辽河三角洲滨海湿地含水层水文地质参数获取的试验研究

抽水试验是获取水文地质参数的重要方法,为准确获取辽河三角洲滨海湿地潜水含水层的渗透系数,进行了一个抽水孔、两个观测孔的抽水试验。根据单孔抽水试验和多孔抽水试验观测数据,采用潜水非完整井求参公式、巴布什金公式及积分变换等方法计算含水层渗透系数。结果表明,用不同方法计算得出的含水层渗透系数值相差不大。通过试验测定PJ01井组潜水含水层渗透系数为1.15 m/d,PJ03井组潜水含水层渗透系数为0.74 m/d。     

干旱沙区陆面蒸散量与土壤水分关系的数值计算

利用电子称重式蒸渗仪（Ｌｙｓｉｍｅｔｅｒ）测定田间蒸散量（ＥＴ），并用中子水分仪同步测定沙面下１０～１５０ｃｍ土壤水分含量，求得含水率Ｗ（％）。通过研究沙区不同植被区域内，土壤剖面不同深度土体含水率Ｗ与ＥＴ的关系，估算出了三种处理（油蒿栽植区、柠条栽植区、裸露沙区）的不同深度土壤水分对蒸散过程的贡献值，模拟出了土壤含水量对区域陆面蒸散量的相关关系式     

雷州半岛土壤渗透性及其与地下水补给关系

对雷州半岛土壤渗透性进行了分析,并结合地形地貌、降雨入渗补给情况,识别地下水潜在补给区。雷州半岛土壤渗透性空间差异较大,饱和渗透系数变化范围为 0.04~8.83 m/d。总体而言,半岛南部、遂溪西北部渗透性较好,中部较差。土壤渗透系数受到土地利用类型、土壤粒径、土壤有机质等的影响。随着土壤中值粒径和有机质含量的增加,土壤渗透系数增加。不同土地利用类型,其土壤平均渗透性优劣表现为：荒地＞桉树林＞甘蔗＞菜地＞菠萝＞其他林地＞香蕉＞苗圃＞坡稻＞水稻田。降雨入渗补给系数南北高、中间低,随着土壤渗透系数增加而提高。半岛南部石茆岭和石板岭一带,地势高,坡度较缓,同时土壤渗透性和降雨入渗补给系数相对较高,为雷州半岛地下水潜在补给区。     

季节性冻土区不同时期土壤剖面水分空间变异特征研究

为解决季节性冻土水分在冻融过程中迁移复杂性及空间非均一性的定量化描述困难问题,以季节性冻土区土壤剖面水分为研究对象,运用地统计学的理论与方法对季节性冻土区不同时期土壤剖面水分的空间变异特征进行研究。结果表明,不同时期土壤剖面水分具有良好的空间结构及较强的空间相关性;季节冻融过程削弱土壤剖面水分的空间相关性,并且对土壤含水量具有强烈的空间重分布作用。地统计学理论与方法的应用可为季节性冻土区土壤冻融过程中水分运移机理的研究提供一种新的思路和方法。     

腾格里沙漠典型植物含水率与地物光谱的关系分析

地物光谱特征不仅是遥感机理研究的重要内容,亦是遥感应用分析的重要依据。用ASD手持式光谱仪测定了腾格里沙漠10种典型植物的冠层光谱,对测得光谱数据进行包络线去除和一阶微分处理,并在实验室采用烘干法得到植物的含水率,运用相关系数法分析植物含水率与经包络线去除的光谱数据之间的关系,同时分析了不同含水率植物的红边特征。结果表明：研究区植物最大含水率为88.19%,最小含水率为37.34%;含水率与包络线去除的光谱数据在可见光（561~718 nm）和近红外（861 nm,894 nm）波段均存在极显著相关性,并建立了两者之间的回归模型,说明可见光近红外波段可以反映沙漠植物的水分状况;不同含水率植物的红边参数有所差异。     

青藏高原沙漠化与冻土相互作用的研究

利用青藏高原地表热量平衡和长期地温观测的资料探讨高原沙漠化与冻土的相互作用,发现沙丘下或厚沙层覆盖地段下的地温较邻近天然无沙地表有所升高,而薄沙层覆盖地段下的地温反而比天然无沙地表有降低的趋势。分析造成高原冻土区沙漠化的因素有些与其它沙漠化区相似,但有些因素与高原冻土有关并具有特殊性。高原冻土层与土地沙漠化二者之间相辅相成、相互制约、相互作用、协调演化,构成了目前高原冻土区生态平衡系统。     

