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南水北调中线工程总干渠穿越长江、淮河、黄河、海河四大流域，全长约1240km，一期工程年调水95亿立方米，规模宏大。河南省设计渠段长度约470km，其中黄土、贡土状土分布渠段长397km，分布范围广，具大孔隙、多节理、遇水湿陷等不良地质特性，同时，各地貌单元成因、颗粒组成、结构、厚度、物理力学性质、湿陷性等均存在较大差异，对其工程地质特性的研究成为南水北调中线工程主要的研究课题之一。
渠线沿线地貌单元有河谷平原、冲洪积平原、松散土覆盖岗地、坡洪积丘陵、黄土梁等。总干渠穿越黄河南岸邙山孤柏嘴一带为风成原生黄土，出露的晚更新世马兰黄土厚度约80m；黄河以南郑州、新郑、禹县一带为冲积、冲洪积成因的次生黄土状土，全新世黄土状土分布于北汝河、颖河、双洎河等河流阶地及漫滩上，晚更新世黄土状土分布于丘陵岗地及山前冲洪积平原上，岗地区较薄，河谷平原区较厚，物质组成在水平和垂向上的相变较明显：黄河以北焦作、新乡、安阳一带为太行山东麓洪积成因为主的次生黄土状土，厚度差异较大，多有粉砂、细砂或砂砾石夹层。
黄河南岸邙山上部马兰黄土，岩性为轻粉质壤土，在物质成分和物化性质上具备了我国典型马兰黄土的一切特点，其余段为次生黄土，其颗粒组成随分布地域及地质环境的不同而有所差异。郑州、荥阳一带次生黄土状土以轻粉质壤土和砂壤土为主，其粘土矿物组成及含量与邙山原生黄土相近，具有近源搬运沉积的特征。
区内黄土状土主要粘土矿物为伊利石／蒙脱石混层矿物、高岭石等。土中粘土矿物尤其是蒙脱石含量对土的工程性质影响最为显著，随土中蒙脱石含量的增高，土的亲水性增强，凝聚力增大，渗透性降低，湿陷性减弱。土中碎屑颗粒、粘土矿物、游离氧化物、细分散状碳酸盐等物质均不是单独存在的，碎屑矿物与粘土聚集体构成了黄土状土骨架结构单元，其间的孔隙结构类型分为三类，即骨架接触式孔隙、骨架胶结式镶嵌接触孔隙和架空式孔隙，全新世黄土状土骨架单元多为架空孔隙，一般具较高的湿陷性和压缩性。按孔径大小把黄土的孔隙分为大、中、小、微四级，湿陷性的大小与大于10m(半径)孔径的孔体积大小密切相关，随大于10m孔体积增大而增强。
沿线黄土状土的湿陷程度以中等湿陷性为主，场地湿陷类型基本上为非自重湿陷场地， 地基湿陷等级多为Ⅰ级(轻微)，少数为Ⅱ(中等)。湿陷性黄土状土厚度一般3～5m，局 部达8m。湿陷程度随天然干密度和天然含水量的增大而减小，当天然干密度大于1.50g／cm<’3> 或天然含水量大于25％时，浸水后一般不再具有湿陷性。黄河以南除坡洪积丘陵黄土状土 和邙山黄土为高压缩性外，其余均为中等压缩性，而黄河以北黄土状土均为高压缩性或中等偏高压缩性。抗剪强度受水的影响很大，随含水量的增加而减小；竖向渗透性主要为中等透水，局部微弱透水，渗透性大小与土的颗粒组成关系不密切，主要与孔隙发育程度有关。
本渠段黄土状土具溶滤湿陷变形特征，易溶盐含量对溶滤湿陷变形影响最大，是产生溶滤变形的内因。渗透溶滤湿陷变形是湿陷变形的继续，二者具有一定的相关性，湿陷性黄土状土的溶滤湿陷程度较非湿陷性黄土状土强，且湿陷系数增大，其溶滤变形系数也相应增大。水工建筑物地基在长期渗流作用下实际发生的湿陷量是湿陷变形与溶滤湿陷变形的叠加值，初步研究表明，土中易溶盐含量小于90mg/100g时，溶滤湿陷变形系数多在0.4％以下，可按非溶滤湿陷性黄土状土对待，不计溶滤湿陷变形量，易溶盐含量超过90mg100g时，溶滤变形系数均大于0.6％，多数在1％以上，湿陷量计算时除湿陷变形外尚应计入溶滤湿陷变形量。土中易溶盐溶滤淋失主要表现为阴离子的淋失，其中SO4<2->淋失率达40％～100％，其次为CL<->离子，淋失率17％～57％，若总干渠发生渗漏，渗透水流会使土中易溶盐淋失进入地下水中，使地下水含盐量增大，S04<2->、CL<->含量增加，造成地下水污染。