本文關(guān)鍵詞：凍土學(xué)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

普通凍土學(xué)-俞祁浩

發(fā)布時(shí)間：2014-01-25 10:12:34  

寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所研究生特色課程講稿

凍土學(xué)與凍土工程

寒旱所凍土工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

俞祁浩

提綱

?凍土的認(rèn)識(shí)

?凍土的發(fā)育、過程和現(xiàn)象?凍土的分類

?凍土的分布

?凍土與環(huán)境的相互作用

什么是

對(duì)凍土的感觀認(rèn)識(shí)：

? 含有水分的土體被冷卻、凍結(jié)后，成為凍土。（如放入冰柜）? 冬季地表凍結(jié)形成凍土。（結(jié)冰、堅(jiān)硬的地表）——季節(jié)凍土? 埋藏于地下某深度范圍長期保持凍結(jié)狀態(tài)的土層。——多年凍土Frozen soil: 物理意義上對(duì)凍土的描述。

Frozen ground: 地理意義上對(duì)凍土的描述。

（季節(jié)凍土）Frozen ground

__(permafrost) （多年凍土 永久凍土）

凍土

frozen ground (soil, rock)

“具有負(fù)溫或零溫并含有冰的土類和巖石均稱為凍土”

-----凍土學(xué)詞典

凍土------含有冰的土類和巖石。

（冰與正溫的土混合？膠結(jié)？）

一般而言，有冰存在的土巖溫度低于或等于0℃。寒土-------具有負(fù)溫或零溫但不含有冰的土類和巖石。 干寒土 濕寒土

研究歷史（國外）

凍土學(xué)首先在俄羅斯發(fā)展成為獨(dú)立的學(xué)科

?16世紀(jì)，文獻(xiàn)出現(xiàn)有關(guān)西伯利亞等凍土存在的報(bào)道?謝爾金探井（深 116m）的凍土溫度資料在 1925 年測(cè)得。

?1927 年《蘇聯(lián)境內(nèi)永 久凍結(jié)土壤》一書的出版標(biāo)志著凍土學(xué)逐步發(fā)展成為一門獨(dú)立的學(xué)科

?19世紀(jì)后半期，西伯利亞工農(nóng)業(yè)的發(fā)展、西伯利亞大鐵路的修建（凍土學(xué)的發(fā)展）

《普通凍土學(xué)》1940年，《凍土學(xué)原理》1959年等

研究歷史（國內(nèi)）

?1956年《中國東北地區(qū)多年凍土區(qū)的分布》（第一份研究報(bào)告）

?1956年內(nèi)蒙古額爾古納旗某煤礦第一個(gè)凍土觀測(cè)點(diǎn)（根據(jù)蘇聯(lián)專家建議）

?1957年鐵路部門在大小興安嶺鐵路中調(diào)查凍土工程地質(zhì)現(xiàn)象

?1954年青藏公路通車，，凍土問題開始關(guān)注

?1960年冰川積雪凍土研究所籌委會(huì)，設(shè)立凍土研究組、開始凍土研究

?1963年《青藏高原凍土初步考察》 第一次系統(tǒng)報(bào)道青藏高原凍土分布、及特性專業(yè)研究論文

凍土學(xué)

研究內(nèi)容

?土的凍結(jié)和融化

?凍土地質(zhì)過程

?現(xiàn)象的形成、發(fā)育和分布規(guī)律

?在自然或人為影響下的變化和控制

凍土學(xué)：

研究凍土、土的凍結(jié)和融化、凍土地質(zhì)過程和現(xiàn)象的形成、發(fā)育和分布規(guī)律及其在自然或人為影響下的變化和控制的科學(xué)。

——《中國凍土》

普通凍土學(xué)（地質(zhì)過程和現(xiàn)象、發(fā)育和分布規(guī)律）

凍

土

學(xué)凍土力學(xué) （作為材料的力學(xué)性質(zhì)）凍土物理學(xué) （凍結(jié)和融化規(guī)律及內(nèi)在機(jī)理）

凍土熱學(xué) （伴隨有凍土內(nèi)冰水相變的熱交換過程）

凍土工程（人為影響下凍土變化、對(duì)工程的影響、控制措施）

凍土學(xué)的發(fā)展國家進(jìn)行建設(shè)、

社會(huì)發(fā)展

?凍土的認(rèn)識(shí)

