2009年, 第31卷, 第2期 刊出日期:2009-04-25
  

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    简讯
  • 冰川冻土. 2009, 31(2): 0-294. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0027
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  • 黑河综合遥感联合实验
  • 王 建;车 涛;张立新;晋 锐;王维真;李 新;梁 继;郝小华;李弘毅;吴月茹;胡泽勇
    冰川冻土. 2009, 31(2): 189-197. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0028
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    介绍了黑河流域上游寒区水文遥感-地面同步观测试验,论述了试验目标与研究内容、试验区的选择设计以及寒区水文长期观测试验.上游试验以理解寒区水文过程、提高寒区定量遥感水平为主旨,以积雪和冻土为主要研究对象,开展了微波辐射计、高光谱成像仪航空遥感和地面同步观测,并选择典型小流域进行长期寒区水文过程观测与研究. 试验集中在冰沟积雪小流域、阿柔草场和扁都口裸露耕地3个不同地表覆盖区,以积雪和冻土变量与参数的测量为主. 同步试验在流域尺度、重点试验区、加密观测区和观测小区4个尺度上展开,分别布置了加密的地面同步观测、通量和气象水文观测、降雨、径流及其它水文要素观测网络;航空飞行传感器分别采用微波辐射计、高光谱成像仪、热红外成像仪和多光谱CCD相机,收集获取了试验区丰富的可见光/近红外、热红外、主被动微波等卫星数据. 通过试验,初步构建了上游寒区航空-卫星-地面综合数据集,可以应用于改进和验证寒区陆面/水文过程模型.
  • 张立新;赵少杰;蒋玲梅;
    冰川冻土. 2009, 31(2): 198-206. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0029
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    被动微波遥感是监测全球土壤冻融的有利手段,然而由于缺乏实验观测数据,对冻土的微波辐射特征和机理并不是很清楚. 2008年3月利用地基微波辐射计(RPG-8CH-DP Radiometer)在黑河流域上游对典型地物18.7GHz和36.5GHz的微波辐射进行了连续观测,获取了3种典型土地类型的冻融过程中两个频率双极化的微波辐射特征,计算了土壤冻融过程中发射率和亮温梯度的时序特征并进行了分析. 结果表明:土壤冻结会引起土壤发射率的变化,变化的大小主要受土壤表层很薄一层土壤的含水量影响,这是因为这两个波段对土壤的微波穿透深度很小. 另外,尽管土壤冻结后亮温梯度会降低,但大多数情况下并没有观测到冻土负的亮温梯度.
  • 常 胜 *;; 蒋玲梅;; 张立新;;施建成;
    冰川冻土. 2009, 31(2): 207-213. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0030
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    积雪雪水当量参数是水文、气候、水资源利用与管理模型中非常重要的输入参数,积雪辐射理论模型可以模拟积雪物理参数与微波辐射的关系. 因此,准确模拟积雪辐射信息,验证积雪辐射模型显得尤为重要. 采用改进的基于能量守恒的干雪微波辐射传输理论模型(DMRT-AIEM-MD),利用2008年3月24日黑河地区联合实验获取的地面测量数据以及车载辐射计18.7GHz和36.5GHz两个频率的辐射亮温值,考虑地形的影响,分析积雪辐射散射特性以及验证该模型. 结果表明:该模型模拟值与地面实测值吻合的比较好,该模型能较好的模拟中国地区自然地表积雪辐射信号. 分析了部分模型模拟值和地面实测值偏差的可能原因,该积雪区是多次堆积形成,积雪垂直剖面的密度、温度不规则变化可能会引起偏差.
