全球气候变化背景下,冻土将会发生显著变化,进而影响寒区生态和水文系统的物理、化学和生物过程,并诱发区域水资源恶化与生态功能退化,其中坡面冻土水文过程是物质和能量在寒区地表各圈层迁移转化的重要载体与基本单元。为此,基于"驱动-过程-机制"这一研究视角,从冻土退化及其水文过程响应、冻土水文过程及其局地因素影响、冻土水文过程机制及其影响模拟等三个方面,综述了国内外有关冻土退化影响下坡面水文过程研究方面的最新进展;同时,在总结了当前冻土水文过程研究不足的基础上,提出了如下建议:(1)更加注重坡面冻土水文过程要素观测与方法集成研究;(2)更加注重坡面冻土水文过程变化机理与耦合机制研究;(3)更加注重坡面冻土水文过程时空演化与效应评估研究。以期提升寒区流域径流形成演化的认知能力与径流变化的预测能力,并为寒区流域水资源稳定和适应性利用提供理论基础与科学对策。
随着我国高速铁路建设的快速发展,穿越广阔季节冻土区的高速铁路越来越多,工程面临的冻胀问题已成为研究和工程人员关注的焦点,并取得了许多研究成果。基于前人研究,总结了我国季节冻土区高速铁路路基冻胀特点和分布规律,探讨了高铁路基粗颗粒填料的冻胀特性及其影响因素,分析了路基在冻融过程中水热变化情况,讨论了现有高铁路基防冻害措施以及其适用性。在此基础上,提出季节冻土区高铁路基冻胀研究面临的主要问题及展望,为季节冻土区高铁路基冻胀及其防治工作研究提供新思路。
在多年冻土区,线性工程(公路、铁路、输油管线、输电线路等)的修建和运营对沿途周边的冻土热状态、土壤理化性质、水文过程以及陆面过程产生显著影响,生态环境发生明显改变并对冻土的工程稳定性产生显著影响。冻土工程作用下的生态环境变化是冻土学近年来研究的热点之一,通过文献综述,对冻土区线性工程的主要特征,以及近几十年来工程影响下冻土环境和植被变化研究进展与现状进行了总结和归纳,在此基础上,探讨了多年冻土区工程建设存在的主要生态问题。目前,生态环境各要素对工程的反馈研究十分丰富,但是生态环境要素与工程相互作用的机理、过程的研究还需完善。在以后的研究中应重点拓展有效的监测手段,为冻土区生态环境监测和研究服务;同时,在深入理解寒区工程建设对生态环境作用机理、过程基础上,积极开展冻土区工程环境容量阈值评估以及生态环境变化预测研究,为寒区大规模工程建设与生态环境和谐发展提供理论支持与对策建议。
本文简述了冻土动力学的发展现状及研究进展。分析了冻土的动弹性模量及测试方法,冻土强度和破坏试验的研究,对冻土动力学研究方向进行展望。
多年冻土区泄漏石油污染物会引起严重的环境和工程问题.通过对国内外石油污染物迁移过程、迁移机理、迁移模型、影响因素等研究进行回顾,基于国内外冻土区石油污染的研究进展和社会经济发展要求,提出了多年冻土区石油污染物可能引起的环境与工程问题,并对相关的科学问题进行展望,期望对以后研究工作有所指导并逐渐得到解决.
多年冻土区蕴藏着丰富的矿产资源,矿业开发已成为多年冻土区经济发展的主要产业之一.但是,在其开采过程将不可避免地受到冻土的影响,也造成多年冻土区生态环境恶化的影响.在西部大开发的进程中,能源需求量逐渐增加,而多年冻土区矿山露天开采量逐渐减少,开展多年冻土区矿山地下开采相关的研究工作显得尤为迫切.在分析和总结前人研究成果的基础上,综述了近年来国内外有关多年冻土区矿山开采问题的研究现状,并详细介绍了多年冻土区矿山开采过程中围岩热力学性质的变化规律及其施工技术以及冻土环境保护的定性定量评价,最后概述了多年冻土区类似工程的研究方法的借鉴性,并在此基础上提出了今后的研究方向.
分析了青海省多年冻土地区形成的条件、分布特征以及对青海省公路交通建设的影响,总结了青海省多年冻土地区公路稳定性研究的成就,提出了青海省多年冻土地区公路交通建设急需解决的技术问题。
介绍了冻胀融沉问题和人工冻土冻胀融沉问题的特殊性;冻胀融沉问题的研究现状,包括冻胀机理和冻胀预报模型;融沉机理和影响融沉的主要因素;与冻胀融沉有关的参数测试的进展情况;工程中控制冻胀量和融沉量的一般方法;分析了冻胀融沉问题研究目前存在的问题;并展望了今后的发展方向。
通过大量的研究课题实例，回顾了高原多年冻土地区公路修筑技术研究的各个历史阶段，综述了公路修筑技术的研究内容和成果．高含冰量冻土分布规律及工程地质研究、冻土路基设计与冻土路基变形规律研究及保持冻土路基稳定性的路基设计原则和工程措施研究、路面修筑技术研究、桥涵基础研究等．随着高原多年冻土地区公路路面等级的提高和路面使用时间的延续及人为因素的不良影响，高原多年冻土地区的公路路基、路面和桥涵等出现了一些新的病害．为使青藏公路成为高原多年冻土地区可持续发展工程，通过研究历史及公路出现的新病害，展望今后应开展的研究项目．
回顾４０年来中国冰川学和冻土学从无到有，不断发展壮大，及其所取得的主要研究成果提出了进一步深入开展冰冻圈与气候变化关系的研究，以及在气候转暖条件下开展干旱与寒区水资源和寒区工程及减灾防灾研究的重要性，并指出了加快发展地理信息科学的必要性