青藏公路沿线多年冻土区土壤热通量参数化方案的优化和检验

土壤热通量是地表能量平衡的重要分量,其估算方案在研究地表能量平衡研究中必不可少。利用青藏公路沿线5个站点0~20 cm的实测土壤层温、湿度及5 cm土壤热通量资料,以翁笃鸣气候学计算方案为基础建立了优化的5 cm土壤热通量计算方案。通过唐古拉和西大滩两个独立站点的检验结果表明,优化方案的结果相对于原方案有较大的改善,唐古拉和西大滩5 cm土壤热通量均方根误差值分别减小了3.2 W·m^-2和4.8 W·m^-2,而相对误差分别减小了61.9%和36.1%,即新方案能够较好地估算出青藏公路沿线多年冻土区5 cm土壤热通量。使用优化方案模拟了青藏公路沿线11个站点5 cm土壤热通量变化,结果显示,近十年青藏公路沿线土壤热通量呈现出增大的趋势,其中,5 cm土壤热通量增大了近1.0 W·m^-2,而且各观测场的年平均土壤热通量值均大于0.0 W·m^-2,表明就年尺度而言,热量有盈余,盈余热量用于加热下层土壤,引起活动层厚度增加,平均状况下土壤热通量每增大1.0 W·m^-2,活动层厚度增大约21.0 cm。     

局地因素对青藏公路沿线多年冻土区地温影响分析

气候是多年冻土形成与变化的动力,局地因素则通过改变地表辐射、对流和传导过程对多年冻土产生影响,导致多年冻土发生空间分异.应用青藏公路沿线大量的观测资料分析了局地因素对多年冻土区地温所产生的影响.结果表明:地形地貌、植被、积雪、土壤性质及含水量等局地因素,对青藏公路沿线地区多年冻土的发育和多年冻土热状况有显著影响.局地因...     

青藏公路沿线冻土区域分布计算机模拟与制图

通过对青藏公路沿线实测年平均地温多元回归统计,建立了年平均地温与海拔、纬度的关系模型。利用多年冻土分布下界的统计方程和关系模型及其于格网的地理信息分析系统,对青藏公路沿线多年冻土下界分和多年冻土地温带分布进行计算机模拟,结果表明,所建立的模拟模型能够反应青藏公路沿线多年冻土的区域分布特征,模拟结果基本上反映多年冻土分布状况。     

青藏铁路多年冻土区工程复杂性分析

青藏铁路穿越550km多年冻土区,多年冻土地温、冻土类型以及沿线生态环境等存在较大的差异,使多年冻土区工程较为复杂。因此本文提出了冻土工程复杂性概念,建立冻土工程复杂性评价模型,并利用GIS平台对青藏铁路沿线唐古拉山越岭地段工程复杂性进行了分析和研究。研究结果表明,青藏铁路穿越的唐古拉山越岭地段工程复杂性相对较小,而青藏公路的工程复杂性相对较大。这表明了青藏公路沿线冻土工程比青藏铁路沿线更为复杂,在各种因素的影响下,青藏公路路基稳定性变化比青藏铁路更加复杂。     

秦巴地区热矿泉的水文地质特征

陕西省不仅在关中盆地已发现多处热矿泉和地热田,而且在秦巴地区也发现了多处可供开采利用的热矿泉。据初步调查资料,秦巴地区已发现的热矿泉有10处,其中水温在30℃以上的有5处(水温最高者达59℃)。热矿泉流量在1.0L/s 以上的有8处,其中流量最大者达35.5L/s。此外,资料证明在热矿泉附近施工的地热勘探孔,单孔出水量要比就近的温泉流量大三倍以上。如勉县郭家湾地热勘探孔的出水量,比温泉流量增大五倍多;兰田石门汤和西乡三泉村的勘探孔出水量比温泉流量增大三倍多。上述情况说明,秦巴地区的热矿泉都有扩大开采的前景。     

全球气候变化下青藏公路沿线冻土变化响应模型的研究

利用英国Hadley气候预测与研究中心GCM模型HADCM2预测的气温变化背景，分别提取青藏公路沿线地区在2009年，2049年和2099年的气温参数，考虑年平均气温和年平均地温的关系及年平均地温与海拔，纬度的关系模型，多年冻土下界分布模型和地温带分带，建立青藏公路沿线多年冻土下界分布的响应模型和多年冻土地温带的响应模型，研究结果表明，2009年青藏公路沿线的冻土变化较小，多年冻土极稳定带,稳定带和基本稳定带仅发生微弱的变化，基本稳定过渡带和不稳定带变化较大，多年冻土,逐渐退化，2049年青藏公路沿线多年冻土各地温带变化较大，但仍以基本稳定过渡带和不稳定带变化最大，多年冻土发生较大范围的退化；2099年后青藏公路沿线冻土发生了很大的变化，多年冻土发生大面积的退化，融区面积逐渐增大，多年冻土地温带也发生了较大的变化，其中多年冻土上带仅保留了稳定带，极稳定带全部消失，稳定带和基本稳定带全部转化为不稳定带。     

