【目的】季节性冻土的冻融循环过程显著影响了流域水循环和冻土层的演变。明晰冻融过程演变规律,为保障季节性冻土区生态及水利水电工程的建设和运行管理提供理论支撑。【方法】基于我国东北部典型季节性冻土区的10个气象站和冻土观测站数据,分析1960—2020年冻融指数的时空分布特征,计算了最大冻结深度、冻结开始日期、完全融化日期、冻融期、冻土退化速率,并结合气候(年平均气温、冻结温度变化率、冻结指数、融化指数)及地理参数(经纬度、海拔),利用相关性分析评估1960—2023年典型季节性冻土区最大冻结深度、冻土退化速率与冻融状态的影响。【结果】我国东北部典型季节性冻土区冻结指数以55.10℃·d/10 a的速率减小,融化指数以60.80℃·d/10 a的速率增加。60 a间最大冻结深度范围为68.00~260.00 cm,冻土退化速率范围为0.07~1.45 cm/a,开始冻结日期推迟速率为1.15 d/10 a,完全融化日期以4.71 d/10 a的速率显著提前,冻融期以5.60 d/10 a的速率缩短。【结论】冻结指数与纬度的相关性大,而融化指数与海拔相关性强。我国东北部典型季节性冻土区最大冻...
以新疆卡依尔特斯河谷为例,利用河谷所在流域及测站2020、2021年融雪期季节性冻土湿度、积雪深度、融雪洪水流量等数据,对季节性冻区冻土的冻融特征及其对融雪洪水的影响展开分析。结果表明,融雪洪水流量受积雪深度、冻土湿度等因素影响较大,其决定着融雪洪水峰值的出现时间及取值;10 cm深度以内的冻土湿度变化对融雪洪水影响明显,10 cm深度以下的冻土湿度变化只会削弱洪峰并降低峰值。
基于1961-2020年三江源地区21个气象观测站点逐日冻土深度、平均气温和降水资料,利用数理统计方法分析了季节性冻土冻结初始日、融化终止日、最大冻结深度的时空分布特征及其与气温、降水的关系。结果表明:1961-2020年,三江源地区季节性冻土平均冻结初始日始于9月下旬至10月下旬,融化终止日多出现在4-5月。近60年来,三江源地区季节性冻土冻结初始日(融化终止日)显著推迟(提前),尤其是20世纪90年代以来,推迟(提前)尤为明显。三江源地区季节性冻土年最大冻结深度呈显著减小趋势,进入21世纪后,尤其是近10年来最大冻结深度减小明显。在空间分布上,冻结初始日、融化终止日、年最大冻结深度的分布主要受海拔的影响,冻结初始日(融化终止日)由高海拔向低海拔逐渐推迟(提前),年最大冻结深度也由高海拔向低海拔逐渐变浅。近60年来,三江源气候暖湿化导致季节性冻土封冻时间缩短、年最大冻结深度变浅。冻结初始日与10月气温、降水的正相关最高,融化终止日与气温和降水的负相关性在4月达最大,年最大冻结深度与1月气温和上一年8月降水呈显著负相关性。
TDR技术是一种较新的测定冻土中未冻水含量的方法,它有很多优点,但是由于TDR技术应用于冻土中测定未冻水含量起步较晚,其可靠性有待于进一步验证.NMR技术是一种较成熟的测定冻土中未冻水含量的方法.通过应用NMR和TDR两种方法对不同初始含水率下的棕壤土冻融特征曲线的测定,对TDR法的标定曲线的可靠性进行了验证.结果表明:采用TDR法与NMR法测得的冻融特征曲线明显不同,在相同负温下前者的测定值高于后者,且其差异随初始含水率增高而加大;NMR法的测定结果表明,初始含水率对冻融特征曲线的影响很小;而TDR法的测定结果表明,由TDR法测得的冻融特征曲线,受初始含水率影响很大,随初始含水率的升高而明显加大.这表明含冰率和温度对冻土的介电常数影响很大,因此,采用TDR法测定冻土的未冻水含量时不宜采用原有的标定曲线.