  • 郑 越;张立新;邢伟坡;张钟军;
    冰川冻土. 2009, 31(2): 214-219. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0031
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    理论和实验表明,微波辐射可以用来研究冻土的特性. 但当冻土的上层被植被层覆盖时,植被吸收、发射并散射微波信号,冻土的微波辐射特征就会被改变. 所以,研究植被层对冻土微波辐射特征的影响,对于准确获取下层冻土的微波辐射特性及冻土的变化监测极为重要. 介绍了一种基于光线跟踪原理和耦合矩阵算法的微波辐射模型,用来计算植被层的发射率,可以计算得到视场内来自不同观测角度的整体发射率,以及V和H极化的相位差. 根据车载双极化微波辐射计在C, X, K, Ka等4个波段的实测数据与模拟结果的比较,分别计算出来自植被层和冻土层的辐射,从而研究寒区植被对冻土的微波辐射影响.
  • 赵天杰;;张立新;蒋玲梅;;赵少杰;
    冰川冻土. 2009, 31(2): 220-226. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0032
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    针对AMSR-E数据的新特点,在HUT积雪辐射模型的基础上,增加冻土介电模型计算冻融土的介电常数,并使用AIEM模型描述地表的散射特性,建立寒区地表微波辐射模型,对寒区6种典型环境的微波辐射进行了模拟. 结果表明:使用36.5V的亮温以及6.925H、10.65H、18.7H与36.5V的亮温比分别衡量地表温度和发射率的变化,最能体现地表土壤的冻融变化特征. 通过Fisher判别分析,建立了复杂地表条件下的冻融土判别算法,并使用微波辐射计观测数据进行修正. AMSR-E星载数据的验证结果表明,该判别算法能够有效区分较长时间序列和大范围的地表冻融状态,是一种可靠的判别模式.
  • 姜腾龙;赵书河*;肖鹏峰;冯学智;张运;胡伟
    冰川冻土. 2009, 31(2): 227-232. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0033
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    利用黑河流域上游地区冰沟流域样地的实测积雪光谱和实测雪粒径,对不同雪粒径的光谱曲线特征进行分析,找出位于1030nm附近和1250nm附近对雪粒径较敏感的两个波长,定量地揭示了位于这两个波长附近处的光谱曲线特征与雪粒径的关系。1030nm和1250nm附近是雪反射光谱中两个较明显的吸收峰位置,但雪在这两处的反射率值还都较高。本文分别通过1030nm附近和1250nm附近吸收峰置差异、1030nm附近处的光谱吸收深度、光谱吸收面积等4种方法与雪粒径进行关系拟合。认为光谱吸收面积法对雪粒径有很好的指示作用,与雪粒径的线性和指数曲线拟合效果最好。同时,1030nm附近的波长,受大气散射和衰减的影响很小,可将该方法直接运用到高光谱影像上。
  • 彭丹青;李 京*;赵天杰;张立新
    冰川冻土. 2009, 31(2): 233-238. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0034
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    以各频段水平极化和垂直极化发射率间的相关关系为条件,利用被动微波数据反演地表温度. 算法既解决了地表温度反演过程中发射率难以确定的问题,又克服了热红外遥感受大气影响较大的缺点,物理意义清晰,计算简便. 算法以MODIS温度产品为评价标准,对36.5GHz和89GHZ反演结果进行分析.结果表明,89GHz亮温数据反演精度高于36.5GHz;与耕地和草场反演精度相比,裸土和山地反演精度较高. 其原因在于高频数据穿透能力较低,能更好的表达地表温度. 同时, 低频数据相对高频更容易受到地表土壤水分变化的影响,发射率相对不够稳定,对反演结果有一定影响.
  • 周 纪;李 京;*;张立新
    冰川冻土. 2009, 31(2): 239-246. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0035
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    地表温度遥感反演算法的检验与评价是确保算法能够有效应用的前提. 选取2008年3月覆盖我国西北黑河流域上游地区的Terra/Aqua MODIS影像,利用卫星过境时地面样方的实测地表温度数据对MOD/MYD11A1产品及4种常用的分裂窗算法进行了验证. 同时,利用典型大气探空数据构建了用于算法检验的模拟数据集. 利用实测地表温度数据的验证结果表明,MOD/MYD11A1产品及Mao等提出的实用性分裂窗算法精度较高,均方根误差分别为1.1K、0.9K. 基于地表温度的模拟数据集验证结果表明,在黑河上游寒旱环境下,Mao 2005算法的均方根误差控制在0.8K以内. 由于研究区大气水汽含量较低,传感器观测天顶角对于地表温度反演精度影响较小.