青藏公路沿线土壤微生物数量变化及其影响因素研究

以青藏公路沿线土壤为研究对象, 研究了土壤可培养微生物数量的变化特征及影响因子. 结果表明: 青藏公路沿线土壤可培养微生物数量为0.77×10⁶~2.44×10⁷CFU·g^-1dw; 沿青藏公路从南(申格里贡山)到北(西大滩), 土壤可培养细菌与真菌数量表现为先迅速减少, 然后渐趋平缓; 可培养放线菌数量先减少后增加; 土壤总氮、 有机碳和含水量逐渐降低, 而pH值逐渐升高. C/N比率与真菌/细菌比率变化趋势相似, 均为先增加后减少. 土壤可培养微生物数量与理化因子的相关性分析结果表明: 青藏公路沿线土壤微生物数量主要受纬度和土壤理化性质的影响, 表现为微生物数量与纬度和pH值显著负相关, 而与总氮、 有机碳和含水量极显著正相关.     

青藏公路对其邻近土壤细菌丰度影响的研究

以垂直青藏公路不同距离样带土壤为研究样本,研究了距青藏公路10~500 m范围内土壤细菌丰度的变化及其影响因素. 结果表明：青藏公路沿线土壤细菌丰度为2.71×10⁷~7.20×10⁸copies·g^-1dw;距公路10~500 m土壤细菌丰度呈现出递增趋势,且以50 m为界限,50~500 m细菌丰度没有显著差异. 土壤细菌丰度与环境因子的相关性表明：青藏公路沿线土壤细菌丰度主要受土壤总氮、总有机碳以和植被盖度的影响,表现为细菌丰度与土壤总氮极显著正相关,与总有机碳显著正相关,与植被盖度极显著正相关. 上述结果说明,青藏公路对土壤细菌丰度的影响范围在50 m左右.     

青藏公路沿线的多边形-脉构造及其古气候意义

青藏公路沿线的多边形-脉构造有着广泛的分布(图1),但对这些构造的属性存在着两种不同的看法,有的认为是原生土脉,有的则认为是冰楔假型。本文试图对青藏公路沿线的各种多边形-脉构造作更进一步的分析,确定属性,以利于这一重要古气候标志更合理的应用。     

祁连山中段地区的热矿泉

祁连山不仅是我国矿产资源的重要产地,而且也是矿泉广泛分布的地区之一。最近几年,我部先后在祁连山中段地区(东径98°00′—102°00′,北纬37°20′—39°20′)进行了大量的区域水文地质勘查工作,对该地区19处热矿泉进行了详细的调查研究。为了与同志们一道探讨这一地区热矿泉的形成条件,现将我部在该区所获的热矿泉资料作一汇综,并提出自己的一些看法供讨论,谬误之处,请批评指正。     

不同地表条件下青藏公路对多年冻土的热影响差异研究北大核心CSCD

在多年冻土区,道路工程会对周边的多年冻土产生热影响,但不同地表条件下的多年冻土对道路热影响的反馈差异尚不完全清楚。本研究基于青藏公路沿线两处监测场地的多年冻土监测数据,研究了不同地表条件下青藏公路对多年冻土的热影响差异。结果表明,青藏公路对多年冻土的热影响因地表条件的不同而存在差异。与植被覆盖率较高的监测场地相比,在植被覆盖率较低的监测场地,其多年冻土年平均地温更高、多年冻土活动层厚度更大,且青藏公路对多年冻土的水平热影响范围也相对更大。此外,在植被覆盖率较低的监测场地最靠近坡脚的位置处,由于地表条件的不同,其浅层土壤更易受到外界扰动,导致该位置浅层土壤与外界的热交换特征迥异于其他监测位置,这可能也是导致两处监测场地多年冻土的热状态存在差异的原因。目前,青藏工程走廊内各线性工程密布,工程间的相互影响及其与多年冻土间的关系已成为必须考虑的问题。本研究工作对于青藏高原多年冻土区工程走廊内线性工程之间的合理间距设定,以及即将建设的青藏高速公路双向路基间的合理距离设计都可提供参考,以达到减少工程热扰动,保障工程安全运营的目的。     

影响多年冻土上限变化的因素探讨

利用地温及活动层水热观测资料,分析青藏公路沿线近年来影响多年冻土上限的变化因素.研究结果显示,青藏公路沿线冻土上限总体呈现下降趋势,冻土上限的变化与近年来区域气候变化的趋势一致;近年来多年冻土上限下降0.1～0.5 m,所处的地理位置不同,冻土上限下降的幅度也不同.气温变化是影响冻土上限的一个重要的外部因素,上限变化的...     

