青藏高原热融湖塘的水热过程及其对下伏多年冻土的热影响     

胡晓莹  盛煜  吴吉春  李静  曹伟 《湖泊科学》2018,30(3):825-835

以青藏高原查拉坪地区一处热融湖塘(40 m×50 m,最大深度为1 m)为研究对象,由实测数据对比分析了热融湖塘与天然地表相同深度的温度变化特征.结果表明:与天然地表相比,热融湖塘融化时间长,冻结时间短,且存在接近4℃的水温变化;受太阳辐射及热对流的影响,垂向水温梯度仅在水表从4℃降温及冻结阶段较大,其余时段接近0;湖底年均温度比相同深度的天然地表高约6.4℃,湖底下部存在约14 m深随时间发展的融区,土体吸热增大,放热减小;热融湖塘2.5~3.0 m土体的年内热交换为19592.0 k J/m2,约是天然地表的230倍,其中吸热量及放热量分别为后者的1.4倍及8.7%.湖塘下部的融化夹层是深层冻土的主要热源,湖塘对下部土体放热的抑制作用是湖塘对土体产生热影响的主要原因.  相似文献   

祁连山区多年冻土空间分布模拟   总被引：1，自引：1，他引：0  

彭晨阳  盛煜  吴吉春  曹伟  何彬彬 《冰川冻土》2021,43(1):158-169

祁连山区位于青藏高原东北边缘,是亚洲水塔重要的组成部分,多年冻土的变化对生态系统和水资源平衡有着重要影响。基于青藏高原第二次综合科学考察、道路勘察钻孔点以及前人所获得的多年冻土下界资料,回归得出祁连山区多年冻土下界统计模型,借助ArcGIS平台在DEM数据的支持下,模拟出祁连山区多年冻土空间分布图。结果表明：祁连山区多年冻土分布的下界具有良好的地带性规律,表现为随经纬度增加而降低的规律;祁连山区多年冻土在空间分布上呈现出以哈拉湖为中心向四周扩散的分布格局;祁连山区总面积约为16.90×10⁴ km²,其中多年冻土面积约为8.03×10⁴ km²,占总面积约47.51%。多年冻土区与季节冻土区之间存在着有不连续多年冻土分布的过渡区,过渡区面积约1.43×10⁴ km²,占总面积约8.46%。  相似文献   

高寒冻土区生物结皮对土壤理化属性的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

明姣  盛煜  金会军  张泽  杜玉霞 《冰川冻土》2021,43(2):601-609

生物结皮是高寒地区地被层的重要组分之一。其作为地表特殊的结构层,能够改变地表结构及土壤理化属性,从而影响冻土环境。迄今为止,关于青藏高原高寒生态系统中生物结皮对土壤理化属性的影响尚不清楚。以青藏高原高寒冻土区生物结皮为研究对象,初步研究了生物结皮的特征及其对土壤理化属性的影响。结果表明：生物结皮在高寒草甸退化过程中广泛发育,主要以藻结皮为主,其盖度可达37.3%~51.7%,结皮层平均厚度为12.6 mm。由于生物结皮的发育,高寒地区5~20 cm土层粉粒含量有所增加,但差异不显著,而结皮层土壤田间持水量相比于裸地表层（2 cm）增加了10%~40%,结皮层容重较裸地降低了30%;两种类型藻结皮均显著增加了结皮层及其下0~20 cm土层土壤有机质,而深色藻结皮增加了结皮层及其下0~20 cm土层土壤全氮含量,浅色藻结皮仅增加了结皮层土壤全氮含量,对其下0~20 cm土层土壤全氮含量没有显著影响;生物结皮对土壤pH没有显著影响;生物结皮是高寒生态系统植被退化过程中的关键环节。研究结果为揭示生物结皮在高寒生态系统中发挥重要生态功能提供依据。  相似文献   

