由降雨引起的侵蚀产沙是全球性的环境问题，在我国青藏高原多年冻土退化区尤为严重。青藏高原风火山流域是典型的多年冻土退化区，降雨及其产生的径流是引起青藏高原土壤侵蚀的主要动力。通过人工降雨试验，对降雨强度、坡度和土地利用类型与径流量、泥沙量的相关关系进行了研究。结果表明：在降雨过程中，降雨强度与径流量呈现正相关关系，随着降雨强度的增大，径流量增大；土地利用类型与泥沙量呈现显著负相关关系，裸地产沙较多，草地产沙量极少，可见草地起着重要的固沙作用；坡面开始产流的时间与土地利用类型呈现显著正相关关系，裸地的开始产流时间明显早于草地，可见草地具有减小土壤侵蚀的能力。因此，实施退耕还林还草、退牧还草等项目，可以有效地防治青藏高原多年冻土退化区的土壤侵蚀。

为明确降雨诱发浅层冻土区边坡土剥落机理，以G214线典型冻土区路基边坡为例，基于颗粒流和等效降雨法，模拟不同坡度和冲刷速度下边坡坡面土的剥落过程，从边坡形态、颗粒运移规律、力链演化规律和剥落量等方面详细进行探究。结果表明：浅层冻土区边坡土受到雨水冲刷后，仅在坡面浅层部位出现坑槽，并提出边坡形态系数(τ)来定量化表征边坡形态的凹凸程度。边坡形态总体变化态势可概括为：笔直平坦(1.0≤τ<1.40)、粗糙不整(1.40≤τ<1.50)和凹凸不平(1.50≤τ)。土颗粒间接触力演化主要发生在降雨冲刷作用初期，冲刷过程中接触力演化特征并不明显。随循环次数增加，冲刷速度越大接触数量总体越少，但最终稳定状态下的接触数量近乎相同。此外，边坡浅层土在冻融循环作用下结构疏松是导致冻土区坡面土易被雨水冲刷剥落和坡面易形成冲沟的本质原因。

为了明确降雨对多年冻土区公路路基内部水热状态的影响，以青藏高原北麓河地区的环境特点和多年冻土路基结构为背景，在室内底板-大气双控温模型箱内制作冻土路基的几何相似比(1∶6)模型。首先通过无降雨和有降雨工况对比试验明确2种工况下多年冻土区路面温度及热通量的变化特征，然后进一步探究2种工况下路基内部水分场及其温度场的变化特征，进而明确多年冻土区公路路基内部水热状态对降雨作用的响应情况。研究结果表明：降雨作用下路面温度普遍低于无降雨时的路面温度，且路面及路肩下部5 cm处热通量呈减小趋势，路面下部热通量减小相对更加明显，约为路肩下部热通量减小量的3倍，表明降雨作用缓解路基内部热量吸收；降雨会显著增加路基不同部位的浅层含水量，降低路基浅层温度，且夏季较多降雨量导致冻土路基释放出更多的热量，路基温度降低明显；降雨作用对路基不同部位下部含水量和温度的影响随着深度增加逐渐减弱，对路基下部50 cm及以下位置的含水量和温度基本没影响；相比路基其他部位，降雨作用导致天然场地含水量增加明显，而路面下部含水量增加较小；虽然路面下部含水量增加较小，但沥青路面吸收的热量较多导致自身温度较高，因此降雨作为能量冷脉...

为缓解高寒矿区扰动土体难以形成冻土带来的不利影响，选取5种W-OH浓度（0%、1.5%、2.5%、3.5%、4.5%）喷施于扰动土体底部，重构矿区冻土阻水层，进行抗压试验、入渗试验和模拟降雨试验，分别从物理性能、入渗产流产沙、经济性3个层面进行重构阻水层评价分析，采用层次分析法和专家打分法选出8个影响重构阻水层的主要因子，构建重构阻水层功能评价体系，根据综合评分选出该地区最佳的重构阻水层方案。结果表明：（1）W-OH增强了煤矸石固结体的强度，特别是4.5%W-OH浓度时效果最明显。（2）W-OH浓度上升导致重构阻水层入渗率降低，稳渗历时延长，累计入渗量减少。（3）在降雨条件下，W-OH浓度升高降低了煤矸石固结体的稳定入渗率，增加了平均产流率和平均产沙率，并且平均产流率和平均产沙率都同W-OH浓度、坡度存在正相关关系。（4）4.5%W-OH浓度方案功能综合评分最高，但在实际施工中，4.5%W-OH浓度方案易堵塞喷头，故推荐使用评分次之的3.5%W-OH浓度方案重构矿区冻土阻水层。研究结果可为W-OH在高寒矿区重构冻土阻水层应用提供理论依据。

降水作用会导致冻土活动层的水热状态发生明显变化，并且青藏高原地区的降水也表现出明显的季节性差异。为了分析季节降雨特征对冻土活动层内部水热状态的影响效果，对青藏高原中部北麓河地区的气象资料以及活动层内部的热通量、含水量、温度变化开展了原位监测。研究结果表明：北麓河地区是以小雨事件为主，中雨事件为辅的降雨特征，小雨事件占3-11月降雨事件的90%左右。并且，夏季还会发生大雨事件，秋季出现持续降雨事件。其中，各个季节降雨事件导致地表净辐射整体呈现减小的趋势，且夏季大雨事件对净辐射的影响效果更加明显，秋季持续降雨事件导致净辐射表现出先增加后减小的趋势，土壤热通量的变化规律与净辐射的变化基本一致。降雨作用通过影响地表净辐射改变了土壤热通量的变化，进而引起土壤内部水分场及温度场发生改变。其中，夏季大雨及中雨事件会显著增加浅层土壤含水量，而春季和秋季降雨对土壤含水量影响较小；各个季节小雨事件对土壤温度的影响可以忽略，但中雨、大雨及持续降雨事件会显著缓解浅层土壤升温趋势，且随着深度增加，降雨事件对于缓解土壤升温趋势逐渐减弱。研究结果对于多年冻土区的区域生态环境问题以及工程建筑物病害防治问题的解决具有一...

