2002年, 第24卷, 第2期　刊出日期：2002-04-25

  

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冰冻圈与全球变化
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  冻融作用对系统与环境间能量交换的影响

  李述训, 南卓铜, 赵林

  冰川冻土. 2002, 24(2): 109-115. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0019

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  通过求解古典Neumann问题,研究土壤在冻结和融化过程的热交换特征,从理论上分析了冻融作用对系统与环境间能量交换的影响.以草炭亚粘土和亚粘土为例,计算了广泛环境条件下的冻融作用对系统温度变化和与环境间热交换的影响.结果表明,冻融作用使相应过程表层温度梯度加大,热交换强度增强.
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  融化-再凝结法对冰芯气泡中甲烷的提取分析

  徐柏青, 姚檀栋, Chappellaz J

  冰川冻土. 2002, 24(2): 116-120. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0020

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  用融化 -再凝结方法对达索普冰芯气泡中的CH₄ 进行了提取分析.大约 80g的冰芯样品在真空容器中融化,通过特殊方式,使融水自容器底部向上结冰,并经气相色谱仪对释放出气体中的CH₄含量进行测试.空白测试结果表明,该方法仅产生 15± 4nmol·mol^-1的污染;对每个样品 3次重复测试结果的标准偏差上限为± 25nmol·mol^-1.中国和法国的对比实验结果具有相当好的重现性
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  太阳辐射对青藏铁路路基表面热状况的影响

  胡泽勇, 钱泽雨, 程国栋, 王介民

  冰川冻土. 2002, 24(2): 121-128. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0021

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  在不考虑大气影响的情况下,铁路路基和左右边坡接受到的太阳辐射日总量随铁路走向和季节的不同,而有很大的差异.利用实测资料,计算了青藏铁路梯形路基不同表面吸收的太阳辐射能的差异,分析研究了青藏铁路路基及左右边坡表面的热状况及其与地面吸收的太阳辐射能的关系,提出了一些有关高原铁路建设方面值得注意的问题.利用地面吸收的太阳辐射能反演了青藏铁路路基和边坡表面温度,并进行了验证,从而得出了一个计算路基和边坡表面温度的简单参数化方法.
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  工程活动下多年冻土热稳定性评价模型

  吴青柏, 朱元林, 刘永智

  冰川冻土. 2002, 24(2): 129-133. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0022

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  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 (Q_t),与夏半年土体吸收的热量 (Q₊)的比值来描述冻土热稳定性 (S_T=Q_t/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
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  环境模拟和GIS集成的初步研究

  李硕, 曾志远, 张运生

  冰川冻土. 2002, 24(2): 134-141. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0023

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  GIS与环境模拟在技术、研究内容、方法上的进一步集成,具有广泛的应用前景.以开展的流域土壤和水资源研究模型的集成和系统化及其应用项目的实际工作,说明了环境模拟和GIS技术集成的必然性;从GIS技术的发展,环境模拟模型的改进与完善,数据的初始化与管理等方面系统地论述了环境模拟模型和GIS集成的必要性.通过现有集成模式的分析,对二者集成的概念框架以及不同的集成方式进行了概念性的描述,结合研究项目给出了集成示例.
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  基于年平均地温的青藏高原冻土分布制图及应用

  南卓铜, 李述训, 刘永智

  冰川冻土. 2002, 24(2): 142-148. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0024

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  年平均地温是指多年冻土年较差为零的深度处的地温,是冻土分带划分的主要指标之一.利用青藏公路沿线钻孔实测年平均地温数据,进行回归统计分析,获取年平均地温与纬度、高程的关系,并基于该结果,结合TOPO30高程数据模拟得到整个青藏高原范围上的年平均地温分布.以年平均地温0.5℃作为多年冻土与季节冻土的界限,对比分析模拟图与青藏高原冻土图,除个别区域有较明显的差异,模拟结果图较好地体现了青藏高原冻土的分布情况.利用模拟结果,根据青藏高原多年冻土分带指标及寒区工程多年冻土区划指标,对青藏高原多年冻土分布进行了分带划分,并统计各分带面积;根据简化的冻土厚度计算公式,计算了青藏高原多年冻土的厚度分布.最后,利用数值预测方法的结果,在气候年增温0.04℃的背景下,对高原未来冻土分布进行了预测.
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  两种不同试验模式下人工冻结土强度与变形的对比分析

  马巍, 常小晓

  冰川冻土. 2002, 24(2): 149-154. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0025

