一、地貌焦作地处太行山脉与豫北平原的过渡地带,地势由西北向东南倾斜,由北向南渐低。
从北部山区到南部平原呈阶梯式变化,层次分明。
总的地势是北高南低,自然平均坡度为2%°。
最高处海拔1955米,最低处海拔90米。
地面高差达1800多米。
(一)山地。
焦作地区的山地为中山(1000米以上)和低山(500-1000米),分布于修武北部,经焦作、博爱至沁阳西部,是太行山系的组成部分。
该区平均海拔高度在500米以上,坡向多为南坡或西南坡,坡度在20度以上。
焦作的山地地形复杂,各山岭间由峡谷相连,山势陡峻,山谷切割较深,呈"V"形,阴坡一般较陡,土层深厚。
焦作地区的主要山脉是太行山。
太行山位于焦作地区北部,西接王屋山,向东延伸至修武,走向近东西。
山势宏伟,绵延数千里,境内为其尾部,长百余公里,平均海拔1000米左右。
断裂发育,有盘谷寺断层,主要为寒武系、奥陶系、石炭系地层。
岩性以石灰岩为主,伴有页岩、煤、铁、磷、耐火粘土、大理石等,矿藏丰富。
自然植被较好,属落叶阔叶林带,林茂草密,适宜猕猴生息繁衍。
太行山系在修武境内的主要山峰有:茱萸峰,天门谷,古汉山,罗汉山,凤凰山,马鞍山,方山,五指山,云台山等。
在焦作市境内的有:桑园北岭,九里山,凤凰岭,安阳坡,皇帝坡,燕窝岭,红砂岭,中卫岭,大、小贾岭,十二会山等。
在博爱县境内的有:小北顶,旗杆谷堆,东顶峰,东领峰,盘头岭,南大岭峰,圆山峰,南坡峰,老虎掌,长岭峰,北教场峰,南教场峰,老石人,和尚山,刘岭,上岭后,孤山岭,羊岭,靳家岭等。
在沁阳境内的有云台山,紫金顶,碗子城山,三夹山,贝涧山,云阳山,悬谷山,阳落山(与济源交界处)等。
(二)丘陵。
丘陵区分布在山区外侧,是山区与平原的过渡地带,海拔高度介于150-250米之间,坡度在10-20度之间,总面积约300平方公里。
该区大部分耕地凹凸不平,呈梯田状,有众多的黄土冲沟,高低起伏,没有明显的山丘,亦可称为岗地。
(三)平原。
平原区分布于南部地区,一部分为太行山洪冲击扇,另一部分为黄河、沁河滩地,冲积厚度为200-800米不等,地势平坦,地下水丰富,土地肥沃,灌溉方便,海拔90-150米,是焦作粮、棉、油、菜的主要产区。
二、水文(一)地表水焦作市河流众多,大多发源于晋东南地区,水量比较丰富,较大的河流有20多条,分别汇入黄河和海河。
属于黄河水系的有沁河、丹河、蟒河、逢石河、济河、大峪河等;属于海河水系的有峪河、大沙河等。
1、水系河流(1)黄河:发源于青海省巴颜喀拉山北麓的约古宗列盆地。
流经孟州、温县、武陟县,在武陟县三堤头出境。
境内长度149.6公里,有逢石河、大峪河、砚瓦河、仙口河、白道河、蟒河、沁河等汇入。
年平均流量1440立方米/秒,平均年径流量468亿立方米,最大流量2.2万立方米/秒(1958年)。
丰枯年变化较大,年内变化亦很大,6-9月约占全年水量的80%,给开发利用带来一定的困难。
由于从黄土高原携带大量泥沙,境内河床平均高出堤外地面2-3米,历史上曾决口66次。
中华人民共和国成立后,进行了治理,变害为利,先后兴建了人民胜利渠、武嘉灌区、白马泉灌区、孟县白坡灌区等引黄灌溉工程,黄河由此变害为利。
(2)沁河:沁河是焦作市最大的河流,发源于山西省沁源县。
向东流经沁阳、博爱、温县,在武陟县注入黄河,总流域面积12900平方公里。
过境长度90余公里。
沁河径流资源丰富,河口站多年平均流量49.5立方米/秒,其中基流量16.1立方米/秒,占总流量的32.5%,含沙量低,稳定可靠。
