地球科学漫谈——地坑院的形成

地坑院的形成
在本次的地球科学漫谈选修课中，我感受最深的便是板块漂移学说，有个视频也对三秦的地理地貌做了相关的讲解，由此我想到了我们家乡的特色民居——地坑院，可以说是独特的地理环境造就了与众不同的特色民居，我想地坑院的产生与黄土一定有着某些渊源。

查阅相关资料，结合老师上课的讲解，我有了一些新的认识。

一、黄土的形成
1.风尘系统
风尘系统是地球表层的重要组成部分，广泛参与地球系统中不同时空尺度的物理、化学和生物过程，对全球气候环境、陆地和海洋生态环境产生重要影响。

晚新生代以来，随着全球构造运动活跃，中国北方地区发育了世界上面积最广、厚度最大的黄土沉积——黄土高原。

2.内陆干旱化——构造运动
内陆干旱化为风尘沉积提供物源，大气环流是风尘搬运动力。

而内陆干旱化与青藏高原的板块构造运动之间又有着千丝万缕的关系，隆升的青藏高原阻隔了来自印度洋的水汽，使得包括塔里木盆地在内的亚洲内陆干旱化增强。

包括西昆仑在内的青藏高原北缘隆升遭受剥蚀产生大量碎屑物质在山前堆积下来，由河流搬向盆地，在干旱的气候条件下，物源供应充分，塔克拉玛干等沙漠形成。

3.风尘沉积
由于构造运动而产生的碎屑在风尘系统的作用下，随着季风环流搬运到，现今黄土高原甚至更远的北太平洋进行沉积。

特别是中新世以来的构造运动、气候植被变化与风尘沉积存在紧密联系，印证青藏高原隆升对黄土高原风尘沉积有重要影响。

4.河流搬运贡献
三门峡并不位于黄土高原地区，但是也存在黄土，与黄河的搬运作用有着很大的关系。

我们都知道，黄土高原是水土流失严重的地区，黄河不仅将青藏高原东北缘的大量碎屑物质搬运至黄土高原附近，加速黄土的风力沉积和黄土高原的形成，而且还将部分黄土冲刷到下游，在三门峡地区沉积了下来，可见，河流搬运能力要比单纯的风力搬运强大得多。

二、黄土的特质
黄土主要由石英和粉沙组成，土质细密，具有抗压、抗震的较高强度，地质结构比较稳定，还具有防风、防尘、干燥、保温、隔音等特点。

黄土的直立性决定其在不受水的侵蚀时不易坍塌，而且易于开挖，还能在洞穴挖成后保持黄土的自然结构不变，挖出的窑洞坚固耐用。

黄土的地质特性为地下挖坑，四壁凿洞的生态式建筑提供了得天独厚的地质条件。

三、独特的气候
1.半干旱条件
三门峡地区属半干旱气候区，十年九旱，降水稀少，年降水量在 530—630 毫米之间，且主要集中在 7、8、9 三个月。

这种靠天吃饭气候对农业生产不利，但为地坑院的存在提供了有利条件。

降水的稀少使得地坑院的排水和防潮相当简便，即使遇上洪涝，由于塬的四面是沟壑，雨水出路通畅，不易殃及窑洞及院落。

该区域地下水埋藏深度一般在 30 米以下，而地坑院深度多在6-7米，最深不超过 8 米，显然地下水不会对其存在构成影响。

2.温度因素
三门峡所处区域属中纬度地区，属北温带大陆性季风气候，冬夏两季长，春
秋两季短。

一月份平均气温0℃以下，七月份平均气温在25℃以上，昼夜温差较大，超过20℃，夏季炎热，冬季寒冷。

黄土特有的蓄热性能使得地窑内温度成反季节状态，即外界温度越高，地窑内温度越低。

反之，外界温度越低，地窑内温度越高。

地窑内冬天平均温度在10℃以上，夏天平均温度在20℃以下。

四、经济成因
人们选择居住窑院建筑并能使其从古到今延续下来，除了地质、气候等自然条件适宜外，经济因素也是影响其存在的主要原因之一。

历史上，生活在黄河中游黄土塬一带的先民相当贫困。

由于自然条件限制，这里一直延续着靠天吃饭的落后农业经济，素有十年九旱之称，春旱十年两遇，伏旱十年八遇，自然灾害频繁，粮食产量低而不稳，人们生活贫困，居住条件自然无法讲究。

此外，地坑院形制简单，易于建造，使用建材少，建筑成本低，只需要劳动力的投入而基本不需要经济投入，这当是地坑院长期存续的最直接原因。

豫西地区介于西安和洛阳两大古都之间，又有历史悠久的崤函古道经过，是两京之间的交通要道和军事要塞，历史上曾经屡次发生战争。

尤其是唐代的安史之乱和北宋末年的金兵入侵以及近代的抗日战争，这里作为争战双方争夺的重要区域，饱受战争创伤，对当地居民的生产和生活造成严重影响。

历史的经验让人们学会了在营建居所时，有意识地增加隐蔽功能和防御措施，以避免兵荒马乱时兵匪的侵扰。

这种建造在地下的建筑无形中为避开兵匪侵扰起到了隐蔽和防范作用。

五、地坑院构造
地坑院是选择平坦的地面，从平地向下凿出长方形或正方形的坑做院子，再在院子的四壁向四方挖洞而成。

地坑院的建造包括完整的设计规划、设计模数和工艺口诀。

建筑地坑院的土工尺子长五尺，和古代男子平均身高相似，通过其数值和尺度控制，保证各建筑部位与人体活动需要的空间协调平衡。

三门峡地坑院的院落布局类型，根据其与周边地理环境的关系可分为：平地型，半下沉型和全下沉型。

从入口通道和天井的位置关系可分为院外形，院内型和跨院型，从入口通道剖面看又可分为开敞的沟道型和封闭的穿洞型。

三门峡地坑院的院落平面布局主要有方形和矩形两种，也有少数梯形的。

正方形院落平均边长在8 米到 14 米之间；矩形院落，一般以南北向的边为长边，同时由于受地形限制等因素的影响，也有少量院落以东西向的边为长边，大概占到总数量的10%左右。

六、传承与保护
近些年，随着经济的发展和外出务工人员的增多，传统村落的居住形式也受到了冲击。

地坑院这种居住在地下的建筑，很多都被废弃了。

对于这种现象，如何对地坑院这种传统民居进行保护，也是一个值得关注的问题。

在地坑院的保护传承方面，既需要政策的引导、理论的支持和民众的参与，还需要加强创新，运用新技术，实现更好的居住功能，不仅使之成为景区，更要把这种文化传承下去。