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  两种试验模式下的冻土应力-应变曲线均呈双曲线型,但其变形过程明显不同,FC模式 (传统冻土力学试验模式)下的屈服强度明显小于K₀DCF模式 (深土冻土力学试验模式)下的.FC模式下,加载应力路径下的破坏变形明显大于K₀DCF模式下的,而减载应力路径下的破坏变形小于K₀DCF模式下的.在试验围压范围内,两种试验模式下的莫尔包络线均满足莫尔 -库仑准则,且无论是加载还是减载应力状态,K₀DCF模式下的剪切强度总是大于FC模式下的,且随着σ的增大,K₀DCF模式下加载与减载下剪切强度的差值比FC模式下τ的差值小.通过一定的对应关系可将两种模式下的强度与变形联系起来.
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  冻结管对人工冻结构件加筋作用的试验研究及数值模拟

  夏慧民, 牛富俊

  冰川冻土. 2002, 24(2): 155-159. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0026

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  为研究冻结管对人工冻结构件的加筋作用,通过淤泥质粘土人工冻结梁构件三点弯试验,获得了各级载荷下构件的位移值,并运用MARC软件中的加筋单元进行了对应的有限元计算.根据对冻土梁加筋与否,构件特定力学响应的比较分析,揭示了考虑土层冻结构件中冻结管的加筋作用对于增加冻结构件强度,减小变形量及对提高人工冻结支护工程经济效益的重要作用.同时,通过物理试验和数值模拟试验的对比,验证了应用MARC软件进行类似计算的可靠性.
简讯
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  流域水资源的开发与管理

  沈永平

  冰川冻土. 2002, 24(2): 159-159. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0027

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  水将成为 21世纪的一个重大问题.水不仅是生命存在之必需,是经济发展的基石和经济增长的制约因素,而且是一种时空分布上很不均衡的有限资源.水的短缺已经给一些地区造成了饥饿、疾病和贫困.因此,为了避免因水诱发的地区冲突,保持和平并促进人类生存条件的可持续发展,根据水资源自身的特点以流域为单位进行水资源开发尤为重要.
冰冻圈与全球变化
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  恢复额济纳旗生态系统的总经济价值——条件估值非参数估计方法的应用

  徐中民, 张志强, 苏志勇, 程国栋

  冰川冻土. 2002, 24(2): 160-167. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0028

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  条件估值方法是当前国际上流行的衡量环境物品非利用经济价值的方法,通过调查居民针对不同环境状况变化的支付意愿,从而定量确定环境状况变化带来的经济效益和损失.针对黑河流域额济纳旗生态系统恶化的现状,以投标支付卡的方法设计了700份调查问卷,调查了黑河流域居民恢复额济纳旗生态系统的支付意愿,并采用非参数分析方法对结果进行分析.结果表明,用20a的时间将额济纳旗的生态系统恢复到20世纪80年代初的水平,黑河流域总共有92.3%的居民家庭存在支付意愿,有支付意愿家庭的平均支付意愿为每年每户43.39元,同时采用列联表检验的方法辨明了被调查者的年龄、学历、收入、户籍和居住的地理区域等因素对支付意愿的影响.最后在综合不同区域居民支付意愿差异的基础上,采用当前的市场利率将计算结果在时空尺度上加总,得到恢复黑河下游额济纳生态系统的总经济价值的现值为2.94×10⁸元.
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  模拟人工冻结凿井状态下冻土强度特性研究

  王大雁, 马巍, 常小晓, 朱元林

  冰川冻土. 2002, 24(2): 168-172. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0029

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  通过模拟人工冻结凿井中冻土冻结、受力的实际过程,对已冻结试样进行不同温度、不同初始围压状态下的减载试验研究.结果表明:温度和土层深度是影响深部冻土破坏强度和破坏应变的主要因素,当温度不变时,破坏强度和破坏应变随初始围压呈线性关系变化.破坏强度受温度的影响取决于初始围压,在低初始围压状态下,冻土的破坏强度受温度变化影响不明显,但随着初始围压增大即土层深度加深,破坏强度受温度的影响也逐渐明显.破坏应变随温度的降低而逐渐减小,且呈双曲线形变化,但当温度低于 - 7℃时,在不同初始围压下其破坏应变基本不随温度的变化而变化
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  北极楚科奇海海冰特征研究——以1999年夏季为例

  康建成, 孙波, 孙俊英, 孟广琳, GOTO-AZUMA Kumiko, 张小伟

  冰川冻土. 2002, 24(2): 173-180. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0030