(3)丹河:是沁河最大的支流,在博爱县青天河村入境,水资源丰富,山路平站多年平均流量11.1立方米/秒,其中基流量6.8立方米/秒,占总流量的61.3%。
(4)大沙河:发源于山西省陵川县夺火镇。
流经博爱、武陟、修武县,经新乡县入共产主义渠,上游河宽15米,下游河宽30米,平均河深3米,平均径流深度150毫米。
最大流量650立方米/秒,基流量为80立方米/秒。
年内径流量变化较大,武陟县以下枯水期基本断流。
(5)蟒河:发源于山西省阳城县蟒山,流经孟州、温县、武陟入黄河,境内全长129.2公里。
平均年径流量0.1亿立方米。
(6)济河:发源于济源市区西北2公里处,有二源,一出济源济渎庙,一出龙潭。
二水在济源程村合流,东流至沁阳柏香后分为二支,一支东南流为猪龙河,经温县于坨村入黄河;另一支流入沁阳城,至龙涧村入沁河。
济河常年流量在秒左右。
2、大气降水根据焦作市气象台和邻近18个雨量站24年系列降水资料进行频率计算,量为644.3毫米。
是济河主流,流1.5立方米/焦作市平均年降水3、地表径流地表径流年内、年季分配不均,尤其是山区河流,洪水暴涨暴落,汛期径流量约占年径流量的60%以上。
枯水期大部分小河断流,干流量骤减。
平原河流多为排涝的间歇性河道。
年际间,丰、枯年径流量相差6-7倍。
焦作市多年平均径流分布是由山区向平原递减,山区为150-200毫米,平原区为100-150毫米。
4、地表水资源利用焦作市地表水总量为30.97亿立方米/年,其中山西来水量21.27亿立方米/年,焦作地区产水量9.7亿立方米/年。
焦作市地表水资源丰富,基流比重较大,在河流出山口处有许多水库坝址,开发利用条件优越,但由于地质复杂,地表水开发利用困难大,利用的不多。
焦作的地表水,在天然状态下水质较好,尤其是山区河流,如焦作西部一些流入黄河的支流,水质可达一级标准,属重碳酸钙型水,适宜饮用和工农业生产。
1、平原区浅层地下水(1)水文地质条件:焦作的平原包括山前倾斜平原与冲洪积平原,北靠太行山南麓,南邻黄河。
在古地理环境、河网发育、地理构造的影响制约下,形成两种储水构造,即自流斜地与自流盆地。
自流斜地主要分布于山前一带,由冲洪积扇组成,地下水丰富,中部地下水埋深4-6米,单井出水量60-80立方米/小时,为井泉灌区;地下水排泄形式,东部以泉群溢出带为主,西部以潜流为主。
自流盆地分布于焦作西部地区,山前侧渗及地表水下渗是盆地内地下水主要补给来源,盆地北、西、南部为补给区,东部为排泄区,水力坡度1-4%o。
焦作市浅层地下水的流向是西北--东南。
(2)浅层地下水的利用:按地形地貌、水文地质及开采、灌溉条件的差异性,焦作市平原区可划分成五个均衡区,即山前倾斜平原区、沁蟒河平原区、山前洼地区、郇封岗地区及黄河滩地区。
按水均衡法计算,全市浅层地下水的天然补给总量为7.96亿立方米/年,利用价值很高。
现开采量达7.68亿立方米/年,采补基本平衡。
由于各均衡区补给条件、开采量的差异,浅层地下水资源丰贫程度有所不同。
2、矿区岩溶地下水(1 )形成与分布:焦作矿区地下水,主要补给来源于大气降水和地表水入渗,补给区多年平均降水量670毫米,面积1843平方公里,其中灰岩出露面积1803平方公里,且岩层巨厚,降水入渗系数平均0.36左右,为地下水的形成和储存提供了良好条件。
补给区边界为:东界峪河西侧;北界丹河与漳河分水岭;西界北段为陵川西--附城--白洋泉--三姑泉一线,南段为沁河、丹河分水岭;南界山区与平原交界线。
