通过回顾全球范围内冻土的分布、特性及其退化趋势,进一步探讨了气候变暖、地面工程活动及土地利用变化对冻土环境的影响。目前受人类活动与气候变暖的双重影响,出现生态系统的破坏、水资源的变化和地质灾害的增加现象,还对村镇饮水安全和基础设施安全构成威胁,对地区乃至全球环境安全构成了严峻挑战。文章强调了采取有效的环境保护措施和气候适应策略的迫切性,旨在为政策制定者和研究者提供科学依据和建议,以缓解和适应这些变化。
长江源地区的冰川变化揭示了青藏高原气候变化趋势。冰下地形探测作为冰川发育和运动过程研究的基础,对长江地区水土保持和淡水资源储量研究具有指导意义。长江科学院在长达10 a的江源科考基础上,分别于2022年、2023年采用探地雷达(GPR)技术对长江正源沱沱河发源地格拉丹东主峰的冰川厚度进行精准探测,并对查旦湿地冻土厚度上限进行了探测研究。结合多种冰川和冻土地质模型的GPR波场模拟结果,提高了GPR技术在长江源地区冰川和冻土探测的有效性和精准度。探测结果表明,格拉丹东主峰冰川厚度和查旦湿地冻土厚度上限均有不同程度降低,冰川厚度和冻土厚度上限观测是一个常年积累的结果,后续仍需持续进行观测,积累更多数据,分析变化趋势,以估算探测区域内冰储量,研究气候变化对冰川的影响效果。
为分析松花江流域水资源的演变规律,基于寒区水-热-氮素循环模型(the water and energy transfer processes and nitrogen cycle processes model in cold regions,WEP-N)和水资源评价方法,对径流发生突变的1998年前后(即1999—2018年和1956—1998年)进行比较,松花江流域年水资源总量减少217.0亿m3,减幅达到22.2%。其中,地表水资源量减少是水资源总量减少的主要组分,占水资源总量减少的比例为96.9%,不重复地下水资源减少量占3.1%。基于多因子归因分析方法分析可知,气候变化是松花江流域水资源减少的主要因素,对松花江流域全年水资源总量、地表水资源量、不重复地下水资源量减少的贡献率分别为81.6%、74.9%、286.6%,取用水的贡献率分别为18.4%、25.1%、-86.6%。从年内不同时期分析可知,非冻融期是全年水资源量减少的主要时期,占全年水资源总量减少的82.6%,冻融期占17.4%。和北方的海河流域、黄河流域相比,水资源减少幅度和主要影响因素各不相同,主要取决于气候变化...
祁连山冻土资源广泛发育,冻土类型受地貌、地下水、岩性、地表植被等条件的影响复杂多变。近年来,在全球气候趋于变暖和人类活动的综合影响下,祁连山冻土资源面临着稳定性降低,多样性遭受破坏等问题,由此导致植被面积减退、水土流失加剧等。因此,保护祁连山地区冻土资源,建立长期动态监测体系迫在眉睫。本文利用以往钻孔测温及热红外遥感影像资料,对祁连山木里矿区冻土资源的特征、类型、分布、生态环境效应,以及人类活动对其产生的影响进行了探讨,以期对祁连山地区冻土资源保护提供参考资料。
漠河盆地是我国主要极地冻土分布区,通过在漠河盆地西北部冻土区进行地球化学方法试验,浅表土壤中检出酸解烃和吸附烃两种烃类气体,其中吸附烃含量较高,甲烷平均值为12.48μL/L,最高值达49.93μL/L,酸解烃相对偏低。烃类三维荧光光谱显示凝析油特性,为热解成因气,表明深源气体不断迁移到地表表现出地球化学微观信息,结合该地区冻土、温压等条件,指示冻土区深部具有油性气和天然气水合物的存在。
调查发现,陆域永久冻土层及海域都存在着天然气水合物资源。我国2007年和2008年先后在南海海域及祁连山木里地区发现水合物实物样品。中国地质调查局于2010年开始实施冻土水合物试采技术研究及现场开采试验,2017年将在我国南海海域实施海洋水合物试采,相关准备工作正在进行中。本文介绍了陆域水合物试采进展及海洋水合物试采技术方案的构思。
永冻土广泛分布在极地高纬度地区和陆架海底区域,赋存其中的天然气水合物是21世纪最清洁的替代能源,所包含的天然气资源量是全球常规天然气资源量的几十倍,具有广阔的开发利用前景。但是科学家陆续发现,随着全球温度的上升,北极陆域和海域中的永冻土开始融化,造成大量的甲烷气体从永冻土中释放出来。大量甲烷排放到大气中不仅可能加剧全球气候变暖的趋势,而且海底永冻土中甲烷的释放可能导致天然气水合物资源量逐渐减少,从而加重全球能源危机。因此,陆域和海域永久冻土带甲烷的释放日益引起世界各国研究者以及各海洋国家的高度重视。
研究流域水循环与水资源演变规律,对于促进水资源持续高效利用、改善脆弱的生态环境具有重要的现实意义。本项目以我国西北旱区绿洲水资源短缺、地下水位下降和地表生态恶化为背景,以深刻认识灌溉水(降水)、土壤水和地下水转化规律及绿洲灌溉农业发展对流域水循环过程的影响为主线,采用数值模拟方法,揭示渠道渗漏水对层状包气带及地下水补给的定量规律,建立考虑土地利用状况和渠系空间分布的区域尺度水资源转化模型,研究典型区域水资源转化规律,重点分析农田水分转化关系和考虑行水过程的渠系水分转化关系,并对不同农业活动条件下区域水循环过程进行模拟预测,获得面向环境友好的作物种植结构和水资源利用模式。本研究旨在建立能够准确描述干旱区绿洲水循环过程的区域水资源转化模型,力求回答干旱区绿洲农业活动如何影响区域水循环过程?其定量关系是什么?等科学问题,为干旱绿洲区合理开发、利用和配置有限的水资源提供科学依据和决策支持。
2014-01本项目致力于解决铁矿采选管理中资源利用与节能降耗的目标制定及应对策略难题。根据整个采选生产流程,将其分为采选生产、资源利用、能耗等多个子系统,建立多目标约束优化问题(COP)模型,得到最优生产指标(截止品位与入选品位)以及资源综合利用及节能降耗目标;然后建立系统动力学(SD)模型,揭示矿区资源损失和能耗机理;通过灵敏度分析,找出影响矿区资源损失和节能降耗的关键点;以这些关键点为基础,设计相关的资源节约和节能降耗路径,将备选路径代入SD模型进行模拟,进行资源节约和节能减排路径的优选,得到具体的控制策略,形成目标-关键点-路径-策略链。其中,集成粒子群算法(PSO)、人工神经网络(ANN)、差分进化算法(DE)等智能算法(IA),求解多目标约束优化模型,优化SD模型相关参数和变量。本研究可以丰富矿产资源可持续发展相关理论和方法,为我国铁矿企业资源节约和节能降耗提供具体可行的途径与政策建议。
2014-01