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  对北冰洋楚科奇海海冰分布、厚度、气/冰/海界面温度场观测,钻取海冰冰芯,观测冰结构的变化,发现 3种海冰组合结构:1)表面融化型;2)表面和底部融化型;3)整体融化型.海冰结构形成的热力学过程为:在气/冰界面上,海冰上表面吸收辐射能使冰体升温,出现表面融化;在冰/海水界面上,海冰盘与开阔水域的相间分布、相对运动,将周围温度较高的水体输送到海冰的底部,加热、融化海冰底部;冰体升温,冰晶间盐水膜首先融化,分离冰晶,破坏海冰整体结构.冰的相变吸热,使其温度维持在融点,这些过程均衡了夏季北冰洋的温度变化
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  双排管冻结下冻结壁温度场形成特征的数值分析

  汪仁和, 曹荣斌

  冰川冻土. 2002, 24(2): 181-185. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0031

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  冻结时间、冻结壁厚度和冻结壁温度场的性状是冻结法施工的关键参数,以工程实例为背景,考虑了水的导热系数λ和比热c的相态变化以及冻结管吸热参数随温差而变化等因素,利用ANSYS大型有限元计算程序,对单、双排管冻结下冻结壁的形成及其变化特征进行详细的计算分析,得出了双排管冻结下冻结时间缩短、冻结效率提高、冻结壁平均温度下降等特性.最后,探讨了双排管冻结下冻结壁平均温度的简化计算方法
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  乌鲁木齐河源区水体和大气气溶胶化学成分研究

  孙俊英, 秦大河, 任贾文, 李忠勤, 侯书贵

  冰川冻土. 2002, 24(2): 186-191. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0032

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  对天山乌鲁木齐河源区采集的大气气溶胶、大气降水、积雪和径流样品中的主要离子 (Cl^-,NO₃^-,SO₄^2-,Ca²⁺,Mg²⁺,Na⁺,K⁺,NH₄⁺,其中降水中未测定NH₄⁺)的测定结果进行分析和讨论.结果表明,所测阳离子当量浓度总和为所测阴离子当量浓度总和的 2～8倍,认为缺失阴离子主要为HCO₃^-,因此,HCO₃^-,Ca²⁺ 是各种水体及气溶胶的主导阴、阳离子.在采样时段各种水体中的离子浓度顺序为乌鲁木齐河源 1号冰川径流 >总控径流 >空冰斗径流 >降水 >积雪,积雪和降水样品的pH值接近中性,径流样品明显偏碱性.通过比较不同水体中的离子浓度,了解到干、湿沉积、积雪淋溶对不同水体中离子浓度的改变及影响
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  立井冻土爆破的理论与实践

  宗琦, 马芹永, 王从平

  冰川冻土. 2002, 24(2): 192-197. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0033

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  结合冻土爆破破坏特征,从理论上分析探讨了立井冻土掘进掏槽爆破和光面爆破机理及参数设计,再在实验室中进行模型试验研究,然后将试验结果应用于工程实践去验证和完善.结果表明:立井冻土掘进爆破以浅眼多循环为宜,眼深L_b=1.2～1.4m;直眼掏槽、周边光爆,较为合理的掏槽参数为:槽眼布置圈径D=1.0～1.2m,眼距a=500～700mm,单位耗药量q=2.2～2.8kg·m^-3;较为合理的光爆参数为:周边眼距E=500～600mm,光爆层厚度W=500～700mm,炮眼密集系数m=0.8～1.2,炮眼装药集中度qL=120～160g·m^-1,空气垫层或空气间隙不偶合装药结构.
专题研究
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  2001年新疆河流水文情势

  黄玉英, 商思臣

  冰川冻土. 2002, 24(2): 198-199. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0034

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  2001年北疆降水量偏多南疆偏少,年平均气温为偏高,北疆大多数站偏高1℃以上,南疆大部分站偏高4℃.主要的河流水量统计,全疆水量略偏多,其中北疆偏多20%,南疆正常略多.2001年有一个明显与历年不同的秋季,由于新疆大部分地区秋季降水量充沛,加之部分地区秋季高温,出现了退水期水量仍很丰沛的反常现象.洪水的特点是:北疆春洪不大,只有阿勒泰地区5月中旬发生了两次中小洪水,夏季中小河流暴雨洪水频繁;南疆基本上没有春洪,夏季洪水主要是暴雨洪水.
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  南水北调西线工程雅砻江引水坝址年径流计算与讨论

  高治定, 张志红, 刘占松, 王玉峰

  冰川冻土. 2002, 24(2): 200-202. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0035