季节性冻土水热对融雪及气温的响应

近年来,随着气候变化,伊犁河谷积雪消融加快,极端水文事件的频度和强度也在加大。通过利用中国科学院天山积雪站附近小流域的土壤水热和积雪融雪观测数据,对研究区积雪消融规律、冻土水热变化特征及其对气温和融雪量的响应进行了分析。结果表明:在冻土融解阶段,土壤温度的变化依赖大气温度的变化,而土壤水分受融雪量和气温的影响较大,高度相关。表层土壤含水率的变幅最大,而深层土壤水分值较稳定,土壤水热的季节性变化自秋-冬-春大致呈现"下降-平稳-上升"的趋势。在冻土层上边界,土壤含水率随着累积融雪量的增加而增加并达到饱和值,而冻土层下边界(40 cm深度)土壤水分保持非饱和稳定状态。在山区,降雪量是水资源形成的主要来源。融雪量与大气温度的相关性显著(系数为0.785),融雪量对水资源形成的贡献率为40%左右。研究冻土水热对融雪和气温的响应过程,对于新疆水资源形成机理、转化利用以及洪水预报具有重要的参考价值。     

采用一维水平入渗试验测定古尔班通古特沙漠南缘丘间地风沙土渗透系数

通过室内土壤水平一维入渗试验,测定了不同入渗水头作用下不同入渗时间对应的累计入渗量和湿润锋长度,分析了累计入渗量与湿润锋长度、累计入渗量与入渗时间平方根的关系,探讨了采用不同入渗水头作用下的水平入渗试验测定古尔班通古特沙漠南缘丘间地风沙土渗透系数的适用性。研究结果表明：累计入渗量与湿润锋长度呈显著的线性关系;累计入渗量与入渗时间平方根呈显著的线性关系,Philip公式较好地反映了不同入渗水头作用下的水平入渗特点;采用水平土柱入渗试验测定古尔班通古特沙漠南缘丘间地风沙土渗透系数是可行的。研究结果可为干旱区风沙土水力学研究提供参数,为推求风沙土水动力学参数的方法选择提供理论参考。     

西南极乔治王岛菲尔德斯半岛冷圈的结构特征

根据坑探、物探、测温资料和含冰量、含盐度的分析,讨论了菲尔德斯半岛的冻土上限及其垂直梯度的变化,并论证了石环区碗状冻结面的存在,提出了本区地壳冷圈的五层结构,即活动层、冻结砂砾石层、受海水渗透作用过的冻结火山岩层、无海水渗透影响的冻结火山岩层和未冻结的古陆基底层;肯定了离岸海下冻土的存在;发现了含盐量高的冻土电阻率可低达80Ω.m,并对冰缘地貌发育有抑制作用。     

2000—2015年中蒙俄经济走廊东段冻土时空变化及植被响应

中蒙俄经济走廊东段位于欧亚大陆多年冻土区东南缘及森林线南界接近区,冻土及生态环境脆弱。本文基于MERRA-Land陆面模式离线运行产品分析了中蒙俄经济走廊东段2000—2015年间冻土冻融的时空变化模式,以及冻土变化对返青期和全年不同阶段植被生长状态的影响。研究表明：2000—2015年间研究区多年冻土及季节冻土均持续退化,时间上主要表现为冻土提前解冻、延迟冻结;空间上主要表现为多年冻土南界的多年冻土退化和季节冻土下限抬升,及连续多年冻土南界的活动层加厚。解冻始日是森林地区植被返青的主控要素,林下冻土解冻对土壤含水量的增加及沼泽湿地的隔热蓄水功能影响了森林地区植被的生长。但随着多年冻土南界森林及林下泥炭地演替为草甸和农田,多年冻土退化,进一步促进林下沼泽湿地的消失。探讨冻土退化与生态环境之间的协同关系,有助于识别气候变暖和人类活动叠加影响下的冻土退化脆弱区以及生态环境敏感区。     

基于泥炭与冻土共生关系的川西高原泥炭化冻土分布研究北大核心CSCD

由于泥炭化冻土是冻土工程建设中需要解决的重大问题,因此泥炭与冻土的共生关系备受关注。以川西高原0~30 cm深度的泥炭化冻土为研究对象,从泥炭化冻土的形成和泥炭与冻土的共生关系角度,选取控制因素,分析这些因素的控制机制,并将这些因素作为评价指标;采用熵权法、层次分析法和模糊评价方法,制作出川西高原泥炭化冻土分布图;最后,结合前人的相关研究成果对研究结果进行了验证。研究结果表明,采用的研究方法具有可行性;川西高原泥炭化冻土分布具有区域聚集、空间变异性大和受纬度地带性影响大的特点;高泥炭化冻土的面积为0.8×10^(4) km^(2)(约占研究区面积的5%),中泥炭化冻土的面积为7.8×10^(4) km^(2)(约占研究区面积的33%);低泥炭化冻土广泛分布,面积为11.5×10^(4) km^(2)(约占研究区面积的50%);非泥炭化冻土面积为3.0×10^(4) km^(2)(约占研究区面积的12%);多年冻土的泥炭化程度最大;冻土与泥炭的共生作用对冻土工程具有显著影响。     

