佳文推荐 | 冻土水文地质学研究进展

冻土指的是温度在0℃或在0℃以下并含有冰的土壤和岩石,分布广泛,其中多年冻土约占全球陆地总面积的25%,在我国则占国土面积的22.4%?冻土水文地质学是研究冻土区水分要素随空间?时间的变化规律,合理利用地下水以及防治其危害的学科?在微观上,冻土多是由矿物颗粒?冰?液相水(未冻水和强结合水)?水汽和空气组成的混合物,成分的组成控制了冻土层的内部构造?物理力学性质及其冻融过程?由于冻土层作为相对不透水层,在一定时空尺度上阻碍了地表水与地下水间的水力联系?另外,季节性冻土层的季节性冻融循环过程显著地影响了地下水的渗流方向?速度和循环方式,这就导致了部分非冻区的地下水运移理论和机制在冻土区并不适用?因此,在微观的试验点尺度上研究包括冻结温度?未冻水含量以及孔隙水压力等冻土层独有的水热参数是冻土水文地质学研究的重要组成部分?宏观上,活动层内土壤水分的相变使得多年冻土区地下水的补给?径流和排泄过程发生了根本变化,形成了冻土区独特的山坡尺度和流域尺度的水文现象?

《南水北调与水利科技（中英文）》2022年第4期发表了《冻土水文地质学研究进展》一文，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?

戴长雷,于淼,宋成杰,等.冻土水文地质学研究进展[J].南水北调与水利科技(中英文),2022,20(4):782-801.