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  雅砻江引水入黄工程引水坝址多年平均年径流量,是确定引水工程规模的基本依据之一.按现有实测水文资料,经多途径综合分析比较,确定了规划阶段各引水坝址年径流量采用成果.据此,初步讨论了引水区气候变动和干早化趋势发展对年径流量计算成果及引水工程投资规模的影响.
简讯
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  中国科学院知识创新重大项目“青藏铁路工程与多年冻土相互作用及其环境效应”进展情况

  项目办公室

  冰川冻土. 2002, 24(2): 202-202. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0036

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  “青藏铁路工程与多年冻土相互作用及其环境效应”项目研究工作开展已近半年时间,目前项目已经全部按课题分解到位,各课题已积极安排2002年的研究计划和野外工作,项目研究工作进展顺利.2001年12月项目分别就青藏铁路气候变化研究、地-气间的相互作用、青藏铁路试验工程研究进展情况,重大项目实施知识管理安排了研讨会,提出了相应“试验平台”、“数据平台”、“模型平台”和“管理平台”的一些合理建议,指出要加快“管理平台”的开发和建设,使重大项目合理、有序、高效地进行.青藏铁路北麓河试验工作也在有条不紊地进行中.
专题研究
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  黄河冰盖厚度演变数学模型

  张学成, 可素娟, 潘启民, 赵安林

  冰川冻土. 2002, 24(2): 203-205. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0037

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  以物理机制和数学推导为基础,建立了黄河初始冰盖形成后冰盖厚度演变计算的数学模型.利用实测资料率定模型参数,可以应用于黄河不同河段冰盖厚度的计算和预报.
简讯
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  冻土工程国家重点实验室第三届学术委员会第二次会议在兰州召开

  牛富俊

  冰川冻土. 2002, 24(2): 205-205. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0038

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  中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室第三届学术委员会第二次会议于2002年4月17—18日在兰州召开.来自全国各地的14名委员就实验室科研、管理、人才培养工作进行了认真地研究讨论,并于会间听取了程国栋院士等做的关于青藏铁路工程与多年冻土相互作用及其环境效应的学术报告.
专题研究
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  水库调节对江河防凌的作用

  蔡琳, 卢杜田, 蔡彬

  冰川冻土. 2002, 24(2): 206-208. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0039

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  我国 30°N以北的黄河、松花江、黑龙江等河流,在冬春季节常常出现冰凌灾害问题.文章主要对发生凌汛的成因和影响进行了分析,并利用黄河防凌经验论述了水库防凌的作用、机理及合理的运用方式.
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  万家寨水库凌情特点及初始封河期调度方案研究

  可素娟, 钱云平, 郝守英, 冯立亚, 赵安林

  冰川冻土. 2002, 24(2): 209-213. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0040

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  万家寨水库蓄水运用以后已渡过 2个凌汛期,这 2个凌汛期各具代表性.通过对库区河道进行凌期实地查勘,根据 2个凌汛期的实际资料和水库运用情况,对库区河道的凌汛特点、冰塞冰坝形成及溃决原因等进行了分析,并利用水力学原理研制了初始封河期水库调度方案.
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  水库防凌调度数学模型的研制与开发

  蔡琳, 卢杜田, 蔡彬

  冰川冻土. 2002, 24(2): 214-217. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0041

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  我国北方冬季江河常有冰凌灾害发生,为减缓冰害,采取了多种防治措施.系统分析了影响凌汛的因素,水库防凌调度机理,运用方式等,建立了水库防凌调度数学模型
出版消息
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  《中国西部环境演变评估》出版发行

  刘时银

  冰川冻土. 2002, 24(2): 217-217. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0042

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  由秦大河任总主编的《中国西部环境演变评估》系列专著(四卷)于2002年2月由科学出版社出版发行.这套专著是中国科学院知识创新工程重大项目“西部生态环境演变规律与水土资源可持续利用研究”重要成果之一,是国内科研、生产和教学等部门从事西部资源、生态环境与社会经济领域的70余位专家集体劳动的结晶.该系列专著借鉴国际研究规范,从自然、人文和社会等多学科入手,以2000年以前正式发表的研究成果为主要依据,引用权威结论、权威数据,对西部环境的基本特征、演变规律、发展趋势进行了全面的科学分析和综合集成,并在此基础上凝练和提出了具有前瞻性和战略性的对策建议.
书评
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  一部勇于创新的《现代自然地理学》

  周尚哲

  冰川冻土. 2002, 24(2): 218-218. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2002.0043

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  随着国家教育部“面向21世纪教学内容与课程体系改革”向纵深发展,新编21世纪系列教材也陆续由高等教育出版社出版.《现代自然地理学》是南京师范大学王建教授等人贡献给“面向21世纪地理学教学内容与课程体系改革”的新成果,该教材已于2001年6月出版发行.