由于沁河以西及峪河以东均有震旦纪地层出露,形成东西两大挡水墙,南面有东西向断层阻水,因此,形成焦作矿区地下水天然汇集盆地。
区内含水层有四层,即奥陶系灰岩岩溶含水层、石炭系薄层灰岩裂隙含水层、二叠系砂岩裂隙水含水层、第四系砂砾石孔隙水含水层,其中奥陶系灰岩岩溶含水层水量最大。
(2)岩溶水的开发利用焦作矿区地下水补给面积大,补给、汇集、储存条件优越,资源丰富,稳定可靠。
水质无色、无味,透明度好,酸碱度适中,总硬度、暂时硬度及硫酸根离子、氯离子、游离二氧化碳均符合国家饮用水标准,水质良好,适宜饮用及工业冷却用水。
矿井水水质与岩溶水相同,因煤粉污染,需加以净化、消毒,方可达到饮用水标准。
三、气候(一)气候状况焦作市属于暖温带大陆性季风气候,春旱多风,夏热多雨,秋高气爽,冬寒少雪。
全市多年平均降水量在500-700毫米之间,一般情况下山区高于平原,山的迎风面多于背风面。
降水量年内分配相差悬殊,多集中于7、8、9三个月。
年度差别较大,丰枯年降水量相差3-4倍。
由于太行山的屏障作用和海拔高差悬殊,致气候干燥,热量、光能等资源比较充足,自然灾害频繁。
(二)气象要素1气温:焦作市年平均气温14.4 C。
年平均最高气温15.5 C,最低气温13.4 C;极端最高气温48.3C,极端最低气温—17.9C。
气温日变化幅度较大,全年有效积温48748C。
3-6月增温明显,9-12月降温急剧,秋温稍低于春温,7、8月和1、2月气温变化平稳。
焦作市冬季气温较同一纬度的其他地区略高。
由于太行山的影响,当冷空气南下时,和焦作相邻的新乡以东地区风速较大,气温明显低于焦作地区;而当冷空气由西北移来时,由于冷空气过山下沉增温,反而形成相对的高温中心。
2、降水:焦作市平均年降水量为584毫米,年降水量最多为908.7毫米(1964年),最少为333.3毫米(1965)年。
降水时空分布不均,北部山区偏大,南部平原偏小,自北向南递减。
春季降水约90-100毫米,山区多于平原;夏季降水约325-360毫米;秋季降水约150-160毫米;冬季降水25毫米以下,山区与平原相近。
焦作市一般年份初雪期在12月上旬,历年平均初积雪日在12月下旬,平均终积雪日在2月中旬,冰冻期一般在11月至次年3月,采暖期一般在12月至次年2月。
由于焦作属于季风气候,降水量年内分配很不均匀,6-9月降水量占全年降水量的70%; 12月至次年3月降水量仅占全年降水量的7%, 12月最少。
秋雨多于春雨,一般多50毫米左右。
3、霜:焦作市平均初霜期在11月上旬,最早初霜在10月中旬;平均终霜期在3月中旬,最晚终霜期在4月中旬。
霜期各年不同,平均霜期为128天,最长霜期为163天,最短霜期为99天。
焦作霜冻的发生和轻重程度与区域地理环境关系密切。
在小范围内,洼地比岗地严重;迎风面轻,背风面重;山顶轻于山脚,山腰轻于山顶。
4、风:焦作受季节环流和太行山影响,偏北风和偏南风风力较小,四季风向多为东北风和西南风,其频率分别为28%和27 %。
瞬时最大风速为28米/秒,最大阵风为11-12 级,全年平均风速为 2.9米/秒。
12月至次年4月风速稍高,5月份开始减低,8月、9月风速最低,11月份风速开始增高。
平均风速,春季为3.3米/秒,夏季为2.7米/秒,秋季为2 .7 米/秒,冬季为3.4米/秒。
5、气压:焦作市年平均气压为1003.5毫巴,极端最高气压为1018.7毫巴,极端最低气压为989.3毫巴。
12月、1月气压最高,7月气压最低。
夏季气压日变化明显,通常10时、20时开始增压,4时、16时开始减压。