在全球变暖导致冻土退化的趋势下，对三江源不同冻土区的生态环境质量时空演变及驱动力进行研究，可为区域生态环境治理和生态文明建设提供一定理论依据。基于谷歌地球引擎（GEE）2000～2022年的MODIS数据集构建遥感生态指数（RSEI），结合变异系数、重心迁移、Theil-Sen斜率估计、Mann-Kendall检验与Hurst指数探索三江源不同冻土区生态环境质量的时空演变规律，并运用地理探测器对比分析自然和人为因子对生态环境质量空间分异的驱动力。结果表明：①2000～2022年，三江源生态环境质量整体处于中等水平，呈现“西北低、东南高”的空间分布格局，各冻土区RSEI均值依次为：大片-岛状多年冻土区（0.630）>山地多年冻土区（0.624）>中深季节冻土区（0.587）>大片多年冻土区（0.429）。②23年间，三江源生态环境质量整体变好，RSEI上升速率为0.0015 a-1，RSEI各等级重心向大片多年冻土区内部迁移，各冻土区均有超过57.00%的面积呈改善趋势，中深季节冻土区达到73.37%。③未来，三江源生态环境质量总体呈反持续特征，各...

针对水冰探测过程中需要改变其物态以便于质谱分析的问题，提出了侵彻体撞击目标接触头处摩擦升温的计算方法。将侵彻体撞击冻土划分为“冻土”和“融土”阶段，高速移动热源摩擦升温法和侵彻体撞击冻土阻力法结合，提出了侵彻体撞击“冻土”阶段弹头处摩擦升温计算方法。利用仿真软件，得到了侵彻体以低于400 m/s的速度撞击时头部的升温曲线，与理论计算曲线基本一致，验证了摩擦升温函数的正确性。根据传热学理论，得到了系列速度下侵彻体撞击“冻土”阶段物态体积的改变量。

因城市地下空间施工造成道路路基结构中的地下空洞会导致路面结构失稳,进而形成塌陷造成的事故不断发生。文章对季节性冻土区城市道路路基下空洞的地质雷达探测反映特征进行分析研究,总结相应空洞分布特点及位置,为制定相应的处理措施提供依据。

准确评估冻土三维分布和阶段性变化对我国气候、水资源、生态、工程建设等方面具有重要意义。我国多年冻土大多分布在高海拔地区,利用地面物探确定多年冻土厚度具有效率低、成本高、交通不便等问题,而依据电阻率差异的航空电磁技术具有较大优势。根据青海祁连地区冻土厚度、电阻率等信息构建地电模型,并针对AeroTEM时间域航空电磁系统和Impulse频率域航空电磁系统,通过模拟冻土电阻率、厚度、冻土下低阻层、飞行高度和线圈角度变化,分析不同条件下时间域和频率域航空系统一维正演电磁响应差异,进而确定航空电磁技术对冻土顶、底界面的探测能力。模拟结果表明,在较低噪声水平下,Impulse频率域航空电磁系统可以根据融化冻土厚度确定沼泽、湿地及湿润草甸覆盖下的冻土顶界面;AeroTEM时间域系统可以确定冻土底界面,且当冻土下存在低阻层时,确定的底界面准确性将大幅提高。因此,在调查冻土厚度时,可综合利用频率域和时间域航空电磁数据,共同确定多年冻土的顶、底界面。本文研究成果将为航空电磁技术服务于我国冻土调查提供理论支撑。

青藏高原是世界上海拔最高、面积最大的高原,被称为"世界的屋脊"和"世界第三极",较高的海拔和严酷的气候发育出世界上中低纬度区海拔最高、面积最大、分布最广的多年冻土。与北半球同纬度的其他永冻带相比,青藏高原上的永冻带有着温度较高、厚度较薄、热稳定性较差、

以哈尔滨某高铁路基勘探为例,采用空间自相关方法提取微动信号频散特征,获取地下150 m介质的横波速度结构及分层特征。结果表明,微动方法可穿透冻土区较厚的覆盖层探测基岩面,且分层界面与钻孔资料一致。该方法施工便利、适用性强,结合钻探资料可精确刻画地下地质层位分布,减少钻探工作量,节约经济成本,具有较高的应用价值和科学意义。

