为深入理解热喀斯特湖与多年冻土间的相互作用，本文以青藏高原北麓河盆地典型热喀斯特湖区域为例，构建考虑热传导和热对流过程的水-冰-热耦合模型，对热喀斯特湖作用下的多年冻土退化特征及热喀斯特湖的水均衡进行模拟，计算地质环境和气候变暖对热喀斯特湖水均衡和冻土的影响。研究结果表明：热喀斯特湖周围冻土逐步退化并形成贯穿融区，导致地下水循环模式发生改变；在地表温度作用下，形成的活动层厚度为3.35 m;热喀斯特湖在整个模拟时段内表现为负均衡，其排泄量在285～388 a间显著增加；地层渗透性能决定了热喀斯特湖和生态环境的发展方向；气候变暖加速多年冻土向季节冻土转变。研究结果可为进一步认识寒旱区生态水文过程提供科学依据。

为从整体上认识多年冻土流域水循环过程基本规律及其对下垫面条件变化响应，以长江源区风火山小流域为例，基于2016—2019年的水文气象要素的野外观测与计算，分析了坡面尺度上水分入渗、蒸散发、活动层内部水热条件以及冻结层上地下水等关键水循环过程的变化特征及其对下垫面条件变化的响应。研究结果表明：（1）风火山小流域生长季实际蒸散发的多年平均值为472.1±42.9 mm,实际蒸散发的气象影响因子排序为：净辐射(敏感系数SRn=1.22,相关系数R=0.93)>气温(STa=0.33,R=0.84)>相对湿度（■,R=0.46）>风速（SU=-0.25,R=-0.27）,坡面尺度上实际蒸散发与植被覆盖度以及海拔高度正相关；（2）初始和稳定入渗速率均随坡位的升高而增大，对于稳定入渗率，初始融化期、完全融化期和初始冻结期，坡顶（1.07 mm/min、0.63 mm/min、0.88 mm/min）>坡中（0.29 mm/min、0.45 mm/min、0.21 mm/min）>坡底（0.11 mm/m...

尼洋河流域是雅鲁藏布江第四大支流,受冰川、积雪和冻土影响,水循环关系极其复杂。为深入研究该区域内的水文循环过程,本文在寒区水循环模型(WEP-COR)的基础上,针对青藏高原气候和地质特点,构建了耦合"积雪-土壤-砂砾石层"连续体和"积雪-冰川"水热过程模拟的青藏高原分布式水循环模型(WEP-QTP)。在尼洋河流域通过对2013—2016年的流量过程模拟发现,工布江达和泥曲站的逐月流量Nash-Sutcliffe效率系数分别达到0.810和0.752,比改进前的0.430和0.095有明显提升;以2015年为例,对比WEP-COR和WEP-QTP模型发现,WEP-QTP模型在汛期特别是主汛前(冻土融化期)模拟的流量过程不会出现较大的波动,模拟得到的逐日流量Nash-Sutcliffe效率系数相比WEP-COR从-0.67提高到0.54。模型增强了地下水含水层的调节作用,使得流量过程更加平稳且接近实测,研究结果表明,WEP-QTP模型适用于青藏高原的水文模拟。

在气候变化背景下,江源冻土区水循环和生态系统发生改变,引发的水文、环境、工程问题受到广泛关注。本文从国内外江源冻土区水循环特征、水文模拟的相关研究、气候变化对江源冻土区产生的影响三个方面展开论述。总结了江源冻土区水循环特点,模拟了关键之处以及气候变化带来的利害,最后提出了江源冻土区的研究趋势和对发展方向的展望。