?凍土的發(fā)育、過程和現(xiàn)象?凍土的分類

?凍土的分布

?凍土與環(huán)境的相互作用

、過程和現(xiàn)象凍土的發(fā)育

凍土的發(fā)育

凍土是自然環(huán)境條件下的產(chǎn)物復(fù)雜邊界條件

關(guān)鍵條件

土層熱邊

界條件

重要環(huán)境要素： 氣溫、降水、云量、日照、積雪等地質(zhì)構(gòu)造、地形地溫場(chǎng)形成的影響

區(qū)域地形、地質(zhì)構(gòu)造對(duì)凍

土分布及空間格局的影響

地質(zhì)構(gòu)造、地形對(duì)凍土溫

度、厚度的影響

自然界存在凍土的必要條件：凍土：具有負(fù)溫或零溫并含有冰的土類和巖石均稱為凍土。——可能處于負(fù)溫（零溫）的土層的區(qū)域就可能存在凍土。地 溫（土層溫度）

Qd = LE + P + A

地

面

輻

射

平

衡蒸發(fā)耗熱湍流交換耗

熱通過地面的熱

流 熱通量

自然界存在凍土的必要條件：凍土：具有負(fù)溫或零溫并含有冰的土類和巖石均稱為凍土。——可能處于負(fù)溫（零溫）的土層的區(qū)域就可能存在凍土。

地 溫（土層溫度）

A – q = Qd –（LE + P）地

表

熱

通

量地?zé)崃鬏椛淦胶庹舭l(fā)耗熱湍流耗熱

關(guān)鍵

A – q = Qd –（LE + P）

從地溫曲線“找”凍土

A

土

層

中

熱

交

換地溫的形成負(fù)溫 0 正溫環(huán)境溫度年變化深度

qA – q = △ Q –（LE + P）

不同氣候區(qū)的地溫曲線特征

負(fù)溫 0 正溫

非凍土區(qū)負(fù)溫 0 正溫季節(jié)凍土凍結(jié)深度季節(jié)凍土區(qū)

負(fù)溫 0 正溫

季節(jié)融化層（活動(dòng)層）

融化深度

（多年凍土上限）多

年

凍

土

厚

度

（多年凍土下限）多年凍土區(qū)

實(shí)測(cè)地溫曲線

大通河上游北岸季節(jié)凍土江倉盆地多年凍土

年平均氣溫、平均地溫哪里有？

凍土是氣候環(huán)境變化的產(chǎn)物

氣候環(huán)境的變化

凍土演化

生態(tài)環(huán)境的變化

中國的凍土分布圖

有哪些地下冰類型 “具有負(fù)溫或零溫并含有冰的土

類和巖石均稱為凍土”

由于地表水滲入到凍土中的洞穴或裂縫而結(jié)成冰

洞穴冰

孔隙冰 裂隙冰

分凝冰

埋藏冰

過程和現(xiàn)象凍土的發(fā)育、

厚層地下冰形成的重復(fù)分凝機(jī)制—程氏假說?未凍水的不等量遷移規(guī)律

?冰的自凈作用

?地表加積造成的地下冰共同生長

未凍水的遷移

未

凍水

遷移

方向

冷季遷移過程

正溫度梯度

暖季遷移過程

負(fù)溫度梯度

不等量遷移

地下冰的水分來源地下冰的生長過程

不等量遷移

開放系統(tǒng)封閉系統(tǒng)

冰的自凈作用

正溫度梯度

土顆粒的移動(dòng)

正溫度梯度土顆粒移動(dòng)方向未凍水遷移方向

土顆粒的移動(dòng)

負(fù)溫度梯度土顆粒移動(dòng)方向未凍水遷移方向

土顆粒的移動(dòng)

不同季節(jié)溫度梯度土顆粒移動(dòng)速度土顆粒地下冰移動(dòng)方向

共同生長 加積作用

地下冰的分布

厚層地下冰形成的重復(fù)分凝機(jī)制—程氏假說?未凍水的不等量遷移規(guī)律

?冰的自凈作用

?地表加積造成的地下冰共同生長

微細(xì)觀

凍土結(jié)構(gòu)

