冻土水文地质学主要研究冻土区水分要素的时空分布和运动规律及其与冻土间的相互作用。在微观上，冻结温度、未冻水含量以及孔隙水压力等冻土层独有的水热参数决定了冻土的结构和物理力学性质，同时影响了冻土层的冻融过程。而宏观上，冻土层的存在改变了常规的地表径流和水系模式，地下水的循环系统也由于冻土层的季节性冻融发生了根本变化，形成了冻土区独特的水文地质条件。从微观和宏观两种角度系统归纳与总结国内外冻土水文地质学研究进展，并分析包括地球物理技术、水化学、冻土水文模型在内的技术方法，同时对高寒区特有的地下水溢流冰、融雪入渗和冻土保墒现象的研究成果进行总结与分析。冻土水文的发展趋势应在积累研究数据和技术方法的基础上进一步探索产汇流过程机理，并建立更完善的冻土水文物理模型，定量分析冻土与水资源之间的相互作用。

冻土属土质学范畴内的一种"特殊"土类,以地学研究的问题类型和俄罗斯工程地质学理论为基础,利用科学哲学的手段对冻土学研究的问题、系统类型、学科结构、研究任务、科学方法等方面进行了阐述.首先,对冻土进行了重新定义,从冻土的形态多样性入手说明了冻土学的研究对象;其次,提出冻土学中"今日"、"昨日"和"明日"3个问题;再次,针对冻土学研究的系统类型,并结合工程、冻土和环境的动态变化关系,将冻土学研究系统分为冻土-工程系统和冻土-环境系统,并从各个子系统(圈)的动态变化入手深入阐述其相互作用和相互制约的关系;然后,将广义工程地质学的学科结构应用于冻土学,并针对现今冻土学的发展状况,简要地展望了冻土学未来的理论-方法研究任务;最后对冻土学的科学研究方法进行了分类,并在此基础上阐述了冻土学与其他学科的相互联系.

天然气水合物是一种赋存在低温、高压条件下,陆上永久冻土区和海底沉积物中的规模巨大的新型能源。在冻土区的天然气水合物研究过程中,钻探取样和天然气水合物岩芯研究仍是识别和推断天然气水合物最直接有效的方法。因此,如何在钻探现场快速有效地识别出天然气水合物及相关异常特征就显得极其重要。近几年在祁连山天然气水合物勘探过程中,探索性地总结出适用于冻土区的天然气水合物现场识别方法,主要包括肉眼观测、孔口气涌观测、岩芯红外测温、岩芯裂隙孔隙水盐度测定、岩芯气体解析与组分测定和岩芯次生构造与伴生矿物鉴别等方法。利用该套现场识别方法和随钻岩芯编录,有效地查明了祁连山冻土区天然气水合物在岩芯中的产状和分布特征,为该区天然气水合物资源评价和试开采试验提供了重要依据。

由俄罗斯科学院西伯利亚分院Melnikov冻土研究所的V.V.Shepelev教授编写,R.V.Zhang教授编辑的《寒区冻结层上水》(Suprapermafrost Waters in the Cryolithozone)一书已于2011年由俄罗斯新西伯利亚的地球科学学术出版社(Novosibirsk:Academic Publishing House"Geo")出版发行.全书分为5章,共130页,包括50幅彩图,17个表格,426条主要参考文献,硬皮封面.针对地球科学界提出的一个新研究领域"寒区水文地质学(cryohydrogeology)",该书介绍了其概念、分类方案、主要影响因素、水的化学组成特性、持水系统的水动力特征以及他们对技术影响的响应等.全书包含了作者及其团队多年来对俄罗斯地区冻结层上水的形成规律、区域边界特征、相变特征等进行系统观测所得到的大量数据,并进行系统分析所得到的研究结果,具有很好的应用参考价值.该专著不但会引起水文地质学和冻土学专家的极大兴趣,而且可以作为主修地质学、地理学、土木工程、水文地质学、冻土学的大学生或研究生的教科书,也可以作为专业人员的参考书籍.

笔者等在青海省祁连山冻土区实施的科学钻探试验井中,直接钻获到白色冰状实物样品,并观察到燃烧现象,经激光拉曼光谱仪检测为天然气水合物,这是首次在中国陆域勘查到的天然气水合物。天然气水合物主要产于泥岩、油页岩、粉砂岩、细砂岩等层段中,与岩性关系不大;常出露在岩层的裂隙和孔隙中,受裂隙的控制比较明显;纵向上分布不连续,主要出现在井下130～400m之间,横向上无明显的对比关系。该区天然气水合物可能首先受到祁连山冻土特征等所确定的天然气水合物稳定带的限制,产出的具体部位受断裂及气源条件的双重控制,产生的烃类气体在不同级次断裂的疏导和上覆冻土层低温的共同耦合作用下,更易于在裂隙中形成天然气水合物。