. 气候环境
湖南位于北纬 24°38′~30°08′,属亚热带,因其处于东亚季风气候区的西侧,受其影响显著,加之地形特点和远离海洋,导致湖南气候为具有大陆性特点的亚热带季风湿润气候,既有大陆性气候的光温丰富特点,又有海洋性气候的雨水充沛、空气湿润特征,表现为冬季寒冷,夏季酷热,春温多变,秋温陡降,春夏多雨,秋冬干旱。湖南气候特点可以归纳为以下四个方面(湖南省气象局,1965)。
1)气候温暖,四季分明。各地年平均气温一般为 16~19℃,冬季*冷月( 1月)平均温度都在 4℃以上,春、秋两季平均气温大多为 16~19℃,夏季平均气温大多为 26~29℃。
2)热量充足,雨水集中。湖南年日照时数为 1300~1800h,以洞庭湖为*高,岳阳可达 1840h。热量条件在国内仅次于海南、广东、广西、福建,与江西接近,比其他诸省都好。
3)春温多变,夏秋多旱。春季乍寒乍暖,天气变化剧烈,春季气温虽然逐渐回暖,但受北方冷空气影响,气温时常卒降,并伴随大风、冰雹、暴雨等强对流天气过程发生,冷空气过后,雨过天晴,气温很快回升。常年 6月下旬至 7月上旬,除湘西北外,湖南大部分地区雨季结束时,雨日和降雨量都显著减少。年平均降雨量为 1200~1700mm,但时空分布很不均匀。雨季一般为 4—6月,却集中了全年降雨量的 50%~60%。7—9月各地总降雨量多为 300mm上下,不足雨季降雨量的一半,加之南风高温,蒸发量大,常常发生干旱。
4)严寒期短,暑热期长。冬季严寒期很短,但冬季较长,且阴湿多雨。夏季时间长,暑热时间也长。
5. 水资源
地表水径流量大,地下水资源充足,全省地表水资源量(天然河川径流量)多年平均 1689亿 m3,地下水资源量多年平均 387.6亿 m3。湖南淡水面积达 1.35万 km2,水资源总量为全国第六位,人均占有量为 2500m3,略高于全国平均水平,具有一定的水资源优势。
(二)水系概况
湖南北枕长江,长江干流从湖北省石首市踏浪而来,由塔市驿镇进入湖南省华容县,境内蜿蜒 163km,经城陵矶口纳洞庭之水,从岳阳市临湘市白沙洲浩瀚东去。全省水系以洞庭湖为中心,湘、资、沅、澧“四水”为骨架,主要属长江流域的洞庭湖水系,约占全省总面积的 96.7%,此外还有少部分直接汇入长江干流、珠江及赣江的水系,流域面积分别约占湖南总面积的 0.6%、2.4%和 0.3%。
湖南河流众多,河网密布, 5km以上的河流有 5341条(表 1),流域面积大于 10 000km2的河流有 9条,包括湘、资、沅、澧“四水”干流及湘水支流海洋河、耒水、洣水,以及沅水支流舞水、酉水。常年水面面积 1km2及以上的湖泊 156个,大、中型水库 416座,其中总库容大于 10亿 m3的大型水库有 8座。湖南主要河流均发源于东、南、西边境的山地;湘、资两大水系自南向北流入洞庭湖;沅水自西南向东北、澧水自西向东、新墙河和汨罗江自东向西分别注入洞庭湖。而长江向洞庭湖分流的“四口”(现为“三口”),则自北向南泄入洞庭湖。洞庭湖接纳“四水”“三口”来水,于岳阳市城陵矶汇入长江,形成以洞庭湖为中心的辐射状水系(附图 1,附图 2,见封底环衬)。
1. 洞庭湖
洞庭湖为我国第二大淡水湖,汇集湘、资、沅、澧“四水”及湖周中小河流,承接经松滋、太平、藕池、调弦( 1958年冬封堵)四口分泄的长江洪水,其分流与调蓄功能对长江中下游地区防洪起着十分重要的作用。湖区包括荆江河段以南,湘、资、沅、澧“四水”尾闾控制站以下,海拔高程在 50m以下,跨湘、鄂两省的广大平原、湖泊水网区,湖区总面积 19 195km2(其中湖南省内面积 18 780km2),其中天然湖泊面积约 2625km2,,(其中湖南省内面积 14 641km2)洪道面积 1418km2受堤防保护面积 15 152km2(窦鸿身等,2000)。
洞庭湖全盛时期(1852年),其天然湖面积达 6000km2。明代嘉靖年间,荆江大堤形成整体,仅留太平和调弦两口分流,1860年和 1870年大水,冲开藕池和松滋两口,形成了四口分流的局面。由于洪水泥沙沉降、淤积,天然湖面逐年缩小,至 1949年保留湖面面积 4350km2,湖容 293亿 m3。新中国成立以后,湖区进行了 3次大的围垦。20世纪 50年代后期是围垦外湖*快时期,总面积超过 600km2;此后,分别于 60年代和 70年代进行了两次大的围垦, 1978年水面仅剩 2691km2。1967年、1969年分别对长江中洲子、上车湾实施人工裁弯, 1972年沙滩洲发生自然裁弯。其后,裁弯段及其上游河道河床冲刷,四口分流入洞庭湖的水沙量减少,城陵矶出口河段发生淤积。 1997年长江水利委员会对洞庭湖盆区进行了万分之一地形图量算。经过湖泊面积、容积量算,湖泊总面积 2625km2,其中七里湖 75km2、目平湖 332km2、南洞庭湖 905km2、东洞庭湖 1313km2,总容积 167亿 m3(窦鸿身等, 2000)。
2. 长江四口水系
长江通过松滋、太平、藕池、调弦四口连接洞庭湖,在长江主汛期分泄长江洪水(表 2)。洞庭湖发挥调蓄功能从长江南岸的松滋口开始,经
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