現(xiàn)象凍土的發(fā)育、過程和

凍土地貌地質(zhì)過程及現(xiàn)象冰緣現(xiàn)象 冰緣作用及形態(tài)凍土地貌地質(zhì)過程及現(xiàn)象

《中國凍土》

類型

1

、寒凍風(fēng)化-重力作用

石河、石海、石流坡、倒石堆等

寒凍風(fēng)化作用、冰劈作用

凍融分選作用 由于凍融作用，使得粒徑相似的顆粒呈現(xiàn)聚集的現(xiàn)象。與含水量、凍結(jié)速率、

土的粒度組成、凍融面的方向等有關(guān)。一般來說，粗顆粒有向著冷端遷移的趨勢(shì)。 天然條件下，地表物質(zhì)常常是粗細(xì)混雜的。由于石塊和土的導(dǎo)熱性能不同，因此凍結(jié)速度也各不一樣。碎石導(dǎo)熱率大，則先凍結(jié)，水分就先向碎石附近遷移，并于碎石周圍形成冰。水變成冰后體積膨脹，則使碎石產(chǎn)生位移，這樣就產(chǎn)生了粗細(xì)物質(zhì)的分異。久而久之，粗細(xì)物質(zhì)相對(duì)集中，呈現(xiàn)出各種形態(tài)。這一過程被稱為凍融分選作用。

凍融分選作用

凍拔作用

凍拔石：

粗顆粒和適當(dāng)細(xì)顆粒組成的土中的石塊，在反復(fù)凍融過程中會(huì)在凍脹力的作用下產(chǎn)生向上的移動(dòng)，最終露出地表。

石河：

由寒凍風(fēng)化產(chǎn)生的巖塊、巖屑，在重力作用下匯集到斜坡溝槽內(nèi)，碎石沿溝槽徐徐向下移動(dòng)，故取名石河。

石海：

寒凍風(fēng)化作用產(chǎn)生的大量大小不等的棱角狀巖塊及巖屑，在地形平緩條件下，大多在原地殘留下來，形成碎石覆蓋地面，這就是石海。

巖屑坡：

物質(zhì)來源及產(chǎn)生與石海大體相似，但二者出現(xiàn)的地貌部位不同。石海多見于平緩的山頂；石流坡出現(xiàn)在山坡。

倒石堆：

由寒凍風(fēng)化作用形成的碎石、巖塊，在重力和流水作用下搬運(yùn)并堆積在山腳或溝口，形成扇形或錐形的碎石場(chǎng)。

冰緣現(xiàn)象形成位置示意圖石海

巖屑坡

物質(zhì)來源

基巖寒凍風(fēng)化塊碎石石河

倒石堆

石海

巖屑坡

2、雪蝕作用

發(fā)生在雪線 如雪蝕洼地等

61

3、凍融蠕流-重力作用

泥流階地、融凍泥流、泥流舌等

由高含冰量細(xì)粒土構(gòu)成的緩坡，在融化季節(jié)凍土融化使土層呈流塑狀態(tài)，并在重力作用下，沿凍土層面順坡向下緩緩蠕動(dòng)下滑，這種過程稱為凍融蠕流作用�！　�

：融凍泥流階地

它常出現(xiàn)在地下冰發(fā)育的緩坡上，地面坡度一般為15～20度。順直坡面對(duì)融凍泥流階地形成最為有利。

泥流舌、泥流坡坎：

泥流舌、泥流坡坎形成的坡度要更大一些，一般在25～30度。同時(shí)，泥流舌及泥流坡坎的發(fā)生，除本身在重力作用下徐徐蠕動(dòng)以外，來自上方坡面的降水也促使它向下流動(dòng)。因此，泥流舌的發(fā)育過程比融凍蠕流階地要快，具有一定的突發(fā)性。

4、凍融分選作用

由于凍融作用，使得粒徑相似的顆粒呈現(xiàn)聚集的現(xiàn)象。與含水量、凍結(jié)速率、土的粒度組成、凍融面的方向等有關(guān)。一般來說，粗顆粒有向著冷端遷移的趨勢(shì)。 天然條件下，地表物質(zhì)常常是粗細(xì)混雜的。由于石塊和土的導(dǎo)熱性能不同，因此凍結(jié)速度也各不一樣。碎石導(dǎo)熱率大，則先凍結(jié)，水分就先向碎石附近遷移，并于碎石周圍形成冰。水變成冰后體積膨脹，則使碎石產(chǎn)生位移，這樣就產(chǎn)生了粗細(xì)物質(zhì)的分異。久而久之，粗細(xì)物質(zhì)相對(duì)集中，呈現(xiàn)出各種形態(tài)。這一過程被稱為凍融分選作用。

4

、凍融分選作用

石環(huán)、石條、石帶、斑土等

石環(huán)：

平緩而又粗細(xì)混雜的地表層，經(jīng)凍融分選作用，使泥土巖屑集中在中間，巖塊被排擠到周邊，呈多邊形或近圓形，形成所謂的石環(huán)。

石條

石條： 巖屑坡上的碎石經(jīng)反復(fù)凍融及凍融分選使碎石匯集于低處，又經(jīng)重力作用碎屑順坡向下延伸而形成的。 由于常常與巖屑坡同時(shí)存在，碎石與細(xì)粒物質(zhì)呈條形相間順坡排列，登高俯視，宛如田野溝。