青藏高原发现大型冻胀丘群   总被引：4，自引：2，他引：2  

吴吉春  盛煜  曹元兵  李静  冯子亮  王新斌 《冰川冻土》2015,37(5):1217-1228

在青藏高原黄河源地区多格茸盆地内发现大型冻胀丘群,这些冻胀丘外观多呈穹窿状,有些呈脊状、新月状.盆地内的冻胀丘隆起高度多在3~6 m,最高不超过10 m,水平扩展范围数十米到上百米,最大超过300 m.冻胀丘在盆地内密集分布,众多小型湖塘嵌于其中,分布密度估计5~8个·km-2,局部区域内可达10个·km-2以上.从外观看,多数冻胀丘形态较完整,但有的已经部分塌陷,有的几乎完全塌陷,不同塌陷阶段的冻胀丘在盆地内均有发现.冻胀丘顶部钻孔岩芯揭示高含冰地层从丘顶以下5 m左右一直延续到20多米,局部发育厚层地下纯冰层,厚度可达2 m以上.根据外观形态、地下冰类型判断,这些多年生的冻胀丘属冰土丘(lithalsa),和常见的冰核丘(pingo)有所区别.初步判断,这些冻胀丘形成于全新世大暖期以后的新冰期时期.多格茸盆地冻胀丘群的发现对现行的工程建设及工程建筑物的运营安全、区域古环境、流域水文等方面的研究都具有重要意义.  相似文献   

我国北疆地区1961—2017年冻融指数的变化趋势     

何彬彬  盛煜  黄龙  黄旭斌  张玺彦 《冰川冻土》2019,41(5):1107-1114

利用我国北疆地区49个主要气象站1961-2017年的逐日平均气温观测值计算了年冻融指数，并分析其变化趋势及分布特征。结果表明：北疆地区冻结指数出现明显的下降趋势，下降速率为51.6℃·d·（10a）^-1。冻结指数的范围在509~2 304.9℃·d之间，平均值为1 240℃·d。北疆地区融化指数出现明显上升趋势，上升速率为73.9℃·d·（10a）^-1。融化指数的范围在526.4~4 531.1℃·d之间，平均值为3 516℃·d。冻结指数表现出在经纬度和海拔较低的准噶尔盆地和伊宁地区较小，在海拔高的高山地区如阿尔泰山和天山山脉较大；融化指数与之相反。北疆地区冻结指数受经纬度及海拔的综合影响，融化指数则主要受海拔影响；年平均气温和冻融指数有非常强的线性关系。  相似文献   

冻土区管土相互作用研究综述   总被引：2，自引：1，他引：1  

黄龙  盛煜  胡晓莹  王生廷 《冰川冻土》2017,39(1):112-122

管道是长距离输送天然气或石油的最经济有效的工具之一,当管道穿越冻土区时,将面临土体冻胀融沉作用引起的管道弯曲变形和破坏,管土之间的相互作用为冻土区管道设计和运营的重要考虑因素。简述目前世界上主要的穿越冻土区管道工程(罗曼井管道、俄罗斯远东地区管道、美国阿拉斯加管道及中国寒区管道网)的设计理论发展,归纳总结了管土相互作用室内外相关试验、数值模拟分析理论和方法等方面的研究成果和发展现状,并针对冻土区管土相互作用的研究提出进一步的研究展望。  相似文献   

基于地貌分类的黄河源区多年冻土层地下冰储量估算          下载免费PDF全文

王生廷  盛煜  曹伟  李静  马帅  胡晓莹 《水科学进展》2017,28(6):801-810

地下冰作为多年冻土区别于其他土体的显著特征，对寒区水文、生态环境和工程建设等都有深刻影响。为准确估算多年冻土层地下冰储量，基于黄河源区地貌及其成因类型，结合岩性组成、含水率等105个钻孔的野外实测数据，估算了黄河源区多年冻土层3.0~10.0 m深度范围内地下冰储量，并讨论了浅层地下冰的空间分布特征。研究结果表明:黄河源区多年冻土层3.0~10.0 m深度范围内地下冰总储量为（49.62±17.95） km3，平均单位体积含冰量为（0.293±0.107） m3/m3；在水平方向上，湖积湖沼平原、冰缘作用丘陵等地貌单元含冰量较高，而侵蚀剥蚀台地、冲洪积平原等地貌单元含冰量较低；在垂向上，多年冻土上限附近含冰量较高，并随深度呈减小的趋势。  相似文献   

