發(fā)布時間：2020-10-28 09:37

　　 巴丹吉林沙漠是我國第二大沙漠,含有上百個湖泊,同時也分布有高大的沙山,吸引著國內外學者的研究興趣。沙漠位于干旱氣候區(qū),多年平均降水量不足100 mm,而潛在蒸發(fā)量超過1200 mm,只有依靠地下水的持續(xù)排泄才能維持湖泊的存在。巴丹吉林沙漠的多年平均氣溫為10?C左右,屬于季節(jié)性凍土區(qū),凍結期從當年12月下旬持續(xù)到次年3月上旬。前人在研究地下水淺埋區(qū)的季節(jié)性凍土時,一般認為凍結期土壤水的凍結作用會增加毛細吸力,導致地下水向上運移損失,從而引起地下水位的下降。巴丹吉林沙漠的湖邊也存在地下水淺埋區(qū),現(xiàn)有觀測資料表明,其地下水位在凍結期并不下降,反而有所上升。本論文主要針對這個不符合常規(guī)的現(xiàn)象開展研究。本論文的研究地點為巴丹吉林沙漠的蘇木吉林湖區(qū)。課題組在這個地點布置有觀測站,安裝了自動氣象站、湖水監(jiān)測探頭以及湖岸地下水觀測井和土壤水動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。本次研究收集到觀測站2016-2017年的氣象數據、土壤水動態(tài)數據、地下水埋深數據以及湖水位數據。根據觀測結果,確定土壤水的凍結期為2016年12月中旬至2017年2月中旬,季節(jié)性凍土的最大凍結深度為33 cm,遠小于同緯度地區(qū)的平均最大凍結深度。本研究利用SHAW程序,建立垂向一維飽和—非飽和帶水汽運移、相變和熱運移的耦合數值模型,模擬分析了觀測站土壤水凍融過程及其與地下水的關系。模擬結果表明,凍結期單位面積土壤水分增加量為0.64 cm,在封閉條件下可導致地下水下降5 cm。這說明實測地下水位的上升是由湖泊周邊外來補給造成的。通過不同地下水埋深條件的土壤凍融過程模擬,發(fā)現(xiàn)凍結吸水引起地下水變化的極限埋深為85 cm。采用IPCC提出的2081-2100年氣溫變化與CO2趨勢,模擬了RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0、RCP8.5四種氣候情景下的周期性土壤凍融過程,預測2100年觀測站的平均凍融期將分別縮短為53天、49天、47天和34天,而平均最大凍結深度將分別減小為31.0 cm、28.3 cm、26.9 cm和20.6 cm。本論文從一個新的角度認識了巴丹吉林沙漠凍結期土壤水變化與地下水的關系,可作為進一步研究的參考依據。
【學位單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2020
【中圖分類】：S152.7;P641

【參考文獻】

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本文編號：2859912