斑土

5、凍脹、凍裂作用

土層凍結(jié)，水分向凍結(jié)鋒面遷移，產(chǎn)生重分布并變成冰，使原土層體積增大，或使地面抬升的過程，稱凍脹作用�！　雒浭窃斐筛黝惤ㄖ飪龊Φ闹饕�。當(dāng)?shù)鼗翆觾鼋Y(jié)，體積膨脹，建筑物和外部荷載不能克服地基土層凍結(jié)的膨脹力時(shí)，基礎(chǔ)便被抬起。由于各側(cè)基礎(chǔ)受力不同，建筑物就要產(chǎn)生裂縫、傾斜，嚴(yán)重者甚至倒塌。

冰錐、凍脹丘、砂楔、土楔等

巨大冰楔斷面

冰錐、凍脹丘

河冰錐

泉冰錐

冰錐（涎流冰）：

水溢出地表凍結(jié)面而形成的地面冰體。 河冰錐 湖冰錐 泉冰錐

凍脹丘：

由于差異性凍脹作用形成的丘狀地形，總稱凍脹丘。

凍 脹 丘

凍 脹 丘

凍脹草丘：

細(xì)粒土的差異性凍脹形成一些非分選的環(huán)，環(huán)的中部凍土上限常常下凹，呈碗形，夏末，活動(dòng)層地步常常飽水，飽水的土在重力作用下沿著碗形凍結(jié)面向碗底向下和向內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，在碗底匯合又做向上的運(yùn)動(dòng)，凍融草丘就由這種循環(huán)運(yùn)動(dòng)形成。

凍脹草丘

214國道沿線， 鄂拉山區(qū)

6、熱融作用

熱融滑塌、熱融洼地、熱融湖塘、熱融沖溝等

由于天然或人為的因素改變了地表狀況，引起季節(jié)融化深度加深，導(dǎo)致層狀地下冰或高含冰凍土融化，而使地面下陷或改變地表形態(tài)的過程被稱熱融作用�！　�

熱融滑塌：

斜坡遭受破壞，多年凍土的地下冰層暴露，夏天暴露的冰層融化，使上覆草皮和土層失去支承而塌落下來。冰層融水稀釋塌落物質(zhì)呈流塑狀態(tài)，在重力作用下緩緩下滑。地下冰層繼續(xù)融化，上邊土層再次塌落，并使新的冰層繼續(xù)露出。如此往復(fù)，經(jīng)過幾個(gè)夏天的滑塌，就滑塌到坡頂。溢出地表凍結(jié)面而形成的地面冰體。

熱融湖塘

熱融洼地、熱融湖：

由于天然或人為因素（鏟除草皮、砍伐森林等）的影響，地下冰層融化，使地表沉陷成的負(fù)地形，被稱為熱融洼地；地下冰層融化，融水滲浸進(jìn)入或地表水匯聚于洼地，便形成了熱融湖。

工程作用下的凍融作用

?凍土的認(rèn)識(shí)

?凍土的發(fā)育、過程和現(xiàn)象?凍土的分類

?凍土的分布

?凍土與環(huán)境的相互作用

?存在時(shí)間的分類?分布區(qū)域的分類?凍土類型的分類?凍土的工程分類

按存在時(shí)間:

多年凍土：perennially frozen ground (permafrost) 至少存在 2年以上（青藏高原）

季節(jié)凍土：seasonally frozen ground

冬季凍結(jié)，夏季融化的土層；凍結(jié)持續(xù)時(shí)間一般大于1月。

深季節(jié)凍土（凍結(jié)深度大于2m); 玉樹 呼倫貝爾（3.5-4） 中深季節(jié)凍土（凍結(jié)深度1-2m）； 西寧

淺季節(jié)凍土（凍結(jié)深度小于1m）。 西安

短時(shí)凍土：instantaneous frozen ground

冬季短時(shí)間內(nèi)形成凍結(jié)，一般凍結(jié)持續(xù)時(shí)間不超過1月。 （南京、武漢）

中國凍土分布

多年凍土多年凍土

占國土面積占國土面積22%70%

季節(jié)凍土區(qū)占國土面積2/3

88

按分布區(qū)域:

北南

高

緯

度

多

年

凍

土

南

高緯度多年凍土連續(xù)性界

90

高海拔多年凍土連續(xù)性大片連續(xù)多年凍土

大片-島狀多年凍土高

低

島狀-稀疏多年凍土

高海拔多年凍土下界海拔高度

H多年凍土連

續(xù)分布

H多年凍土出現(xiàn)最低海拔

阿拉斯加

落基山

雅庫茨克俄羅斯

蒙古

中國

青藏高原

加拿大

魁北克

格陵蘭冰島

連續(xù)多年凍土不連續(xù)多年凍土島狀多年凍土

挪威

烏拉

爾山

天山

Alps

按照多年凍土含冰狀況劃分：

少冰凍土

多冰凍土

富冰凍土

飽冰凍土

含土冰層凍土中含冰量遞增

多年凍土工程分類（以后詳解）

按照多年凍土熱穩(wěn)定性劃分：

多年凍土類型 年平均地溫

不穩(wěn)定型多年凍土: AMGT:+0.5-- -0.5℃過渡型多年凍土： AMGT:-0.5-- -1.5℃亞穩(wěn)定型多年凍土： AMGT:-1.5-- -3.0℃ 穩(wěn)定型多年凍土： AMGT:-3.0-- -5.0℃極穩(wěn)定型多年凍土： AMGT: <-5.0 ℃

程國棟院士分類

備注：俄羅斯多年凍土地溫劃分：> -5 ℃，高溫凍土

多年凍土類型 年平均地溫高溫極不穩(wěn)定多年凍土 MAGT: 0~-0.5高溫不穩(wěn)定多年凍土 MAGT: -0.5~-1.0低溫基本穩(wěn)定多年凍土 MAGT: -1.0~-2.0低溫穩(wěn)定多年凍土 MAGT:<-2.0

青藏鐵路多年凍土熱穩(wěn)定性分類

季節(jié)融化層

多年凍土層季節(jié)活動(dòng)層 季節(jié)融化層 季節(jié)凍結(jié)層多年凍土上限 or頂板 多年凍土區(qū) 銜接凍土層

不銜接凍土層多年凍土下限or底板

季節(jié)融化層年平均地溫 季節(jié)融化層（>0℃） 季節(jié)凍結(jié)層（ ≦ 0℃）

高低溫凍土的劃分 高溫多年凍土區(qū) 低溫多年凍土區(qū)多年凍土層

102

凍土年平均地溫取值負(fù)溫 0 正溫

活動(dòng)層

最低溫度包絡(luò)線

最高溫度包絡(luò)線多年

凍

土

厚

度

多年凍土下限最大季節(jié)融化深度多年凍土上限年變化深度年平均地溫年變化深度：

年內(nèi)溫度變化< 0.1 ℃深度；

年平均地溫：

年變化深度處的土層溫度

一般而言，10m 以下土層溫度可穩(wěn)定，通常采用15m深度地溫作為凍土年平均地溫。

（按照多年凍土熱穩(wěn)定性劃分）103

多年凍土界限南界 or北界

凍結(jié)層上水凍結(jié)層間水凍結(jié)層下水

?凍土的認(rèn)識(shí)

?凍土的發(fā)育、過程和現(xiàn)象?凍土的分類

?凍土的分布

?凍土與環(huán)境的相互作用

?分布特點(diǎn)

?主要影響因素

太平洋

多年凍土

季節(jié)凍土

短時(shí)凍土

阿拉斯加

俄羅斯

加拿大蒙古中國北冰洋

格

陵

蘭

冰島Svalbard挪威

大西洋北半球多年凍土占

陸地面積的24%。

多年凍土和季節(jié)凍

土大約占陸地面積

的57%。

北半球多年凍土分布

俄羅斯 50%蒙古65%

加拿大50%

阿拉斯加85%

110

?前蘇聯(lián)多年凍土方布面積1000萬平方公里.約 占國土面積48%，是多年東土分布最大的國家。

?其次為加拿大，多年凍土分布面積490萬平方公里，占國土面積的50%。

?我國多年凍土的面積約250萬平方公里，占國土面積的22.4%占世界 第三

中國凍土分布

多年凍土多年凍土占國土面積占國土面積22%70%

季節(jié)凍土區(qū)占國土面積2/3

1-2 我國的凍土分布狀況

我國各類凍土占國土面積比例

多年凍土

+

季節(jié)凍土

71.6%

（約70%）

基本數(shù)據(jù)：

多年凍土：1/5

季節(jié)凍土：一半

多年凍土+季節(jié)凍土：超過2/3114

1-2 我國的凍土分布狀況

興安嶺

中

國

凍

土

分

區(qū)昆侖山西部高山多年凍天山土區(qū)塔里木盆地柴達(dá)祁連山爾盆地準(zhǔn)葛爾盆地東北多年凍土區(qū)北京天津喜馬拉高原多年凍土區(qū)雅山