  • 梁继;王建
    冰川冻土. 2009, 31(2): 247-253. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0036
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    EO-1 Hyperion是为接替Landsat 7而研制的一新型地球观测卫星,也是一颗实验性的高光谱星载卫星。Hyperion影像具有高光谱分辨率的特点,同时该传感器在波段的辐射定标参数、影像的坏线和条带、以及光谱的Smile效应等处理方面有待改进。本文针对黑河上游祁连山区的Hyperion 影像进行了DN值分析、DN值转换辐亮度值、影像条带去除和坏线替换、光谱Smile效应校正、以及经MODTRAN辐射传输的大气订正等处理,获得了高光谱分辨率的雪反射率的反演图像,为雪盖面积的提取、雪粒径和雪反照率的反演等后续工作提供了基础图像。
  • 赵 果;楚荣忠;张 彤;贾 伟
    冰川冻土. 2009, 31(2): 254-261. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0037
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    利用2008年3-4月青海省祁连县黑河流域气象要素及双偏振多普勒雷达降水观测试验中激光扫描滴谱仪获取的雪滴谱资料,选取了有代表性的4个时段的数据,运用最小二乘法对其进行了M-P分布和Γ分布拟合分析. 结果表明:Γ分布可以很好的模拟实际雪滴谱;雪滴谱同雨滴谱一样同样具有多峰的结构,研究了降雪过程微结构参量的演变,讨论了祁连山地区雪滴谱分布的基本特征. 计算了≤2mm雪片对总降雪量的贡献,表明在该地区春季降雪中,小滴对降雪强度的贡献较大,大滴的出现超前于强降雪. 得到了适合该地区降雪的Z-R关系.
  • 吴月茹;王维真;晋 锐;王 建;车 涛
    冰川冻土. 2009, 31(2): 262-267. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0038
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    探讨了TDR测定土壤含水量的原理,并在黑河上游阿柔试验样地取土样进行了土壤体积含水量测定的室内标定试验,得出相关性较好的TDR测定土壤体积含水量的关系式.结果表明:通过室内土样回填建立的TDR测定的体积含水量与土壤实际含水量相关性很好,可以利用TDR精确的测定土壤含水量,为黑河遥感项目提供精确的地面土壤水分数据,为遥感反演和验证提供基础数据. 所得到的标定结果对于具有相同土质的黑河中游土壤具有参考价值.
  • 王维真;吴月茹;晋 锐;王 建;车 涛
    冰川冻土. 2009, 31(2): 268-274. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0039
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    冻融作用是土地盐碱化的形成机制之一,对冻融区春季积盐有明显的控制作用. 在冻融过程中,土壤剖面结构发生变异,形成冻结层、似冻结层和非冻结层. 以祁连山黑河上游阿柔草场为例,研究了解冻期土壤水盐运移变化特征. 阿柔草场隶属青海祁连山地区,地处西北高寒地区,为季节性冻土区,大面积土壤经历冬冻春融的冻融循环. 这种循环引起了土壤中水分和盐分运移的特殊规律, 即冻结时土壤中的水分和盐分向冻层迁移,使得冻层的土壤含盐量明显增加;而融化时,由于地表蒸发,土壤中的水分和盐分又向地表强烈迁移,从而造成盐分在地表积聚,诱发盐分两次抬升.
