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   总被引：1，自引：1，他引：0  

杜宜臻  李韧  吴通华  谢昌卫  肖瑶  胡国杰  柏睿  史健宗  乔永平 《冰川冻土》2018,40(2):314-321

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。  相似文献   

寒区桩基热稳定性研究进展   总被引：1，自引：1，他引：0  

陈辉  张泽  冯文杰  史向阳  明姣  杜玉霞 《冰川冻土》2018,40(2):362-369

桩基础锚固长度大、埋置深,对地温场的扰动小、回冻快,在青藏高原多年冻土区被广泛使用。寒区桩基热稳定性研究是一个交叉面广、综合性较强的问题,它涉及到传热学、冻土学、桩基础的设计、桩-土相互作用等多方面的内容。在大量文献基础上,从现场试验、模型试验、理论计算等角度,对寒区桩基热稳定研究现状进行了总结和分析,文献研究表明：土体回冻过程受众多因素影响,而影响程度最大的是混凝土浇筑时的水化热释放;在全球变暖的情形下,未来50年青藏高原冻土退化严重,对桩基热稳定性构成威胁,需要采取相应的保护措施。  相似文献   

高海拔多年冻土区露采矿山边坡水冰环境特征分析     

王晓东  徐拴海  张卫东  武搏强  许刚刚  张宏刚 《煤田地质与勘探》2018,46(2):97-104

为了掌握高海拔多年冻土区露天煤矿边坡形成后的水分变化规律,明晰其对边坡稳定性的影响特征,依托青海木里聚乎更矿区露天煤矿矿坑开挖过程,运用调查和监测的方法分析了采场边坡的水冰环境。调查分析结果表明,矿区内分布着连续的厚度不等的多年冻土（岩）层,矿坑开挖切割不同岩性的冻结地层而形成多种类型的边坡,由于边坡地层岩性和结构的差异而使岩体含冰特征体现出较大不同。原始冻结岩土体因开挖形成边坡而使其温度与水分环境发生了显著变化,边坡表面地层由温度和水分稳定态转化为温度与水分敏感态,即逐渐由多年冻土（岩）层转化为季节冻土（岩）层,在水分和温度的双重因素作用下,边坡岩体的水冰环境在不断地发生着复杂的变化。通过地层温度和水冰环境的调查与分类概化,可为研究岩体的真实冻融劣化规律及边坡稳定性演化规律提供科学基础。   相似文献   

疏勒河源冻土区高寒草甸土壤碳氮含量特征     

贾映兰  吴明辉  魏培洁  赵建中  高雅月  陈生云 《中国沙漠》2022,42(4):219-228

土壤碳氮是高寒植被响应多年冻土区生态环境变化的重要营养和能源物质,但对其调查仍以生长季的单次采样为主,缺乏对其他季节的研究,这对于准确把握多年冻土区土壤碳氮含量及储量评估存在明显局限性。为此,本研究以青藏高原东北缘祁连山西段疏勒河源多年冻土区高寒草甸为对象,对0—50 cm土层土壤有机碳（Soil Organic Carbon, SOC）、全氮（Total Nitrogen, TN）含量及其比值（C/N）的剖面分布和季节变化及其影响因素进行分析。结果表明：（1）SOC、TN剖面分布规律一致,0—10 cm土层均显著高于10—50 cm各层（P<0.05）,0—50 cm深度仅秋季逐渐下降,而春夏冬季0—30 cm递减。（2）SOC、TN含量存在季节变化,SOC表现为夏季>冬季>春季>秋季,TN表现为春秋冬季含量一致,夏季略低。（3）C/N季节变化显著,夏季显著最高,秋季显著最低（P<0.05）。（4）土壤含水量和生物量是影响SOC、TN及C/N剖面分布和季节变化的关键因素。（5）夏季土壤碳氮密度均高于全年平均。可见,仅单一节点（生长季为主）调查以表征全年土壤碳氮储量存在高估趋势。  相似文献   

公路通过多年冻土区的防护治理     

秦嗣敏 《黑龙江国土资源》2014,(8):46-46

1998年～2005年笔者先后负责了黑河-北安、伊春-嘉荫公路和嫩江～金水地方铁路等的多年冻土勘察工作,2008年～2011年在黑龙江省公路三年决战期间又对通过多年冻土区的北安-黑河、前锋农场-嫩江、绥化-伊春、漠河-北极村高速公路和连蛊-呼中公路等建设项目进行了地质灾害危险性评估和勘察,并参与了设计,对公路通过多年冻土区冻土的分布规律、类型特征以及对公路的影响、设计方案、运行效果掌握了第一手资料,总结如下。  相似文献   

Problems and countermeasures in construction of transmission line projects in permafrost regions     

GuoShang Wang  QiHao Yu  YanHui You  Ze Zhang  Lei Guo  ShiJun Wang  Yong Yu 《寒旱区科学》2014,6(5):0432-0439

Construction of power transmission lines is becoming an important part of permafrost engineering in China.This paper reviews the construction status and problems of transmission lines in different countries,as well as corresponding solutions that would be of practical significance for sustainable engineering practices.Russia has the longest history of transmission line construction in permafrost areas,with transmission lines（mainly 220 kV and 500 kV） spanning approximately 100,000 km.However,all countries suffer from permafrost-related tower foundation stability problems caused by freezing-thawing hazards such as frost heave and thaw settlement,frost lifting,and harmful cryogenic phenomena.As point-line transmission line constructions,the lines,poles and towers should be reasonably selected and installed with a comprehensive consideration of frozen soil characteristics to effectively reduce the occurrence of freezing-thawing disasters.Reinforced concrete pile foundations are widely used in the permafrost regions,and construction in winter is also a universal practice.Moreover,facilitating engineering measures like thermosyphons are an effective way to reduce freezing-thawing hazards and to maintain the stability of tower foundations.  相似文献   

