基于瞬变电磁法(TEM)的西昆仑地区多年冻土厚度探测与研究

多年冻土厚度对于多年冻土的区域分布和环境效应具有重要控制和指示意义.应用瞬变电磁法(TEM)对青藏高原西昆仑地区的多年冻土下限进行了探测,并结合钻孔资料分析了该研究区域多年冻土厚度的分布特征.结果表明:研究区域多年冻土厚度随地形、地质条件的差异表现出显著的空间差异性.沿着219国道从509道班到奇台达坂的高山峡谷区,随着海拔的升高,多年冻土从无到有,而且,TEM探测到的多年冻土厚度从不到10 m到接近100 m,平均厚度约为55 m;自界山达坂向东到拉竹龙的低山丘陵区,除部分区域发育融区外,多年冻土厚度一般在50 m左右,TEM探测显示多年冻土平均厚度约为58 m;进入甜水海盆地,多年冻土厚度普遍超过60 m,TEM探测到靠近湖泊的盆地中心地带多年冻土平均厚度可达110 m.多年冻土厚度随地温的降低呈显著的线性增加趋势,10 m深度地温平均每降低1℃,多年冻土厚度增加29 m.多年冻土的厚度随海拔的升高显著增加,同时局地因素对多年冻土的发育有显著影响,其内在机制需要进一步研究.

瞬变电磁法(TEM)在多年冻土区的应用研究

多年冻土的上下限是在多年冻土区从事冻土研究、工程设计施工、气候水文生态模式等方面非常重要的参数,它可以通过破坏环境的有损方法(坑探和钻孔)或无损的物探方法来获取.结合少量的坑探和钻孔资料,应用瞬变电磁法(TEM)对青海省兴海县温泉地区多年冻土进行探测.基本查清了本地区多年冻土分布特征、上下限深度和多年冻土层的厚度,获取了冻土与环境因子的本底数据资料.此次探测结果表明,在多年冻土区应用TEM无论在理论上还是实践上都是可行的,具有适应范围广、施工方便、工作效率高的特点,证明了该方法和技术在多年冻土区有着广泛的应用和发展前景.

青藏高原札达地区多年冻土遥感技术圈定方法与应用

为了更好地了解青藏高原札达地区多年冻土的分布情况,归纳总结了冻土下限的遥感解译标志;利用不同类型的遥感数据源对冻土的下限位置进行了圈定,并分别与高程模型和温度模型的圈定结果进行了对比。结果表明:该区多年冻土区面积为17 148.93 km2;3种模型相互补充参考,可以提高大比例尺多年冻土制图精度,此方法应用结果在区域上作为参考资料前期使用,可大大缩小相关项目前期工作量,提高效率;因此,利用遥感技术圈定多年冻土的应用价值较高,可以更好地为青藏高原区域地质、水文地质、工程地质及气候变化等研究提供更加详实的资料。

冻土层下水对小厚度多年冻土退化的影响研究

针对环境升温和冻结层下承压水二者共同作用下小厚度多年冻土的退化过程进行数值分析。利用有限元分析软件ANSYS数值模拟了多年冻土区30 a环境升温1.56℃,天然地表下20 m深度处0.6℃冻结层下承压水共同作用下地温场。结果表明,冻结层下水对小厚度多年冻土退化影响较大,致使冻土下限抬升;环境升温对冻土上限下移影响有限。

大兴安岭西林吉地区多年冻土地下水的开采和利用

我院对西林吉地区多年冻土地下水的研究始于七十年代初。(即一九七○年)直至九十年代初(即一九九一年)。二十多年来,我们通过生产实践和科学试验结合的方法,(七二年在勘察结束后,我院曾建立了西林吉多年冻土区地下水观测站),逐渐加深了对该区地下水的认识,并逐步掌握了该区地下水的分布规律。从而对合理开采和利用地下水提供了科学依据。 一、对西林吉多年冻土区地下水的研究过程 任何事物的发生,发展都遵循一定的规律。然而认识和掌握这一科学规律,则需进行长期、艰苦的认识和研究过程。

青藏高原西部区域多年冻土分布模拟及其下限估算

准确评估青藏高原西部多年冻土的空间分布及多年冻土下限深度情况对该区地下水资源利用、生态环境保护有重要意义。本文依托科技基础性工作专项"青藏高原多年冻土本底调查"在该区及周边取得的冻土调查资料,利用遥感数据和扩展地面冻结数模型模拟了该区多年冻土的空间分布,调查区的模拟验证表明该方法有较高的精度。在此基础上,根据有限的地温实测资料建立了地温与位置、高程、坡向和太阳辐射的关系,并根据地温—下限关系估算了该区多年冻土下限深度的分布情况。研究表明,该区有多年冻土约占36.9%,季节冻土占57.5%,多年冻土主要分布在34°N^36.5°N范围的喀喇昆仑、西昆仑一带,季节冻土主要分布在塔里木盆地和34°N以南地区。阿里高原及以南是岛状多年冻土分布区域,其多年冻土分布面积少于此前出版的冻土图所绘制的。青藏高原西部区域的多年冻土下限深度整体表现为由东南—西北逐渐加深。

冻土观测工作中的一些计算方法

对冻土观测中温度计的修正值、季节变化深度、地温等值线、建筑物变形量等的计算方法进行整理。经多年来的实践验证,这些计算方法是可行的,深受使用者欢迎。

多年冻土区的综合物探技术研究

在冻土区修筑工程构筑物面临冻胀和融沉两大危险。准确判定多年冻土上下限及变化,对工程的设计和处理有重要意义。该文针对多年冻土区单一物探方法勘察存在局限性的问题,以多年冻土的电阻率、介电常数和地震波速度等地球物理特征为依据,对对称四极电测深、瞬态面波、探地雷达和高密度电法等多种物探方法适用性进行了分析与总结,提出了多年冻土区综合物探技术,解决多年冻土上下限、季节冻土与多年冻土的分区界线、岛状多年冻土及岛状融区、多年冻土的含冰量、多年冻土区的工程地质问题的勘察方案。该方案通过各方法优势互补,提高了多年冻土区勘察的准确率。