为探究测试频率对土体电导率的影响，针对多种非饱和土样开展不同测试频率及正负温度下的电导率测试试验。基于测试结果，给出不同土性及温度下的最佳测试频率。研究结果表明：正温下砂土电导率对低于10 kHz的测试频率不敏感；当测试频率大于10 kHz时，砂土电导率随测试频率增大而增大；粉土对低于100 kHz的测试频率不敏感；负温下测试频率对土体电导率的影响较正温区间显著，粉土和砂土的电导率在不同的极化区域随测试频率增大而快速增大，且增大的测试频率域随温度降低逐渐向低频扩展；粗粒土较细粒土对测试频率更敏感。

为了解大兴安岭多年冻土区森林小流域基流特征及其与降水和土壤水分的关系,利用电导率质量平衡法(CBM)进行基流分割,利用双累积曲线法(DCM)分析降水对径流组分的影响,利用交叉相关分析法(CAM)研究土壤含水量和径流组分之间的因果和时间延滞关系。结果表明:研究期流域基流流量为123.93 mm、地表径流量为65.43 mm,总径流量为189.36 mm。基流是河川径流主要补给来源,对年径流量的贡献高达65%。径流组分存在显著的季节性变化特征,其中5月份融雪径流期基流指数最低,为23%,基流随着降雨历时的增加对总径流量的贡献逐渐减少,同时,基流和土壤含水量没有显著相关关系;在生长季(7—9月份),基流指数均大于50%,其中8月份最高,达91%,基流随降雨历时的增加对总径流量的贡献逐渐增加,基流与土壤含水量存在显著相关关系(P<0.05)和延滞效应,说明流域森林土壤有良好的水分入渗、储存和排泄的水文功能。这些研究结果表明,大兴安岭多年冻土区森林小流域径流以基流为主要来源,森林土壤具有良好的水源涵养功能,起到了消洪补枯的作用。

为了解大兴安岭多年冻土区森林小流域基流特征及其与降水和土壤水分的关系,利用电导率质量平衡法(CBM)进行基流分割,利用双累积曲线法(DCM)分析降水对径流组分的影响,利用交叉相关分析法(CAM)研究土壤含水量和径流组分之间的因果和时间延滞关系。结果表明:研究期流域基流流量为123.93 mm、地表径流量为65.43 mm,总径流量为189.36 mm。基流是河川径流主要补给来源,对年径流量的贡献高达65%。径流组分存在显著的季节性变化特征,其中5月份融雪径流期基流指数最低,为23%,基流随着降雨历时的增加对总径流量的贡献逐渐减少,同时,基流和土壤含水量没有显著相关关系;在生长季(7—9月份),基流指数均大于50%,其中8月份最高,达91%,基流随降雨历时的增加对总径流量的贡献逐渐增加,基流与土壤含水量存在显著相关关系(P<0.05)和延滞效应,说明流域森林土壤有良好的水分入渗、储存和排泄的水文功能。这些研究结果表明,大兴安岭多年冻土区森林小流域径流以基流为主要来源,森林土壤具有良好的水源涵养功能,起到了消洪补枯的作用。

冻土中未冻水与冰含量的确定是困扰寒区岩土工程研究的难题之一。通过对冻土的电导率进行测试,研究冻土电导率对含水率和温度的响应规律。试验结果表明,正温下电导率与温度的关系不能直接应用于负温条件,传统简单等效的方法会导致较大误差。基于冻土的导电理论建立冻土未冻水含量的电导率模型,实现了土体电导率模型在正温和负温区间的统一。分析孔隙电导率和表面电导率对总电导率的影响规律,论述了在冻结过程中可在误差允许范围内忽略孔隙电导率部分。并结合土体的冻结特征曲线数据,对简化的电导率模型进行试验验证,结果表明提出的模型与测试数据具有很好的吻合度,新模型简洁、有效。

为研究土壤离子电导率在青藏高原冻土覆盖条件下反映与金矿体信息有关的可溶性离子以何方向迁移及有何异常特征。通过在冻土所覆盖的西藏邦卓玛金矿0号线剖面上进行土壤离子电导率对比实验,在已知矿体的垂直上方反映出土壤离子电导率异常高且陡,而偏离矿体上方位置则反映的异常微弱。结果表明:土壤离子电导率法在冻土覆盖区条件下,矿体正上方反映的电导率平均异常强度大于矿体斜上方平均异常强度,金矿体在电化学溶解作用产生的可溶性离子,主要以垂直方式迁移到金矿体上方,形成电导率异常,并呈陡峭山峰状,应用该方法在矿区外围宁拉测区进行了找矿预测,圈定出5个有利找矿靶区,解决冻土覆盖区找矿难得问题,为今后类似地区寻找隐伏金矿指明方向。

青藏高原冻土区找寻隐伏矿床的难度很大,选用传统的物化探技术手段并未取得找矿突破。本次研究采用土壤离子电导率和地电提取测量法在高寒区--扎家同哪金矿区开展隐伏矿找矿预测工作,在未知区圈定了3处找矿远景靶区,其中,Ⅰ类找矿靶区异常规模较大,位于测区中部,成矿条件好,应作为下一步工作的重点勘探区。此外,选择研究区4号勘探线作为已知剖面,开展了方法有效性和可行性试验研究,结果显示,已知矿体上方有明显的土壤离子电导率异常地电提取Au元素异常,进一步证实这2种方法组合在青藏高原冻土区的找矿应用效果显著,值得推广应用。