Case studies: Frozen ground design and construction in Kotzebue, Alaska     

Daniel Nichols 《寒旱区科学》2014,6(4):0361-0371

Alaska has many construction design challenges due to permafrost. Due to either climate changes or human activities and development, permafrost often becomes unstable. Unstable soils can cause thaw settlement, frost jacking, or heaving. These can cause damage to infrastructure, increase maintenance costs, and decrease the life of construction projects. Kotzebue, Alaska, a remote village in the northwest arctic part of Alaska, is ideal for observing such permafrost effects on infrastructure. Three case studies of Kotzebue construction projects are reviewed here： the Front Loop Water Main Extension, which shows the importance of both passive and active freeze thaw protection for water service pipes and how to minimize differential movement between pipes and buildings; the Wastewater Lift Station Replacement, which describes methods for reducing thaw settlement in buildings over time when it is not feasible to prevent thaw settlement, and compares the benefits of frozen ground excavation over traditional excavation practices; and the Ted Stevens Way Rehabilitation, which discusses the effectiveness of 2001 best design practices for gravel road construction over tundra and permafrost, identifies their design and construction failures, and proposes future solutions.  相似文献   

探地雷达在多年冻土工程地质勘察中的应用效果研究          下载免费PDF全文

武小鹏  魏永梁  张军平 《地震工程学报》2013,35(2):240-245

由于融土和冻土之间存在明显的电性差异,使探地雷达成为研究多年冻土的有效手段之一.本文结合工程实例,对探地雷达在青藏高原多年冻土工程地质勘察中的应用效果进行了现场试验研究.分析了探地雷达探测多年冻土的物理前提条件,总结了多年冻土主要地质要素的雷达图像特征和探地雷达在多年冻土工程地质勘察中的实际应用效果.研究表明融土与冻土的雷达图像特征存在明显差异:融土雷达反射波为低频强宽振幅的稀疏波,波形较杂乱;冻土反射波为高频低振幅细密波,波形较为规则;探地雷达可较为准确地划分地层、识别多年冻土上限、确定多年冻土分布范围,但尚不能有效确定多年冻土的含冰量;另外,探地雷达对细颗粒土的探测效果要明显好于粗颗粒土.文章还指出了现场探测和图像解译分析中需要注意的事项和下一步需要研究解决的问题,建议在开展现场探测工作之前先在有钻探资料或天然地质剖面处进行对比试验,搞清测区内主要地层的物性参数,掌握有效波和干扰波的分布规律,从而提高雷达探测结果的准确性和可靠性.  相似文献   

不同升温模式下冻土地区装配式基础热稳定性研究          下载免费PDF全文

陈赵育  李国玉  穆彦虎  俞祁浩  毛云程 《地震工程学报》2013,35(4):877-884

以IPCC SRES A2、A1B、B1三种气候变化模式为基础,利用数值方法研究了青藏直流联网工程冻土区装配式基础的冻融过程以及活动层、融化深度、地温的变化规律.结果表明：工程扰动和气候变暖改变了冻土的热状态,促进了冻土退化,均为影响基础长期稳定性的重要因素,其中混凝土桩基的强化导热作用加剧了冻融过程,气候升温导致活动层厚度增加,土层温度升高;随着深度的增加,冻土响应减弱,冻土温度变化幅度越小;在三种升温模式下50年后融化深度分别达到3.12m、5.07m和6.02m,而同期天然场地活动层厚度为2.07m、4.37 m、5.62 m,说明冻土对不同升温模式的响应程度不同,且中心冻土在气候变暖和工程扰动双重影响下退化更快;从第10年到第50年,这三种模式下桩基中心融化速率分别为1.5 cm·α-1,6.2 cm·α-1,8.6 cm·α-1,即随着升温速率的增加,土层融化深度增加,冻土退化速度加快;低升温率时冻土变化主要受工程作用,而在较高升温模式下冻土退化则主要受气候变暖的影响.  相似文献   

基于综合调查的西昆仑山典型区多年冻土分布研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

李昆  陈继  赵林  张秀敏  庞强强  方红兵  刘广岳 《冰川冻土》2012,34(2):447-454

西昆仑山位于青藏高原西北部,地势起伏大,气候干旱严寒.为了解其多年冻土分布状况,以219国道大红柳滩到奇台达坂之间的沿线区域作为西昆仑山典型区,以野外冻土钻探、坑探、物探为主要调查手段,综合分析该区域多年冻土分布的下界.对现场调查数据的初步分析表明,该区域多年冻土阳坡下界在海拔4 800m,阴坡下界在海拔4 650m,东西坡下界在海拔4 700m.依据上述冻土下界的分布规律,以数字高程模型为基础,通过ArcGIS软件建立了西昆仑山典型区的多年冻土分布模型,实现了对研究区域多年冻土分布的模拟.对该区域的研究结果表明:典型区内多年冻土的分布面积为3 136.3km2,占区域总面积的89.4%.结果与青藏高原冻土图在该区域的截图相比,多年冻土的面积略有增加.对比分析模拟图和截图后发现,基于实际调查的多年冻土模拟分布图更准确的描述了河谷的融区,而截图的多年冻土分布界限较为粗糙,缩小了喀喇喀什河支沟融区,人为放大了219国道大红柳滩到奇台达坂之间的宽谷融区.  相似文献