冻土冻融对地下水的影响:以祁连山多年冻土区大通河谷融区为例

冻土区地下水的形成、补给、径流、排泄方式以及地球化学特征受到冻土分布及其季节性冻融过程的强烈影响。以地处祁连山多年冻土区的大通河谷融区为典型研究区,基于钻探、坑探和地球物理工作查明了区内冻土特征和分布情况;结合水文地质观测及抽水试验,分析了研究区河流融区内地下水的赋存条件,深入研究了区内冻土冻融过程影响下地下水的水文地质和水化学特征,认为冻土冻融过程决定了研究区的地质和水文地质条件,控制着地下水的补给、径流、排泄方式,特别是对地下水质有优化作用——冻土区地下水质明显优于非冻土区。冻土区地下水成因和赋存条件研究对于其开发利用有重要意义。      

青藏高原多年冻土概论

本文较系统地阐述了青藏高原多年冻土的地带性规律、冻土构造以及融区的类型和分布特征,详细论述了不同作用下形成的冻土(冰缘)地貌,并对青藏高原的冰缘期进行了初步划分与对比。     

冻土斜坡模型试验相似分析

南水北调工程、青藏铁路建设工程等一系列工程的实施,将进一步影响和加剧青藏高原多年冻土区斜坡稳定性问题,冻土区边坡开挖及斜坡稳定性是工程活动中必须解决的问题之一,冻土斜坡稳定性研究在国内尚属空白。通过相似模型试验对高原多年冻土区斜坡在自然和人类活动影响下的失稳机制和活动规律进行分析,是开展研究的重要手段。根据相似理论第一定律,对冻土斜坡模型试验进行了相似分析,应用积分类比法推导并建立了冻土斜坡模型试验的相似指标和相似判据,得出在用原状土作模型介质时,6个相似常数减少为2个相似常数,即cτ和cl。模型与原型的时间比例尺是由几何比例尺决定的,即cτ=c2l,仅有一个相似参数为自变量,另一个为因变量。据此对青藏高原多年冻土区青藏公路沿线K3035处冻土斜坡进行了相似模型设计和冻融模型试验。模型再现了K3035处7°斜坡在4个冻融循环条件下,坡体中部(水平、垂向)4#位移伸张计质点位移曲线随时间的变化特征。实验表明,斜坡土体中部在第一次冻融循环中已有滑动迹象,随着滑坎进一步后退和靠近观测基准点,必然出现一次较大的位移,直至周边土体出现滑塌为止。模型试验结果与现场观测资料相比较是令人满意的。     

青藏铁路主要冻土路基工程热稳定性及主要冻融灾害

在介绍青藏高原多年冻土退化背景及其工程影响的基础上,通过主要冻土路基现场监测和沿线调查,对青藏铁路冻土路基2002年以来的地温发展过程、热学稳定性及次生冻融灾害进行了分析。结果表明:青藏铁路自2006年通车后冻土路基整体稳定,列车运行速度达100 km/h,达到设计要求,但不同结构路基的热学稳定性不同,采取"主动冷却"方法的路基稳定性显著优于传统普通填土路基。管道通风路基、遮阳棚路基及U型块石路基冷却下伏多年冻土的效果显著,块石基底路基左右侧对称性较差,而处于强烈退化冻土区和高温冻土区的普通路基热稳定性差,需结合路基所在区域局地气候因素予以调整或补强。以热融性、冻胀性及冻融性灾害为主的次生冻融灾害对路基稳定性存在潜在危害,主要表现为路基沉陷、掩埋、侧向热侵蚀等,其中目前最为严重的病害是以路桥过渡段沉降为代表的热融性灾害。     

青藏铁路通风路堤室内模型试验研究

正在建设中的青藏铁路即将穿越 5 5 0km的多年冻土区 ,冻土问题是青藏铁路面临的首要工程问题。出于铁路建设中保护冻土的原则 ,对通风路堤这一新的、主动保护冻土的路堤结构形式进行了几何相似比为 1∶4的大型室内试验 ,试验所得的路堤土体温度场分布及土体温度的变化结果表明 ,通风路堤能够有效地降低路堤土体的温度 ,从而达到保护天然地基冻土的目的。但是 ,温度场的分布在通风路堤内并不对称 ,及沿路堤中轴线的两侧左右不对称 ,这样可能会影响到下伏冻土温度的差异 ,从而引起不均匀冻胀、沉降变形。另一方面 ,暖季较高的气温条件下 ,通风管两端的进出口需要堵塞或关闭 ,以免造成土体吸热量较多而引起较大的沉降 ,但由于青藏高原很短的融化期 ,这一影响还有待现场试验工程的验证。     