为分析冻土融化、爆破振动及降雨因素对高寒地区露天矿山边坡稳定性的影响，采用合成孔径边坡雷达监测及无人机航测技术，对某矿山边坡进行连续不间断监测，研究冻土融化、爆破振动及降雨因素影响下边坡的变形规律。研究结果表明：受冻土融化影响，区域变形均发生在白天温度较高时间段，夜晚基本无变形累积；爆破振动对作业附近松散岩体影响较大，1天内变形基本出现在爆破振动作业后的2～3 h内，其余时间基本无累积，变形曲线呈阶梯状增长；降雨后采场坡顶表土层出现多个分散分布的沉降变形区域，变形曲线没有明显规律。研究结果验证合成孔径雷达监测技术的有效性，为分析采场变形诱因提供参考。

【目的】为研究寒温带白桦树干液流对降水的响应，对不同降雨等级下的树干液流特征进行分析探究，为大兴安岭地区白桦用水策略以及管理提供依据和参考。【方法】2021年5—9月运用热扩散式探针法对寒温带白桦树干液流进行监测并同步观测气象因子和降水量。【结果】白桦树干液流在无雨天气下呈单峰形平滑曲线，峰值较高，优势木的峰值高达17.30 g·cm-2·h-1，为中等木和被压木的1.18和2.48倍,而降雨天气下液流呈单峰或双峰形波动曲线，变化幅度相对比较平缓。相较于无雨日，3个降雨等级下的优势木日均液流均出现显著下降（P 展叶期>落叶期，在展叶期，降雨后的液流明显高于降雨前（P 0.05），落叶...

为探究雨水感热作用下的降雨对多年冻土路基稳定性的影响，参照青藏高原北麓河地区的环境特点和多年冻土路基结构，通过底板-大气双控温室内模型箱开展了多年冻土区沥青路面路基模型试验，考虑了环境潜在雨水温度导致的雨水感热能量脉冲作用，分析了多周期不同降雨工况下的路面温度与辐射、路基含水量、热通量和温度响应。结果表明：多年冻土环境中雨水温度与气温在夏季差异显著，最大温差近3℃,在春秋季差异小于1℃;受雨水感热的影响，夏季降雨引起路面温度、地表向上辐射通量和浅层土壤热通量显著降低，导致的路基降温效果从强到弱为路面、路肩、边坡、天然场地，降幅与降雨量正相关；秋季降雨对路基土体降温效果较弱，春季降雨促进路面与路肩下土体热通量和温度的降低，而易引起边坡和天然场地土体的升温；同样，多年冻土路基活动层水分变化表现出相似的季节特征，但含水量增量从大到小为路肩、边坡、天然场地、沥青路面，降雨对路面下土体含水量的影响深度(大于0.25 m)小于路肩(小于0.35 m)。因此，在降雨入渗深度范围内，多年冻土路基不同深度土体周期性平均降温从大到小为路肩、边坡、天然场地，沥青路面下土体仅在浅层0.05～0.15 m降温显...

青藏高原暖湿化诱发的多年冻土和寒区工程水热变化是第三极冻土生态与地质演化问题的关注焦点。目前降雨影响下的多年冻土地表能量收支建模未考虑雨水温度的影响，忽略了降雨能量脉冲作用。在已有的冻土水热耦合理论的基础上，通过引入考虑雨水感热的地表能量平衡理论，完善了考虑降雨能量的冻土水热耦合模型，基于青藏高原北麓河现场监测验证了模型的有效性，并分析了夏季降雨对地表能量平衡和活动层水热的影响机制。结果表明：考虑雨水感热的修正模型模拟土壤体积含水率、温度和热通量的平均偏差误差分别在±1.198%、±0.704℃和±1.66 W/m2之内，一致性指数分别大于0.877、0.929和0.937；优化后的模型提升了对地表吸放热状态的评估，能够较好地预测了雨后活动层水热的变化；夏季降雨增加地表蒸发潜热和雨水感热，降低地表净辐射、感热和土壤地表热通量使地面降温，降温效果与降雨强度正相关；同时受降雨时段影响，白天降雨事件的降温效果显著，雨水感热促进地表冷却，而夜间雨水短暂加热地表，蒸发潜热的显著作用使地表依旧持续降温。在地表温度梯度降低和雨水入渗的作用下，温度梯度水汽通量减少，液态水通量增加...

近50年青藏高原地区降雨呈波动性的增加趋势，且夏季降雨是全年降雨量的主要来源，降雨变化会导致冻土内部水热发生改变。然而，目前关于夏季降雨变化对多年冻土水热状态的影响研究鲜有文献报道。因此，基于优化地表能量平衡边界条件的水-汽-热耦合模型，以青藏高原北麓河地区2013年实测气象资料为模型驱动数据，研究夏季降雨增加到2倍后活动层的响应机制。结果表明：夏季降雨增加到2倍后，净辐射、蒸发潜热增加，而感热以及地表热通量减小，地表与大气之间的能量交换方式从感热转换为蒸发潜热，且夏季整体用来加热活动层的热量减少1.4%；夏季降雨增加导致液态水运移通量增加，而水汽运移通量减小，热传导通量、水汽对流热通量、水汽扩散潜热通量的减小量约为液态水对流热通量增加量的2.6倍，因此夏季降雨增加导致土体降温，活动层厚度整体抬升0.14 m，对冻土起到降温效果。