  • 冉有华;李新
    冰川冻土. 2009, 31(2): 275-283. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0040
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    土壤水分是陆面水文过程的一个重要分量。土壤水分的地面点观测与卫星观测的尺度是不匹配的,用点观测数据进行遥感反演结果的验证或者融合这两种观测都需要开展点观测数据向卫星像元尺度的尺度上推研究。土壤水分时空异质性的分析和描述是进行尺度上推的基础,地统计方法是描述连续随机变量空间结构的经典方法。本文应用块克里金法分别将“黑河遥感-地面同步试验”寒区试验阿柔试验区2008年4月1日与L波段微波辐射计同步的地面液态含水量和含冰量点观测数据经过尺度转换,得到与遥感像元相匹配的像元平均估计值和标准差,可用于该天L波段微波辐射计土壤液态含水量和含冰量反演结果的真实性检验。估计结果充分利用了像元临近位置的观测,得到了比直接的采样平均更合理的块估计结果。对块克里金估计值与采样平均值进行了比较,发现两种结果趋势是一致的,块克里金法提供了更为合理的块估计结果。土壤水分空间结构的时间变异、小尺度的土壤特性的变化和测量误差会对估计结构带来一定的不确定性。
  • 郝晓华;王 建;车 涛;张 璞;梁 继;李弘毅;李 哲;白云洁;白艳芬
    冰川冻土. 2009, 31(2): 284-292. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0041
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    以祁连山冰沟流域为研究区,通过在流域内布设花杆观测积雪深度,调查了山区积雪分布情况;利用雪特性分析仪测量了区内积雪密度、介电常数、液态水含量等积雪参数,光谱仪测量了不同类型积雪的光谱特征,手持反照率测量计观测积雪表面反照率,带刻度手持放大镜测量积雪粒径,红外温度计和针式温度计测量雪层的温度和实地测量积雪属性. 同时,在研究区内选择加强观测区挖雪坑,对雪层内部属性和雪剖面分层特性作了进一步研究,计算了流域内积雪等效密度;最后对试验中所使用的野外实测积雪的各种方法进行了评价. 研究表明:山区积雪分布很不均匀,在阴坡山谷雪深最深,阳坡雪积累最少,即使在同一样区,积雪分布也不均匀;研究区的积雪属于潮雪,体积含水量在3%以下;不同粒径、类型和表面粗糙度的积雪反射率不同,验证了积雪光谱是雪颗粒、污染物和地面粗糙度的函数;积雪反照率随太阳高度角升高逐步降低,在没有新降雪的情况下,日反照率也逐渐降低;雪分层比较明显,雪下冰晶层发育良好. 当深度达到20 cm时,积雪具有保温作用;冰沟流域的积雪等效密度随时间和空间变化不大,经计算为0. 16•cm-3.
  • 李弘毅;王建;白云洁;李哲;窦燕
    冰川冻土. 2009, 31(2): 293-300. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0042
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    综合阐述了黑河上游祁连山冰沟流域2008年积雪期水文情势,以积雪-冻土-径流为框架详细分析了该地区积雪水文特征。采用物质平衡计算了冰沟流域雪蒸发和融水值,并分析了冻土水热变化过程和融雪径流变化特征。积雪期降水总量达到204.6mm,雪面蒸发为140.8mm,雪面蒸发在积雪期水文循环中占有重要的位置。3月12日融雪开始,引起3次大规模的融雪峰值,整个融雪季,冰沟流域融雪径流总量为3.98× m3。冻土解冻始于4月12日左右,随着气温升高,土壤含水量变化明显。地形和风速相互作用,造成积雪的大规模重新分布。
  • 冰冻圈变化与水文水资源
  • 王澄海;王芝兰;崔 洋
    冰川冻土. 2009, 31(2): 301-310. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0043
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    利用全国700余个气象站的地面积雪观测资料,分析了中国地区季节性积雪年际的时空变化特征. 结果表明:新疆北部,东北-内蒙古地区和青藏高原西南和南部地区为我国季节性积雪的3个高值区,也是积雪年际变化变化大的地区,也即为中国积雪年际异常变化的敏感区. 综合积雪深度和积雪日数的变化趋势,可大致分为3种变化类型:1) 增加和减小同步,主要在新疆天山以北、青藏高原东部地区、内蒙古高原中东部到大兴安岭以西的地区,减少区大体在内蒙古西部、黄土高原和长江中下游地区;2)积雪深度增加但积雪日数减少,主要在东北平原东部的部分地区,长江上游的部分地区;3)积雪深度减小而积雪日数增加,主要位于青藏高原中部的部分地区. 中国地区积雪总体上呈现出平缓的增长趋势,积雪深度和积雪日数的年代际变化趋势在20世纪60年代呈现为稍有增加,70年代有所下降,80年代又增加,90年代又有略有增加的趋势.