高山湖盆区特殊性工程岩土

研究了国道219线新疆接西藏段阿克赛钦湖区新生代高山湖盆的构造演化及沉积物岩相分带,利用地质调查、钻探、物探、试验等工作成果,对公路展布带及地基影响深度范围内的特殊性工程盐渍土的盐渍化类型、程度、盐胀性,冻土的类型、融沉性、盐渍化冻土进行了研究与分类。综合评价了特殊土的工程性能和对公路工程的影响程度,为改建公路的选线和路基设计提供了依据,并提出了经济合理、可行的特殊土工程整治措施。     

冻土路基微动探测方法应用探讨

以哈尔滨某高铁路基勘探为例,采用空间自相关方法提取微动信号频散特征,获取地下150 m介质的横波速度结构及分层特征.结果表明,微动方法可穿透冻土区较厚的覆盖层探测基岩面,且分层界面与钻孔资料一致.该方法施工便利、适用性强,结合钻探资料可精确刻画地下地质层位分布,减少钻探工作量,节约经济成本,具有较高的应用价值和科学意义...     

长江源区沼泽湿地退化的地质原因及发展趋势研究

青藏高原冻土沼泽湿地是中国三大沼泽湿地之一,但近年来,随着全球气候变暖和人类活动的共同影响,发育在该区的沼泽湿地由于冻土的融化而正在逐渐萎缩和消失,“中华水塔”三江源区的水平衡正在被打破。作者在分析了长江源区沼泽湿地退化的地质原因的基础上,预测了长江源区沼泽湿地在未来的发展演化趋势,提出了保护的措施和建议,以期为长江源区生态环境建设和国民经济可持续发展提供决策依据。     

多年冻土区河流溶解性有机碳输出的研究进展

多年冻土区河流中溶解性有机碳（DOC）的输出对全球碳循环有着重要贡献,是全球气候变化研究的热点。当前研究主要集中在2个方面:多年冻土区河流DOC输出的时空特征及其影响因素;多年冻土区河流DOC输出对气候变暖和冻土退化的响应。研究表明,河流中DOC的浓度、通量、化学组分等主要受流域内水的流动路径、滞留时间及路径上潜在DOC源的特征控制,而多年冻土的分布及其季节性融冻循环对上述因素有显著影响,进而控制多年冻土区河流DOC的输出规律。气候变暖可从3个方面对多年冻土区河流DOC输出产生影响:①造成多年冻土退化,使地下水的流动路径变深和滞留时间增长,导致河流的DOC输出量降低;②使多年冻土中储存的老有机碳释放,导致河流的DOC输出量增高;③改善深部土壤的通气和温度条件,促进土壤微生物活性,进而影响河流DOC的输出量和化学特征。今后,有3个方面的研究需要加强:①中、低纬度高海拔冻土区河流DOC的输出规律及其与流域水文过程的关系;②小型源头河流DOC输出的对比与控制性试验;③冻土区地下水流过程的精细刻画和潜在有机碳源的直接探测。      

电阻率测深法在探测冻土层融化深度方面的应用

我国的多年冻土主要分布在东北的大小兴安岭、西部高山及青藏高原等地,总面积约215万km^2,占全国领土面积的22．3％。在开发森林、矿山,修筑公路、铁路以及大型水利工程时,冻土现象都是经常遇到的主要病害,必须在施工前对工区冻土的分布、厚度等进行认真的调查研究,以采取有效的防治措施。     

PERMAFROST CHANGES AND ENVIRONMENTAL PROBLEMS ALONG THE QINGHAI－XIZANG HIGHWAY

ＰＥＲＭＡＦＲＯＳＴＣＨＡＮＧＥＳＡＮＤＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＰＲＯＢＬＥＭＳＡＬＯＮＧＴＨＥＱＩＮＧＨＡＩ－ＸＩＺＡＮＧＨＩＧＨＷＡＹ￥ＷａｎｇＳｈａｏｌｉｎｇ（王绍令）（ＬａｎｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｌａｃｉｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｃｒ...     