115

我國東北多年凍土分布特點(diǎn)

我國東北地區(qū)的高緯度多年凍土

不

連

續(xù)

多

年

凍

土

區(qū)大

興大片島狀多年凍土區(qū)小興

區(qū)

安零星島

嶺狀多年凍土安嶺

多年凍土南界高緯度多年凍土：緯度范圍：N46 °--- 53.5 °季節(jié)凍土

我國東北地區(qū)多年凍土分布基本特征

不連大片

續(xù)多島狀

年凍年

大土區(qū)土

小

興興

年

裝多

安安

零星倒

區(qū)

凍土嶺

嶺季節(jié)凍土多年凍土南界1、緯度控制多年凍土的分布格局 N-S多年凍土發(fā)育逐漸減弱。2、高程構(gòu)成控制多年凍土發(fā)育的第二重要因素 大小興安嶺的地勢(shì)改變了各類多年凍土區(qū)的界限。

我國山地多年凍土分布特點(diǎn)

地表溫度—?dú)鉁仃P(guān)系： 天山：

Ts =1.86+1.02 Ta

河西走廊：

Ts = 2.20+1.06 Ta

凍土分布特征

海拔高程是控制多年凍土發(fā)育的主導(dǎo)因素。

盆地內(nèi)：季節(jié)凍土， 凍結(jié)深度隨海拔增高而加深；

山區(qū)：當(dāng)達(dá)到一定海拔高度時(shí)（多年凍土下界海拔）出現(xiàn)多年凍土。海拔越高，多年凍土越發(fā)育（連續(xù)性增強(qiáng)，凍土厚度增加，地溫降低）。

多年凍土分布的下界海拔高度4374m

大片多年凍土

2800m阿爾泰山

島狀多年凍土

2200m季節(jié)凍土

季節(jié)凍土

阿爾泰山多年凍土下界海拔處年平局氣溫比其他山區(qū)低，凍土連續(xù)性差�！e雪影響

多年凍土分布的下界海拔高度天山多年凍土下界海拔：

陰坡：2700-3250 陽坡：3050-3390由一系列山體和斷陷盆地組成，

自北至南：北天山、中天山、南天山

烏魯木齊河上游地形及凍土分布

阿克蘇河上游地形及凍土分布

烏魯木齊 1# 冰川

我國高原多年凍土分布特點(diǎn)

1-2 我國的凍土分布狀況

青藏高原的多年凍土

高原隆升與多年凍土形成

符合三位地帶性分布規(guī)律：

Ta = 65.2529 -0.134 X1 -0.1408 X2 – 0.005407 X3

新疆：

對(duì)

比Ta = 67.3733 – 1.1583 X1 – 0.0594 X2 – 0.005164 X3

河西走廊：

Ta = 61.1383 – 0.6712 X1 – 0.1954 X2 – 0.005232 X3

?如同其他山地凍土一樣，海拔高程依然是控制多年凍土發(fā)育的主導(dǎo)因素。?緯度的影響相對(duì)略弱。

青藏高原凍土分區(qū)分為5個(gè)區(qū)阿爾山地金山多年-祁連凍土山

藏北高原北部大片多

年凍土

喜馬拉雅山

山地多年凍土高原南部

大片-島狀多年凍土青藏高原東緣島狀山地多年凍土

喜馬拉雅山山地多年凍土區(qū)

分布特征：

? 海拔控制

? 極高山峰頂，多年凍

土地溫可達(dá)-17 ℃

? 目前知之甚少。

藏北高原南部大片-島狀多年凍土區(qū)

分布特征：

? 北低南高地勢(shì)決定了

北部以島狀多年凍土為

主；南部以大片分布的

多年凍土為主。

? 多年凍土島的存在主

要依賴于地表潮濕、植

被發(fā)育的低洼地或沼澤

化濕地。

青藏高原東緣山地多年凍土區(qū)

分布特征：

? 海拔控制，緯度調(diào)整

? 多年凍土下界相對(duì)較

低；（北部地區(qū)：陰坡

3800，陽坡4000）

? 目前資料不多。

青藏高原東緣山地多年凍土區(qū)