  • 江 灏;王可丽;程国栋
    冰川冻土. 2009, 31(2): 311-317. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0044
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    利用NCEP/ NCAR 再分析气候资料和气象站地面观测资料,分析了黑河流域水汽输送及收支的时空结构变化. 结果表明:在水汽输送的年变化中,6-9月为高输送时段,中层700~500hPa为强输送层,大气水汽含量的年变化是主要影响因子;在水汽输送的年际变化中,1960年代中期和1970年代后期有两次较明显的转折,总体呈下降的长期变化趋势,水汽输送仍以中层输送为主,风速的年际变化是主要影响因子,大气水汽含量下降则提供了长期变化趋势背景. 水汽输送的空间结构主要受气流分布的影响,多年平均6-9月的状况为:在低层为南北辐合状,中层为西风辐合状,高层为平直西风辐散状. 水汽净收入以低层为主,占整层水汽净收入的85%以上. 在黑河主流区2º×5º的范围内,大气水汽输入为2484×108 m3,输出为2196×108 m3,水汽净收入为288×108 m3.
  • 李锋瑞;刘七军;李光棣
    冰川冻土. 2009, 31(2): 318-327. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0045
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    水资源被公认是21世纪最稀缺的资源,也是制约一个国家或地区环境和经济社会可持续发展的重要战略性资源. 我国当前面临的严重水环境污染、水资源短缺和用水效率低下的问题,很大程度上归咎于缺乏一种能有效促进水资源高效配置和合理利用的水管理制度、机制与水文化体系. 因此,上述水问题的解决,在很大程度上依赖于构建一种符合中国国情、并能反映先进生态水文化及促进水资源高效和安全利用的水管理制度和模式. 国内外水资源管理制度改革的经验表明,促进传统的以行政区域为单元、以政府为主导的水资源管理模式向以流域为单元、以市场为主导的现代水资源管理模式的转变,是实现我国流域生态环境和经济社会协调与可持续发展的重要途径. 重点探讨了内陆干旱区流域水资源集成管理的基础理论及其创新发展的方向和基本思路,旨在为促进我国全面实施流域水资源综合集成管理的战略提供理论依据.
  • 杨瑜峰;江 灏;赵红岩;
    冰川冻土. 2009, 31(2): 328-333. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0046
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    利用兰州站1951-2005年逐日降水观测资料,进行雨量划分级别,分析了55a来兰州分级降水雨量谱和极端降水的气候变化和发展趋势. 研究表明:兰州年降水量逐年波动下降,长期变化趋势为每10a下降9.0mm,近20a达到每10a下降22.6mm;年降水日数的长期变化趋势为每10a下降3.6d,近20a为每10a下降3.7d. 主要是由于小、中雨级的降水减少明显造成. 兰州近20a大雨以上级别的极端降水量增多,变化趋势为每10a增加9.9mm,年降水日数的变化趋势为每10a增加0.4d. 兰州年降水强度的长期变化趋势为每10a上升0.1mm•d-1,其中小雨、中雨级别的贡献并不明显,主要的增加贡献是由大雨以上级别的降水强度增加所导致的. 极端降水的强度在近20a的变化趋势为每10a增加5.7mm•d-1. 兰州近20a的年降水量中极端降水量占的比例由15.9%上升至16.2%;极端降水日数增加,其比例从1.8%上升至2.0%,在2000年极端降水所占的比例更是达到雨量的25.4 %和雨日的4.0%水平,呈现出向极端降水增强的发展趋势.