考虑结构性的冻融作用对黄土湿陷系数的影响     

丑亚玲  郏书胜  张庆海  曹伟  盛煜 《岩土力学》2018,(8)

结构性是黄土的基本属性,黄土的湿陷特性与其结构性之间有着必然的联系。针对冻融作用对不同结构性黄土湿陷性的影响,以水泥作为模拟土颗粒间的联结材料制备了人工结构性土,开展了不同水泥含量的人工结构性土与相应的原状土、重塑土的湿陷试验,分析了结构性、冻融作用、初始含水率、湿重度及荷载大小对湿陷系数的影响规律。试验结果表明:冻融前后,人工结构性黄土的湿陷系数均比原状土、重塑土的湿陷系数小,且随着水泥含量的增加,湿陷系数有所减小;冻融之后,各土样的湿陷系数几乎均有所增加,但增加的程度和土样初始结构、含水率、干密度(压实系数)及竖向荷载关系密切,尤其当含水率接近最优含水率和土样为重塑土或水泥含量较低的人工结构性土时,冻融后湿陷系数增大幅度显著。在标准荷载200 k Pa下,冻融前后原状土、重塑土的湿陷系数与其湿重度之间基本呈较好的线性负相关关系,而人工结构性黄土湿陷系数与湿重度之间并不呈线性关系;竖向荷载为50 k Pa时,重塑黄土和5%水泥含量黄土的湿陷系数与冻融次数之间存在着较好的对数关系。以水泥作为土颗粒间联结材料,制备的人工结构性土是否能很好地代替原状土反映结构性黄土的湿陷特性,还需更进一步深入研究。  相似文献   

保温法在青藏铁路路基工程中应用的适用性评价   总被引：1，自引：1，他引：0  

温智  盛煜  马巍  吴基春 《冰川冻土》2005,27(5):694-700

保护冻土原则是多年冻土区路基设计的首要选择.运用带相变瞬态温度场的有限元数值解法,模拟分析了铺设聚苯乙烯(EPS)板后铁路路基下多年冻土最大融化深度在随后50 a内随时间的变化,提出了保温板铺设的适宜位置和合理厚度.总结分析了保温路基中保温板的合理宽度和保温路基合理的施工时间,基于年平均气温给出了多年冻土区铁路路基工程中保温法的适用范围,并对多年冻土年平均地温对保温处理措施适用范围的影响进行了分析.  相似文献   

青藏高原多年冻土退化过程及方式   总被引：1，自引：0，他引：1  

吴吉春  盛煜  吴青柏  温智 《中国科学D辑》2009,(11):1570-1578

气候变暖势必引起多年冻土的退化,基于数值模拟结果，将多年冻土退化过程按地温的深度剖面曲线形态划分为初始阶段、升温阶段、0梯度阶段、不衔接阶段和消失阶段．青藏高原多年冻土多是晚更新世残留，而全新世期间总体上是一个退化过程．根据青藏高原几个典型地区多年冻土深孔测温数据，判断目前高原多年冻土在其退化历史中所处的地位：高山地区处于升温阶段；中低山地区处于升温阶段末期；高平原和河谷盆地的多年冻土处于0梯度阶段；连续多年冻土下界附近及岛状冻土地区，正处于由0梯度向不衔接阶段过渡，多年冻结层边缘在萎缩，处于消失阶段．多年冻结层消融（消失）存在自下而上和自上而下两种方向．在升温阶段，多年冻土层中的热通量小于来自下伏地层中的地热通量时，部分地热流用于多年冻土底板相变耗热，发生自下而上的消融，随着多年冻土层中的地温梯度减小，用于底板消融的热量增加，直到地温曲线完全达到0梯度时，所有的地热流都用于多年冻土层融化潜热消耗，但其上部同时存在“热补偿”和“季节补偿”作用可以延缓多年冻土的消失；对于低温厚层多年冻土，当地面温度升高至可以抵消热补偿效应时，活动层中出现热积累，厚度增加，直至出现不衔接现象，同时存在“季节反补偿”作用，加剧了这一过程．  相似文献