为完善阿里荒漠区土壤本底数据，提高对高寒荒漠土壤碳汇水平的认识，以青藏高原阿里荒漠区0～100 cm土层为研究对象，通过对分布在全区34个样点的野外调查、样品收集与室内试验，探讨了土壤有机碳含量（soil organic carbon, SOC）与土壤有机碳密度（soil organic carbon density, SOCD）的分布特征及其与植被类型和土壤物理性质的关系。结果表明：（1）0～100 cm深度的SOC和SOCD均值分别为3.74 g·kg-1和4.91 kg·m-2，在全国范围内处于较低水平；在垂直方向上，SOC与SOCD从表层逐渐向深层递减，具有明显的表聚现象。（2）全区的SOC与SOCD表现为强变异性，而且因植被类型不同呈显著差异（P≤0.05），水平方向上呈现为由东北向西南从荒漠草原、草原化灌木荒漠、半灌木-矮半灌木荒漠再到无植被区域的递减趋势。（3）区内土壤的容重和砂粒含量随深度增加而逐渐增加，含水量、黏粒含量和粉粒含量逐渐减少，在部分植被盖度低的区域土壤含水量和黏粒含量随土层深度呈现出低—高—低趋势。土壤含水量、粉...

为评价蒸发塘防渗材料——高密度聚乙烯土工膜和钠基膨润土防水毯耐久性,本文以我国北方高寒地区气候环境为试验条件,系统开展了高密度聚乙烯土工膜和钠基膨润土防水毯高浓度酸碱盐溶液和高浓度废液的腐蚀等外界特殊条件影响测试,以及钠基膨润土防水毯经过冻融循环和干湿循环条件下渗透特性变化的耐久性研究,判断材料是否满足工程要求。结果表明:高密度聚乙烯土工膜在室内4种高浓度液体中浸泡26周内,腐蚀溶液对高密度聚乙烯土工膜拉伸强度性能指标的影响较小;钠基膨润土防水毯在腐蚀溶液室内浸泡的26周内,渗透性略有增加,但对防渗性能影响不大;历经20次冻融和干湿循环后,钠基膨润土防水毯的渗透性变化较小。

近几年随着电子技术和计算机技术的高速发展,高密度电法仪器和解释软件更加先进,进一步拓宽了高密度电法在工程地质勘察和矿产资源勘查中的应用,同时遇到了更为复杂工作条件下的勘探需求。本文就高密度电法勘探时如何克服低温、冻土、地形、复杂地电特征的影响,进行有效的实践探索。

高海拔花岗岩区裸露基岩丘与多成因沉积物盆垄显示地质条件变化较大,给高海拔宇宙射线观测站（LHAASO）工程建设带来挑战.地质调查和物探相结合,对场区大范围勘察以求规划避让断层,中心区WCDA小范围精细探测以刻画基岩顶面起伏变化,便于地基设计.采用音频大地电磁法（AMT）和高密度电法相结合,在场区和中心区布网探测.结果发现,在避开区域断层后,不同规模断层在场区依然存在,与区域断裂构造NNE走向和节理走向不完全一致,影响到局部坳陷盆地规模走向和沉积物分布.场区基岩埋深20～60 m,变化较大.受第四纪冰川和现代河流作用,堆积了厚达30 m冰碛物和60 m冲洪积物,分布在场区约4 km2范围内,而靠近较大规模断层破碎带的堆积物厚达100多米.分析结果被后期钻探验证,为工程规划设计提供了科技支撑.

青海—西藏±500 kV直流联网工程不冻泉-风火山段输电线路工程分布在青藏高原冻土地区,其塔基稳定性主要受到冻融循环作用、冻土和地下冰稳性、不良冻土现象、环境气候变迁以及输电线路工程结构本身等诸多因素的影响,由此会导致输电线路冻土工程问题的出现,并会对工程的安全运营产生影响。为了解决这一工程问题,以高密度电法为主、钻探验证为辅的综合勘察方法对工程区域内的多年冻土分布范围及状态做了详细的勘察和研究,最终以83.7%的定量解释精度确定了冻土层、地层、冻土层上水的分布特征和范围,总结出了不同类型冻土的电阻率值及变化范围,为输电线路工程塔基定点、设计、施工及选线等工作提供了科学依据。