南水北调西线叶青—勒那曲引水线工程地质条件分段评价

叶青—勒那曲引水线路根据地质构造、地貌特征、物理地质现象,共划分六个区段。德曲段:山脊寒冻风化碎石坡型,山坡融冻泥流及顺河断层发育;解吾曲下段:冻土沼泽发育,南北构造活动较强烈,区域稳定性及边坡稳定性较差;解吾曲上游段;山区和丘陵区断裂发育,在喜山末期有强烈的活动,滑坡、冰丘等不良地质现象极为发育;玛尕曲—洛曲南段:厚层地下冰发育,近期活动断裂明显;洛曲南岸—多曲东岸段:缓坡区有厚层地下冰,多年冻土布满全段;多曲东岸—万龙湾尕玛下游段:近代断裂活动明显,区域稳定性较差。     

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硇洲岛底栖海藻的初步研究

调查了硇洲岛底栖海藻的种类组成、垂直分布特点和区系性质。硇洲岛的海藻计有４３属６７种，其中包括４０种经济海藻。马尾藻属等在潮下带构成环岛的海底林带。其区系性质属亚热带。并对合理开发利用和保护现有的海藻资源，开展经济海藻的人工养殖提出了建议。     

泛北极多年冻土及重大线性工程稳定性状况

泛北极是中国"一带一路"倡议的主要合作示范区域,已有的重大线性工程及新的基础设施建设均面临着与多年冻土相关的冻融灾害及工程病害问题.在全球气候变暖及人类活动增强的背景下,泛北极多年冻土主要呈现地温升高、活动层厚度增加趋势,且低温多年冻土地温升高更加明显,20世纪70年代以来年平均地温(MAGT)升温最高可达3℃;自北向...     

冷岛效应的分析解

本文将冷岛视为一个负的扰动加热源,即冷源,用小扰动方法求出了冷岛效应的分析解,给出了解例,并与热岛效应的结果作了对比分析。     

豫西中新生代地球动力学探讨

以隆断区和断陷盆地地壳厚度的显著差异,隆断区与盆地分界的深大断裂（边缘断裂,与地幔斜坡对应）,隆断区和盆地的岩浆作用及现代地热活动,盆地沉降历史四个地质特征为依据,作者认为本区盆岭构造形成的动力学机制是：中新生代上地幔起伏和下地壳不均匀岩浆熔融并由此产生的岩浆作用和热能、重力地质作用等引起的物质膨胀和岩浆侧向上侵入、岩浆冷凝和体积收缩导致同沉积断层运动,形成本区盆岭构造。     

加卸载响应比理论中的海潮校正

给出了一种计算海潮负荷在地球内任一点产生的应力场的方法，并由此对加卸载响应比进行了海潮负荷改正。结果表明，在近海地区或海域，海潮负荷对加卸载响应比有影响，离海潮负荷区越近，影响越大；而在离海潮负荷区较远的地区，可以忽略海潮的影响     

城市热岛效应的分析

本文从大气热力——动力学方程组出发,分析了城市加热作用和摩察作用引起的热岛环流特征,讨论了环流的强度和温度空间分布与背景大气稳定度和平均风速的关系。本文的结果可以解释城市白天的某些气象现象。     

Study on preventing frost heave methods for highway foundation in seasonal frozen area

In order to resolve the frost-heave problem of highway foundation, firstly, the author discussed the law to frost heave of highway roadbed and gave an analysis on its influencing factors, such as soil, water and temperature. Meanwhile, sand clay and silt are given a classification according to frost heave ratio. Secondly, the roadbed frozen damage shows to frost heave and froze boiling based on the frost heave law and its influencing factors. In addition, taking some highway as an example and some principle suggestion was given through the theory on providing frostbite methods for highway foundation frost heave in seasonal frozen area. Specially, an effective method, STYROFOAM extruded polystyrene foam was introduced.