冻土变化与青藏公路的稳定性问题

气候转暖和人类活动对青藏公路沿线的多年冻土产生了很大影响。使多年冰土地温升高，厚度减薄，岛状多年冻土赂北推移等，这些变化严重地干扰和影响了青藏公路的稳定性。考虑到这些变化和工程稳定性，青藏公路稳定性可分为６个带：极不稳定带；稳定带；基本稳定带；基本稳定过渡带；不稳定带；极不稳定带。     

青藏公路沿线多年冻土区的构造融区水资源及其供水意义

系统总结了青藏公路沿线多年冻土区重点城镇的供水现状,分析了构造融区水的供水水文地质条件,指出多年冻土区的构造融区水这一高原寒区特有的地下水类型对于沿线城镇的发展有着重要的战略意义,构造融区水将成为沿线地下水开发利用的主要方向。     

青藏公路沿线现代冰缘作用类型及其特征

青藏公路格尔木至拉萨段南北向横穿青藏高原多年冻土区,这个中低纬度的高海拔型的多年冻土区,具有特殊的地质、地貌、气候等条件,具备了冰缘发育所要求的温度、水分及物质等条件,导致公路沿线各种冰缘作用营力强烈,冰缘地貌类型繁多。笔者根据多年来在青藏公路沿线的调查研究和其他学者的工作。将本区的冰缘现象及其特征作一概述。     

工程活动下多年冻土热稳定性评价模型

提出了用季节融化层底板到潜在季节冻结深度区间沉积物融化所需要的热量与季节冻结层底板温度升高至0 ℃所需要的热量之和(Qt), 与夏半年土体吸收的热量(Q+)的比值来描述冻土热稳定性(ST=Qt/ Q+). 根据青藏公路沿线地温温度场的监测资料,对多年冻土热稳定性模型进行了计算,并分析了多年冻土热稳定性与年平均地温、多年冻土顶板温度和季节融化深度间的关系. 根据人类工程活动对多年冻土影响,将多年冻土热稳定性分为4类:热稳定型、热稳定过渡型、热不稳定型和热极不稳定型多年冻土.     

青藏公路工程活动对沿线植被覆盖的影响

利用2000-2012年的MODIS 增强植被指数（Enhanced Vegetation Index,EVI）数据,结合研究区3个气象台站长期的气象数据,分析了青藏公路沿线植被变化总体趋势,以及不同整修措施对周边植被覆盖带来的不同影响.通过实地考察,选取了16个受工程活动影响的典型路边样方,3个铁路边样方和8个远离公路铁路的自然样方,对比路边和自然样方,分析植被的自我恢复能力以及4个主要影响因子.结果表明：青藏公路沿线植被覆盖变化是在整个气候变化的背景下,叠加了工程活动的影响.植被的恢复能力与其所在路段的地形、植被覆盖度、气候条件、以及工程活动的强度均有关系,抑制植被生长的因素越多,植被恢复越慢.     

青藏公路多年冻土路段冻土过程的变化和控制建议

本文通过青藏公路沥青路面下冻土地温观测,分析冻土过程变化的主要原因。根据青藏公路楚马尔河高平原段的地温温度场的一年观测结果,分析活动层的热状态,并通过热状态方程预测人为多年冻土上限的变化,给出了冻土变化的控制建议     

青藏铁路沿线断裂活动的灾害效应

青藏铁路沿线发育大量不同方向、不同性质、不同类型和不同规模的活动断裂。这些活动断裂对地震分布具有显著的控制作用,形成了12条区域性地震构造带。一些重要的活动断裂的平均运动速度达4～15mm/a,能够孕育6～7级以上的强烈地震,导致严重的地震灾害。在青藏高原北部常年冻土区,断裂活动不仅导致路基变形、路面破裂和工程破坏,还诱发不均匀冻胀、构造裂缝和移动冰丘等地质灾害,对青藏铁路、青藏公路和输油管道等线路的工程安全产生不良影响。断裂蠕滑运动与地下水活动、不均匀冻胀的耦合效应使青藏公路安多段路基松动和路面强烈变形,对青藏铁路的工程安全造成潜在威胁。     

多年冻土地区公路筑路技术研究现状与新课题

分析了中国多年冻土地区公路修筑技术的研究现状, 介绍了青藏公路沿线多年冻土三期科研工作、青藏高原东部退化性多年冻土的研究成果和小兴安岭岛状多年冻土的研究方向. 在总结科研与实践工作的基础上, 提出了多年冻土地区公路修筑技术的相关研究课题和新思路.