热参数是进行冻土温度场评估和强度稳定性计算的先决条件,但其数值由于组成材料的多相性和水物态变化的持续性而难以确定。为揭示四相系冻土材料的比热与其干密度、饱和度和温度的关系,研究了压力、温度、物态变化对土比热的影响。在此基础上,依据自然冻土和人工冻土的存在温度、干密度和含水量,配制了多种黏土试样。通过低温恒温循环槽和比热容测试仪等仪器设备,实测了试样的比热容。研究表明,当干密度一定时,冻土的比热随饱和度的增大而增大,其原因在于孔隙水比热对土比热的贡献随饱和度的增大而增大;当饱和度一定时,比热随干密度的变化而变化,但其趋势在高饱和度和低饱和度阶段呈现不同的规律,这可能源于土颗粒与水的质量占比和水土比热的差异都对比热有重要影响但影响权重不同。另外,论文还研究了误差的原因在于热平衡持续阶段的热量损失难以评价,并提出了提高绝热效率的改进方向。

通过建立正演冻土模型,验证了将高密度电阻率法应用于冻土监测的可行性。对高密度电阻率法装置进行特殊处理,将其应用于对季节性冻土的监测,并进行了七个月份的连续监测。结果表明:高密度电阻率法在季节性冻土监测中可行;通过对实测数据进行反演处理,得到电阻率反演剖面,可以看出表层土壤在季节变化中有明显的结冻、解冻行为;并可估算出冬季冻土深度范围。

山地多年冻土的异质性影响其植被类型的分布特征,且对有机碳的分布也具有重要影响。通过采集黑河上游多年冻土区三种典型植被类型(高寒沼泽草甸、高寒草甸、高寒草原)8个活动层的土壤样品,测定其土壤有机碳密度及其理化性质。结果表明:高寒沼泽草甸土壤有机碳密度最高(49.50kg·m-2),高寒草甸次之(11.22 kg·m-2),高寒草原最低(7.30 kg·m-2)。土壤有机碳密度的剖面垂直分布特征具有差异性,高寒沼泽草甸土壤有机碳密度随深度变化不明显,高寒草原和高寒草甸土壤有机碳密度随深度逐渐减小,存在显著的表层聚集性。有机碳密度与土壤含水率和细粒含量呈显著正相关,与pH值呈显著负相关关系。一般线性模型结果表明土壤含水率、pH值和土壤颗粒组成解释了96.39%的有机碳密度变异,其中土壤含水率贡献了81.53%,pH值和土壤粒度分别贡献了9.33%和4.75%。研究表明多年冻土区不同植被类型土壤有机碳密度分布特征具有明显差异,山地多年冻土土壤含水率是控制有机碳密度分布特征的重要影响因素。

本文简要叙述了冻土电阻率的变化及其影响因素,在江仓煤矿附近的克克赛曲,采用大功率电测深和超高密度电法,垂直于河道布设,进行冻土探测的野外试验工作。综合分析野外探测结果和钻孔资料,得出以下结论:就第四系而言,冻土的电阻率值是非冻土的几倍甚至几十倍;电测深方法可以较为精确地探测冻土的上下界及其平面范围,而超高密度电法仅可以精确探测冻土的上限和平面范围,对冻土的下限探测误差较大。

针对祁连山冻土区DK-4井孔含水合物岩层构建岩石物理模型,分别采用K-T方程模型方法和区分填充模式的等效介质模型方法(模式Ⅰ和模式Ⅱ)。K-T方程主要模拟地震波在两相介质中传播,基于弹性模量计算速度;而等效介质模型主要依据对水合物地层介质的两种假设:模式Ⅰ是将水合物作为孔隙填充物的一部分,模式Ⅱ是将水合物作为岩石骨架的一部分。首先根据粉砂岩层段的测井数据提取了水合物地层骨架的物性参数,包括纵波速度、横波速度、密度、体积模量和剪切模量。然后依据水合物地层各主要成分的物性参数,建立了基于K-T方程的岩石物理模型和区分填充模式的等效介质模型。将两类模型的速度曲线分别与实际地层数据进行了对比:由K-T方程建立的岩石物理模型,其理论计算的速度偏离实际值;而区分填充模式的等效介质模型,其理论计算的速度符合实际值,并且填充模式Ⅱ模型的速度曲线比填充模式Ⅰ模型更接近实际地层情况。采用区分填充模式的等效介质模型,能够更好地实现对祁连山冻土区水合物粉砂岩地层的模拟。