分布特征：

? 海拔控制，緯度調(diào)整

? 多年凍土下界相對(duì)較

低；（北部地區(qū)：陰坡

3800，陽坡4000）

? 目前資料不多。

祁連山區(qū)的多年凍土

總體地形：在巨大的山體上綿延著一系列NW-NWW向近乎平行的山脈和山間盆地，地勢(shì)高峻。 西北高，東南低。

多年凍土分布特點(diǎn)：

? 海拔高度為主導(dǎo)因素決定多年凍土的分布，緯度對(duì)多年凍土分布有修正作用。

? 多年凍土分布下界：陰坡3450m； 陽坡：3700m。? 山間盆地多年凍土發(fā)育。

? 沼澤化草甸多年凍土最發(fā)育。

德令哈以北多年凍土分布區(qū)地表

海拔：3900

干燥，植被稀疏

木里多年凍土地表

海拔 3900

潮濕，多年凍土發(fā)育，多年凍土地貌顯著

江倉，海拔3800

青南-藏北高原北部大片多年凍土區(qū)

青藏高原腹地，多年凍土最為發(fā)育的地區(qū)，青藏高原多年凍土主體。

分布特征：

? 多年凍土呈大片連

續(xù)分布，局部有融區(qū)；

凍土研究空

白？? 由西向東多年凍土分布下界有降低趨勢(shì)；

? 分凝冰層廣泛分布，

埋深與多年凍土上限基

青康公路青藏鐵（公）路本一致，冰層頂面與地

面平行。

?分布特點(diǎn)

?主要影響因素

1-3 影響凍土發(fā)育的因素

多年凍土發(fā)育的含義? 利于形成多年凍土? 多年凍土厚度大? 多年凍土地溫低主要影響因素? 氣候? 地形? 水分

? 巖性

? 植被

? 積雪

主要影響因素?地帶性因素?局地性因素

地帶性因素

維度、經(jīng)度、海拔高度

Tips：蘭州：36°，10℃

我國東北地區(qū)多年凍土分布基本特征

不連大片

續(xù)多島狀

年凍年

大土區(qū)土

小

興興

年

裝多

安安

零星倒

區(qū)

凍土嶺

嶺季節(jié)凍土多年凍土南界1、緯度控制多年凍土的分布格局 N-S多年凍土發(fā)育逐漸減弱。2、高程構(gòu)成控制多年凍土發(fā)育的第二重要因素 大小興安嶺的地勢(shì)改變了各類多年凍土區(qū)的界限。

地帶性因素

維度、經(jīng)度、海拔高度

季風(fēng)氣流降雨氣溫植被水分….

地帶性因素

維度、經(jīng)度、海拔高度

緯度范圍：35-36

氣 候

宏觀上主導(dǎo)多年凍土的發(fā)育。氣候越寒冷，越有利于多年凍土的發(fā)育。緯度：緯度越高，氣候越寒冷，凍土越發(fā)育； ——緯度地帶性海拔：海拔越高，氣候越寒冷，凍土越發(fā)育； ——垂直地帶性大陸性程度：大陸度性越強(qiáng)，凍土越發(fā)育。 （與經(jīng)度地帶性有關(guān)）

