| 题名 | 工程影响下多年冻土活动层冻融过程研究 |
| 作者 | 陆子建 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-11-25 |
| 授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 授予地点 | 寒区旱区环境与工程研究所 |
| 导师 | 吴青柏 |
| 关键词 | 工程影响 多年冻土 活动层 冻融过程 |
| 其他题名 | Freezing and Thawing Processes Research of Active Layer in Permafrost Regions under Engineering Influence |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 中文摘要 | 多年冻土在工程和气候转暖双重影响下不可避免将发生变化。本文通过对青藏公路、铁路沿线多年冻土活动层区域调查及中水热监测资料分析，重点讨论了工程作用影响下的青藏高原活动层冻融过程中的温度、水分、热量及水热耦合特征和变化过程，利用SVAT模型中能够模拟冻融变化的SHAW模型开展了活动层及其与大气、植被的水热交换过程的模拟，主要结论如下： （1）通过对青藏公路沿线区域调查，青藏公路等建设带来的原有地下水、地表水资源结构改变,地表径流和路侧积水等均直接或间接影响到多年冻土的稳定性。在人为活动下或工程影响下,地表条件变化将导致多年冻土上限变化，无论何种植被生态系统，均表现为工程场地融深大于天然场地。冻土区生态系统与冻土存在和相互制约的关系。 （2）依据活动层中的温度和水分的动态变化过程对活动层的冻融过程进行了划分，即夏季融化过程（ST）、秋季冻结过程（AF）、冬季降温过程（WC）和春季升温过程（SW）。活动层的融化过程持续时间远较冻结过程持续的时间长，而整个冻融过程持续时间与多年冻土的状况、活动层厚度、活动层水分含量有关，多年冻土厚度越大，冻融过程持续时间越长。活动层融化和冻结结束的日期的早晚与多年冻土的稳定状况有关，稳定性越高，活动层融化过程结束越晚，而冻结过程结束的越早。 （3）人类工程活动对地面扰动较大，工程场地的夏季融化起始时间时间无论是北麓河或风火山普遍都早于天然草甸场地，而工程场地的秋季冻结起始时间、结束时间普遍要晚于天然草甸场地，整个夏季融化～秋季冻结期工程场地普遍高于草甸草原场地1～2个月，开始北麓河铲除植被场地与风火山炉渣覆盖场地夏季融化～秋季冻结期小于草甸草原场地，但随着连续几年的冻融过程，风火山炉渣覆盖场地的夏季融化～秋季冻结期始终在增加，从5.4个月增加到6.0个月并超过高寒草原，而高寒草原的夏季融化～秋季冻结期基本没有什么变化，基本上都是5.8个月。短期内铲除植被可以增厚或减薄活动层，但长期活动层层增厚的趋势。 （4）铁路路基表面铺设的道渣层，具有较大的孔隙度，起着良好的散热作用，公路铺设黑色沥青路面大大增大路基表面温度，而且砂石路面隔断路基蒸发，大大削减了路基的蒸发耗热，铁路路基表面散热效果要明显好于公路沥青表面，砂砾路面砂砾石层被压实造成其颗粒间接触较好，传热效率大大加强，在寒季砂砾路面浅层的温度迅速下降，同样在暖季浅层地温迅速升高，片石通风路基不只是可以阻隔外界的热量传入基底，而且能积极地降低基底冻土地温，起到第二冷源的作用。片石路基降低土体的温度效果明显好于普通路基。公路路基上限处的地温变幅要高于铁路，与大气间的热交换要强，铁路路基上限处地温相对平稳，但地温呈逐渐下降的趋势。砂砾路全年的热积累较高，年平均值为正值，积累的热量逐渐传递到土体下部，使土体温度升高，而铁路普通、片石路基年平均值都呈负值，积累了一定的冷量，降低了土体下部的温度。 （5）SHAW模型可以较好的模拟活动层中的温度变化过程，地温模拟偏差约0～4℃左右，整体上裸露地表场地模拟要好于草甸场地。但对水分变化的模拟出入较大，但仍然在一定程度上模拟出了活动层中水分的总体变化趋势。冻土的参数化须进一步探讨。 关键词： 工程影响；多年冻土；活动层；冻融过程 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-08-22 |
| 页码 | 133 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.casnw.net/handle/362004/21619]  |
| 专题 | 寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陆子建. 工程影响下多年冻土活动层冻融过程研究[D]. 寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2008. |
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