长江黄河源区多年冻土变化及其生态环境效应

应用江河源区五站1980-1998年0cm、5cm、10cm、15cm、20cm、40cm浅层地温资料、钻孔深层地温资料以及勘探资料,详细分析了两大源区的冻土变化,结果表明:近20年来,受气候变暖影响,江河源区多年冻土总体上保存条件不利,区域上呈退化趋势。岛状多年冻土和季节冻土区年均地温升高约0 3～0 7℃,大片连续多年冻土区升幅较小,为0 1～0 4℃。多年冻土上限以2～10cm/a的速度加深。在黄河源多年冻土的边缘地带,垂向上形成不衔接冻土和融化夹层,多年冻土分布下界上升50～70m。冻土退化已对江河源寒区经济和生态环境产生了一系列重要影响。但是,冻土退缩及其对环境的影响还存在很大的不确定性。     

氮可利用性对东北不同类型湿地土壤有机碳矿化的影响

2010年6~10月,在中国东北连续多年冻土区,岛状多年冻土区和季节性冻土区采集典型湿地土壤,通过室内分析和模拟试验研究了不同冻土区湿地土壤有机碳矿化及其微生物活性对不同氮可利用性的响应特征。试验设置4个氮处理水平,分别为0 mg/g(N0),0.1 mg/g(N1),0.2 mg/g(N2),0.5 mg/g(N3)。结果表明,培养结束后3种土壤在N0处理下的有机碳累计矿化量分别为5 646 mg/kg,2 103 mg/kg和1 287 mg/kg,与初始土壤有机碳含量、全氮含量和微生物量碳(MBC)呈显著正相关。3种土壤在氮输入后的有机碳矿化速率和累积矿化量都明显低于N0处理,表明氮输入对有机碳矿化产生抑制作用。随着氮输入量的增大,氮输入对不同土壤有机碳矿化的抑制作用有所差异,表现为:不同氮输入对连续多年冻土区土壤累积矿化量影响无显著差异;岛状多年冻土区土壤在N1和N2处理下的有机碳累积矿化量明显高于N3处理;季节性冻土区土壤在N2和N3处理下的累积矿化量明显低于N1处理。培养结束后,3种土壤微生物量氮(MBN)含量随氮输入量增加而降低,MBC/MBN随氮输入量增加而增加;季节性冻土区草甸沼泽土培养结束后的MBN和MBC/MBN都与累积矿化量存在显著相关关系,表明季节性冻土区草甸沼泽土氮可利用性增加可能改变了微生物的组成或结构,进而对有机碳矿化产生影响。     

饱和流沙和苔藓结皮在蒸发过程中的水分特征研究

利用Star-1微型水分蒸发测定系统（SC-DLO,Wageningen, Netherlands）研究了饱和流沙（后文简称流沙）和苔藓结皮（取自1956年人工固沙植被区）蒸发过程中水势、蒸发量和水分特征曲线的变化特点。研究发现,流沙和苔藓结皮的水势在蒸发过程中呈现出各自特点,而且其蒸发的持续时间也具有明显差异;流沙和苔藓结皮的蒸发量都经历了先稳定,后增加,最后又降低三个过程,但流沙的蒸发量比同期纯水稍高,而苔藓结皮与纯水基本无明显差异;在相同吸力条件下,流沙释放的植物可以利用的有效水比苔藓结皮多近1/5,故苔藓结皮的持水能力明显强于流沙。对流沙和苔藓结皮蒸发过程中的水势、蒸发量和不同吸力条件下土壤体积含水率所做的统计分析表明:流沙和苔藓结皮的水势和不同吸力条件下土壤的体积含水率具有显著性差异,而两者的蒸发量没有明显差异。     

冻土区天然气水合物研究现状与内蒙古多年冻土区地质条件概述

天然气水合物是一种资源量丰富的新型能源。本文概述了国内外冻土区天然气水合物的最新研究进展,简要介绍了内蒙古自治区多年冻土的分布情况和地质概况,认为根河-拉布达林一带多年冻土区具备天然气水合物赋存条件,并提出了内蒙古多年冻土区天然气水合物勘查开发建议。     