高緯度多年凍土南界在歐洲緯度高，在亞洲緯度低（更加南移） 當(dāng)以上因素有利疊加時(shí)，多年凍土極為發(fā)育。

地帶性因素 經(jīng)度、維度、海拔高度

159

地帶性影響

不同因素的權(quán)重

主要影響因素?地帶性因素?局地性因素

A – q = Qd –（LE + P）地表熱通量地?zé)崃鬏椛淦胶庹舭l(fā)耗熱湍流耗熱

凍土區(qū)域性發(fā)育規(guī)律、植被、水文條件、局地因素- 深部地溫和地中熱流、巖性、地形地貌

位于布曲河青藏公路泉水及出露形成泉華泉水出露深部地溫和地中熱流

、巖性、地形地貌、植被、水文條件

對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響

對(duì)凍土凍結(jié)、融化過程的不同影響對(duì)含水率的影響

深部地溫和地中熱流、巖性、地形地貌、植被、水文條件

深部地溫和地中熱流、巖性、地形地貌、

植被、水文條件

地 形主要表現(xiàn)：

坡度、坡向?qū)椛涞挠绊憽?/p>

山區(qū)陽坡

平原濕地山區(qū)平地、陰坡

溫泉區(qū)域鉆孔地溫分析

坡度、坡向

深部地溫和地中熱流、巖性、植被、水文條件地形地貌、

青藏鐵路北麓河試驗(yàn)段路基破面溫度監(jiān)測(cè)資料

左坡面

1139+940 右坡面路面道路頂面

左坡面（陽坡）右坡面（陰坡）人為制造坡向、坡度后

對(duì)地表溫度的影響。

深部地溫和地中熱流、巖性、地形地貌、

植被、水文條件

楚瑪爾河高原湖泊下融區(qū)地溫等溫線剖面

安多南桑曲河谷景觀

深部地溫和地中熱流、巖性、地形地貌、植

被、水文條件

土季節(jié)凍結(jié)和融化的影響因素

雪蓋的影響、植被的影響、土的成分和含水率、地表沼澤化的影響、地形的影響、水體的影響等

雪蓋的影響

、植被的影響、土的成分和含水率、地表沼澤化的影響、地形的影響、水體的影響等

積 雪

主要表現(xiàn)：

? 增大反射率，減少輻射吸熱；

? 雪蓋是低導(dǎo)熱體，對(duì)下伏凍土層可以起到保溫作用。使得地表溫度上升。? 積雪的消融耗熱，使得積雪層起著冷卻作用。

研究仍然不足——積雪厚度、積雪持續(xù)時(shí)間、積雪出現(xiàn)時(shí)間等因子的綜合考慮。? 我國東北地區(qū)：積雪主要發(fā)生在冬季，積雪以保溫作用為主；

? 在阿爾泰山、天山地區(qū)，穩(wěn)定的冬季積雪也是以升溫作用為主；

? 青藏高原，積雪以春秋兩季較多，積雪厚度不大，升溫作用微弱；夏季不穩(wěn)定積雪的消融起降溫作用。

個(gè)人觀點(diǎn)：初冬的積雪——升溫作用；向后越晚，升溫作用越弱；

開春時(shí)的積雪——降溫作用；向后越晚，降溫作用越強(qiáng)。

主要表現(xiàn)：

? 植被有顯著改變地表溫度較差的作用；

? 植被對(duì)地面有雙重溫度效應(yīng)：冷卻（遮陽、蒸騰） or 保溫（低導(dǎo)熱性）? 植被-巖性-水分作用的關(guān)聯(lián)性，通過水分起作用。

植被的影響

不同植被的影響

植被對(duì)水分過程的影響

雪蓋的影響、植被的影響、土的成分

和含水率、地表沼澤化的影響、地形的影響、

水體的影響等

主要表現(xiàn)：

? 土壤成分對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)、土壤含水量、植被生長的不同影響? 細(xì)顆粒土一般含水量較高，利于凍土發(fā)育。

雪蓋的影響、植被的影響、土的成分

和含水率、地表沼澤化的影響、地形的

影響、水體的影響等

沼澤

雪蓋的影響、植被的影響、土的成分和含水率、地表沼澤化的影響、地形的影響、水體的影響等

雪蓋的影響、植被的影響、土的成分和含

水率、地表沼澤化的影響、地形的影響、

水體的影響等

雪蓋的影響、植被的影響、土的成分和含

水率、地表沼澤化的影響、地形的影響、水體的影響等

地表沙漠化對(duì)凍土的影響

雪蓋的影響、植被的影響、土的成分和含水率、地表沼澤化的影響、地形的影響、水體的影響等

根據(jù)地表可見因素判斷多年凍土發(fā)育程度

多年凍土發(fā)育

利

于

多

年

凍

土

發(fā)

育沼澤草甸草甸草原干燥裸地基巖泥炭土粘性土砂質(zhì)土碎塊石土基巖有一定積水濕地潮濕地表低洼地表斜坡干燥地表基巖

植被 土質(zhì) 地表形態(tài)注意與熱融湖塘的區(qū)別僅供參考

?凍土的認(rèn)識(shí)

?凍土的發(fā)育、過程和現(xiàn)象?凍土的分類

?凍土的分布

?凍土與環(huán)境的相互作用

在哪里

凍土是氣候環(huán)境變化的產(chǎn)物

氣候環(huán)境的變化

凍土演化

生態(tài)環(huán)境的變化

凍土與環(huán)境的相互作用

熱融湖塘熱融坍塌植被退化 荒漠化

地表沙漠化對(duì)凍土的影響

凍土變化過程的復(fù)雜性

上一篇：農(nóng)田輻射傳輸光學(xué)遙感成像模擬研究綜述_楊貴軍
下一篇：外文資料檢索

  本文關(guān)鍵詞：凍土學(xué)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。