  • 李海燕;王可丽*;江 灏;于 涛;
    冰川冻土. 2009, 31(2): 334-341. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0047
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    归纳总结了黑河流域降水方面的已有研究成果,主要集中在流域降水的时空变化规律及降水的影响因子分析两个方面. 在降水变化研究方面,对整个流域降水的时空变化特征与上游祁连山区降水的变化特征分析已有不少工作;在降水影响因子研究方面,对上游祁连山区地形与降水的关系研究在逐步开展;水分条件、气候变化、人类活动与流域降水的关系研究也取得了一些进展. 这些研究使我们对流域的气候特征、降水分布情况及降水的地形影响等方面有了一定的了解. 为更全面、深入地研究黑河流域降水机理奠定了基础,但仍需在以下两个方面展开深入细致地研究: 1)与大尺度环流系统变化有关的水汽来源及输送对黑河流域降水的影响; 2)与地形有关的局地因子对黑河流域降水的影响.
  • 谢 君;王宁练;蒲健辰;陈 亮
    冰川冻土. 2009, 31(2): 342-349. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0048
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    通过细菌的分离培养和16S rDNA序列分析的方法,对青藏高原的小冬克玛底冰川、玉珠峰冰川和煤矿冰川雪中的可培养细菌数量和多样性进行了研究. 结果表明:小冬克玛底冰川、玉珠峰冰川和煤矿冰川雪中的可培养细菌数量依次为18.54,35.52 和58.07 CFU•mL - 1. 恢复出的细菌具有丰富的多样性,隶属于Bacteroidetes , Actinobacteria, Firmicutes 和α,β,γ-Proteobacteria等6个类群. 与青藏高原、南北极冰雪中微生物的比较分析发现,Agrococcus,Zoogloea和Pedobacter属细菌是玉珠峰冰川和煤矿冰川的特殊微生物类群.
  • 吴吉春;盛 煜;吴青柏;李 静;张秀敏
    冰川冻土. 2009, 31(2): 350-356. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0049
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    多年冻土中含有大量地下冰,全球气候变暖势必导致多年冻土退化,地下冰融化,部分水分被释放并参与到区域水循环之中,改变了区域水文状况.但冻土退化-释水的过程在监测上面临较大困难,无法提供直接证据,但其长期累计的效果在宏观水文过程中表现显著.为此,利用近年来青藏高原部分湖泊水位变化监测以及地区水文情势变化研究成果,探讨了在气候变暖背景下,多年冻土层中的地下冰作为一种潜在水“源”的可能性.结果表明:多年冻土退化较强烈地区,补给源头在多年冻土区的封闭湖泊水位上涨、地下水位上升,排除其它补给量增加的可能性后,多年冻土地下冰很可能是补给水量增加的原因之一.
  • 陈建荣
    冰川冻土. 2009, 31(2): 357-363. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0050
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    以兰州市边缘的城郊型小流域为研究对象,使用多目标决策方法,进行城郊型流域治理优化模式设计研究。研究结果表明,小流域优化结构模式使经济林果业得到发展,提高了草地的产量,为工业用地的发展预留了空间。水土保持方面,综合保水率、保土率达到80%以上,年径流模数和土壤侵蚀模数显著降低,减少侵蚀量15.73×104 t,减少径流255×104 m3。优化结构模式实施后,经济、生态和社会效益明显,使小流域年人均农业收入可由原来的1303元增至2646元;减轻了市区的洪灾威胁,有效地控制了泥沙下泄进入市区,起到净化市区空气、水源污染;增强了人们的水土保持生态环境建设意识,激发了群众城郊型小流域水土保持建设的积极性。
  • 寒区工程与技术
  • 杜二计;赵 林;李韧;
    冰川冻土. 2009, 31(2): 364-371. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0051