柴达木盆地马海盐湖储卤层渗透特征及卤水富集机制

通过野外抽水试验方法,确定了柴达木盆地马海盐湖储卤层渗透系数,并结合地下卤水赋存特征与沉积环境对其渗透性能进行分析。结果表明：本地区石盐层大多不纯,石盐晶体内包裹有泥、砂,且晶体间也有泥、砂充填。在石盐沉积期间,由于受到洪水与间歇性河流影响,导致地质环境演化过程中沉积形成的储卤层渗透性能在各处相差较大,区域地下卤水的连通性相对较弱。根据试验开采区27口开采井钻孔资料和地下卤水监测数据,进行了储卤层差异性分类,将钻孔所揭露储卤层划分为3种类型,不同类型储卤层卤水富集性能具有较大差异,表现为渗透系数和单井涌水量在平面分布上的较大数值差距。通过对钻孔岩心岩性、孔隙特征及补给条件等方面进行分析,得出卤水富集性能强的基本条件：储卤层具备天然良好的颗粒骨架和稳定的卤水补给来源与通道。依据储卤层渗透性能和卤水富集规律,将马海盐湖试验开采区划分出不同地下卤水富集区段。     

青藏高原季节性冻土年际变化的异常特征

对1961－1999年46个站点最大冻深度的年际变化采用旋转主成份（REOF）分析，发现存在4个变化敏感区，青藏高原东北区，青藏高原东南区，柴达木盆地区，青藏高原南部区，4个变化异常敏感区的最在 土深度随时间变化有不同的趋势。其中，进入20世纪90年代，高原东北部，高原东南部和高原南部区土厚度表现出变薄趋势，其代表站的最大冻土深度平均比80年代变浅0．02，0．05，0．14m，反映了对气候变暖的响应，呈现出与全球气候增暖的趋势势，柴达木盆地和高原中部则表现为与前2个区域相反的变化趋势，即进入20世纪90年代，冻土深度有所增加，其代表站的最大冻土深度较之80年代加厚0．57米，由于土壤质地和溶质的差异，4个敏感区最大冻土深度在高频段上具有不同的周期；柴达木盆地和高原南部具有2年的周期；在较低频段上，均表现为14年左右的周期。     

乞盖淖湖湖床垂向渗透系数试验研究

地下水与湖水的转化必须要通过湖床沉积物,因此湖床渗透系数是评价湖水与地下水定量转化关系的基础。以内蒙古伊金霍洛旗乞盖淖湖为例,首先分析了湖床沉积物的颗粒组成,然后利用现场渗透试验方法进行了野外试验,计算了湖床的垂向渗透系数。湖床沉积物粒径分析结果表明,湖床沉积物以粉细沙为主。湖床垂向渗透系数计算结果表明,各测点的平均垂向渗透系数介于0．83～13．59cm／d,表明乞盖淖湖床垂向渗透性能在空间上具有非均质性。该研究为定量计算地下水与湖水的转化关系提供了基础参数。     

古尔班通古特沙漠季节性冻土入渗特性试验研究

以古尔班通古特沙漠南缘融雪期冻结土壤入渗试验为依据,分析了沙漠地区季节性冻土水分入渗特性及主要影响因素.结果表明:沙漠地区季节性冻土具有较高的入渗能力,沙漠冻结风沙土的稳渗率为0.26～0.30 mm/min,是田间冻结壤土的10～20倍,可以保证融雪水及时入渗进入土壤,为融雪水的高效储存创造了有利条件.入渗能力随着土壤含水率的升高而减小.沙地土壤初始的低含水率、土壤大孔隙结构特征是沙地冻结土壤具有较高入渗能力的主要原因.研究结果为进一步研究春季融雪水在沙地的再分配过程奠定了基础.     

低干密度盐渍细砂土低温特性试验研究

利用2015年9月采自青海北霍布逊湖区的原土样,自行配比进行了室内盐渍细砂土冻胀试验,研究了低干密度盐渍细砂土的低温特性变化规律,探讨了盐渍细砂土的冻胀机理,集中分析了土的冻缩特性。研究发现低干密度盐渍细砂土在不同含水率条件下土的冻胀规律差异很大。低含水率条件下会有冻缩现象,高含水率条件下只会有冻胀现象,临界含水率（含水率14%）条件下细砂土先出现冻缩,之后随着温度的降低又出现冻胀,且由于温度引起的体积变化均在-28℃～-30℃时达到稳定;土的冻缩随着含盐量增加先呈递增趋势,后又呈递减趋势,在中间含盐量10%达到最大;除临界含水率条件下,盐渍细砂土的冻胀、冻缩均与温度呈三次多项式关系,与含水率呈线性关系。研究结果能够为盐渍土地区的工程建设提供有价值的理论依据。