多年冻土的分布会受到局地地质、地形地貌和地表覆被等因素的影响。为探究各因子对多年冻土分布的影响强弱,选择青藏高原五个典型多年冻土区为研究区,基于MODIS和SRTM DEM数据提取研究区内2003—2012年平均地表温度、NDVI、地表反照率、积雪日数和坡度、坡向等因子,并采用地理探测器模型研究了各因子对研究区多年冻土分布的影响程度及差异。结果表明:在所有研究区内,地表温度是影响多年冻土分布最强的因子,其次为积雪日数。随着空间尺度范围的增大,坡度和坡向对多年冻土分布的影响逐渐减弱,地表温度的影响则逐渐增强。交互探测结果显示两个因子交互作用对多年冻土分布的影响程度都要大于单因子作用下的影响程度。本研究明确了青藏高原多年冻土分布的区域差异规律,为不同尺度多年冻土分布制图提供理论基础。

瞬变电磁法（TEM）在青藏高原、东北等地区的多年冻土调查中取得了较好的应用效果,但局限于松散沉积层较厚情形,在基岩埋深较浅条件下探测多年冻土基本处于空白。兰州马衔山多年冻土具有分布范围小、温度高、基岩埋深浅的特点,是应用TEM探测浅基岩埋藏条件下多年冻土分布的理想地区。以马衔山多年冻土为主要研究对象,以季节冻土为对照研究了瞬变电磁响应特征,结合区域构造特征、地层露头、钻孔岩心、地温监测数据等信息,论证并探讨了TEM应用于浅基岩埋深时对多年冻土的探测效果。结果表明:马衔山多年冻土分布受构造断裂形成的低阻带控制,下部为负温岩层,实际分布面积为0.11 km2; TEM应用于浅基岩埋深的多年冻土勘探时更多的对地下岩层做出响应,可结合地质、地貌、水文、植被等信息,利用多年冻土的特点和电阻率的变化情况来判断多年冻土的分布范围;当基岩埋深特别浅时可以与探地雷达、钻孔等其他手段联合反演,从而准确地识别多年冻土与下伏基岩。

青藏高原矿产资源极为丰富,但是高寒冻土覆盖层严重制约了传统电法的勘探效果。以青藏高原某铅锌矿为例,开展了高原冻土覆盖区多功能电法找矿技术的应用试验。在研究区开展了大功率TDIP,快速查明了研究区视极化率与视电阻率分布情况。利用RPIP测深测量,确定了极化体的埋深及空间分布形态。利用了CSAMT测深测量,研究了深部地质体的电阻率异常分布。试验结果表面,三种方法异常一致性较好,圈定的异常范围与已知地质、矿产吻合良好。该研究对解决高原冻土覆盖区金属矿探测具有一定的参考价值,对推进青藏高原矿产资源的勘探与开发具有一定的现实意义。

通过对低频探地雷达在青藏高原冻土带环境下的探测深度、分辨率及反射特征分析的正演模拟来研究其在冻土带天然气水合物勘探中的可行性和关键参数。首先通过雷达测距方程计算确定了理论上探地雷达的最大探测深度与发射频率、地下介质电阻率、介电常数之间的关系,并根据电磁波反射理论计算满足冻土带天然气水合物探测深度所需的系统增益;随后通过低频探地雷达分辨率计算和仿真模拟来确定低频探地雷达在大尺度(200 m)范围的广义分辨率;最后参考已经发现天然气水合物的木里地区基本情况设计冻土及天然气水合物模型,利用时间域有限差分(FDTD)方法进行二维正演,获得了探地雷达信号在冻土带底界以及天然气水合物顶、底界的反射特征,为野外实测数据的处理及解释提供有用信息。研究结果表明,采用中心频率小于等于15 MHz且系统增益大于165 dB的低频探地雷达在地表电阻率较高的冻土区能够满足天然气水合物储层的探测深度要求;分辨率计算及仿真模拟表明低频探地雷达在满足一定条件下在200 m深度可以达到探测深度1%的广义分辨率;探地雷达信号在冻土底界、天然气水合物顶、底界均存在明显的强振幅和频率突变特征;理论计算结果认为应用低频探地雷达...