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    探地雷达用于多年冻土区的勘测一般通过钻孔和探坑进行直接对比来确定冻土层分布状况的,但在野外工作中,钻孔资料一般很难得到,而探坑在有限的人力物力条件下也很难开挖,这给冻土层的野外确定带来很大困难. 我们采用雷达探测资料寻找浅层地下冰深度来确定多年冻土上限的深度,企图能在没有现场对比资料的情况下寻找一种利用探地雷达探测多年冻土的简易方法. 探测结果显示,通过地貌特征寻找浅层地下冰可能存在的典型地段进行探测能很容易确定多年冻土上限的位置. 2007年在祁连山区利用Pulse EKKO Pro探地雷达进行了多年冻土的野外探测,结果显示:大雪山老虎沟海拔3684m(39.5907°N;96.4339°E)处多年冻土上限约为2.2m,在冷龙岭北坡的水管河源头海拔4053m(37.5463°N;101.7709°E)至海拔3907m(37.5508°N;101.7752°E)处的多年冻土上限深度为2.5m,在宁昌河源头沿河岸从海拔3448m(37.5649°N;101.8455°E)至海拔3377m(37.5797°N,101.8377°E)处多年冻土上限为2.4m,在走廊南山的观山河源头海拔3468m(39.2615°N;98.6715°E)处多年冻土上限深度在2m左右. 另外根据4个勘察区多年冻土特征地貌分布区的最低分布海拔总结得出,老虎沟地区为冻土下界分布最高地区,关山河源头为冻土下界分布最低地区. 其原因主要是降水和植被的差异造成的结果,降水量大和植被良好的地区多年冻土下界的分布海拔就低,反之亦然.
  • 张明义;刘德仁;李双洋;赵爱国
    冰川冻土. 2009, 31(2): 372-376. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0052
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    铁路碎石道碴层能被看作高渗透率的多孔介质,由于其具有较好的通风特性,它的存在改变了寒区铁路路基的顶部热边界条件,对路基温度场产生不可忽视的影响. 为了能够实现对寒区铁路路基温度场的更合理预测,基于对铁路碎石道碴层传热和通风特性的研究现状,通过风洞实验对铁路碎石道碴层的通风特性及通风阻力参数进行了试验研究. 试验中选用的铁路碎石道碴平均粒径为4.2 cm,孔隙率为0.433,对不同空洞风速条件下铁路碎石道碴层中的压力梯度和渗流速度进行了测试分析. 结果表明:铁路碎石道碴层中空气渗流速度随着压力梯度的增大而增大,其内部压力梯度与渗流速度之间存在良好的二次非线性关系. 计算得到铁路碎石道碴层的渗透率和惯性阻力系数,为寒区铁路路基热稳定性的数值研究提供了计算参数.
  • 穆彦虎;李 宁;李国玉;石 磊;毕贵权
    冰川冻土. 2009, 31(2): 377-383. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0053
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    根据带相变瞬态温度场的传热控制微分方程,应用数值方法分析了地铁超长水平冻结法温度场分布规律,模拟冻结壁形成过程. 应用准三维方法将三维问题转化为二维问题,通过对冻结管沿程水平方向盐水温度分布的计算,分析水平方向冻结壁发展的差异性规律. 结果表明: 对于地铁超长水平冻结法施工,冻结管沿程冻结壁发展存在较大差异,包括冻结壁交圈时间、冻结速率,冻结壁厚度等. 为以后水平冻结法施工冻结壁形成过程的预测与评价提供了方法,同时该方法也可以用于竖井冻结施工中冻结壁形成的分析和研究.
  • 汪双杰;陈建兵;李仙虎
    冰川冻土. 2009, 31(2): 384-392. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2009.0054
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    为系统总结、集成青藏高原多年冻土地区公路修筑技术,在青藏公路、青康公路50a建设,30a工程技术研究的基础上,研究高海拔多年冻土区公路工程病害发生发展的规律与机理,并通过公路与冻土相互作用下关键工程稳定性问题的深入分析,针对多年冻土地区公路路基、路面、桥梁、生态保护等主要工程对象,采用理论模拟、室内试验与实体工程检验相结合的方法,揭示了公路路基、路面、桥涵桩基与多年冻土相互作用规律,提出了保障公路路基稳定系列工程措施与设计参数、路面低温耐久性能的关键指标、桥梁桩基回冻时间与强度形成的关系以及高寒生态恢复技术等,并最终形成多年冻土地区公路修筑成套技术.