温度对季节性冻土水分迁移的影响研究
《季节性冻融期不同地下水位埋深下土壤水分迁移转化规律研究》范文
《季节性冻融期不同地下水位埋深下土壤水分迁移转化规律研究》篇一一、引言季节性冻融期是寒冷地区农业、水文和生态环境领域重要的自然现象之一。
该期间土壤水分迁移转化规律不仅关系到植物生长和农业生产，而且影响土壤物理性质、地下水资源利用以及区域水循环。
特别是不同地下水位埋深条件下，土壤水分的运动与变化更是影响地表与地下水之间相互作用的关键因素。
本文旨在研究季节性冻融期不同地下水位埋深下土壤水分迁移转化规律，为相关领域提供理论依据和实践指导。
二、研究区域与方法本研究选取了某寒冷地区作为研究对象，该地区具有明显的季节性冻融现象。
通过野外实地调查、室内实验分析以及数值模拟等方法，对不同地下水位埋深下的土壤水分迁移转化规律进行研究。
（一）研究区域概况研究区域位于我国北方某寒冷地区，气候特点为四季分明，冬季漫长且寒冷，夏季短暂而炎热。
该地区土壤类型主要为砂土和粘土，具有较好的保水性能。
（二）研究方法1. 野外实地调查：对研究区域的地形地貌、土壤类型、植被分布等进行详细调查，了解当地自然环境条件。
2. 室内实验分析：采集土壤样品，测定土壤物理性质、水分含量等指标，分析土壤水分在季节性冻融期的变化规律。
3. 数值模拟：建立土壤水分迁移转化模型，模拟不同地下水位埋深下土壤水分的运动与变化。
三、不同地下水位埋深下土壤水分迁移转化规律（一）低地下水位埋深条件下的土壤水分迁移转化规律在低地下水位埋深条件下，土壤水分受到地表水和地下水共同作用的影响。
在冻融期，地表水通过毛细作用进入土壤，增加了土壤含水量。
同时，地下水通过渗透作用向土壤提供水分。
在冻结期，由于土壤冻结，水分迁移受到限制，但仍然存在一定的迁移转化过程。
在融化期，随着温度升高，土壤开始融化，水分向地下水和地表水迁移，形成暂时的地表径流。
（二）中地下水位埋深条件下的土壤水分迁移转化规律在中地下水位埋深条件下，土壤水分的运动与变化受到地表水和地下水共同作用的影响更为显著。
气候变化对冻土生态系统的影响
气候变化对冻土生态系统的影响气候变化是当前全球面临的一个重大问题。
随着全球气温的升高，许多生态系统正面临着显著的变化。
其中，冻土生态系统是受到气候变化影响较为显著的一个生态系统之一。
本文将探讨气候变化对冻土生态系统的影响。
一、气候变暖对冻土的融化造成影响气候变暖导致全球气温升高，这对冻土地区有着直接的影响。
冻土是指在寒冷气候条件下表土层或岩石层中存在的冻结的土壤。
随着气温上升，冻土开始解冻，这引起了许多问题。
首先，冻土的融化导致土壤结构的变化。
冻土层解冻后，土壤中的冰开始融化成水，这使得土壤的含水量增加。
这不仅对植物生长产生了影响，还可能使土壤更容易发生坍塌。
其次，冻土的融化还会导致土壤中的有机物释放。
冻土层中储存了大量的有机物，包括死亡植物和动物的残骸。
当冻土融化时，这些有机物开始分解，释放出二氧化碳和甲烷等温室气体，进一步加剧了气候变化问题。
最后，冻土融化也会对冻土中的微生物群落造成影响。
冻土是微生物的重要栖息地，其中包括许多嗜冷的微生物物种。
随着冻土的融化，这些嗜冷微生物可能会面临生存困境，这对整个生态系统的稳定性产生了威胁。
二、气候变化对冻土生态系统的植被影响气候变化对冻土地区的植被分布和生态系统结构也产生了重要影响。
由于气候变暖，一些植物物种的适应生长范围向北方移动。
同时，一些寒冷地区特有的植物物种可能会面临灭绝的风险。
此外，气候变化还影响着冻土地区的植物生长季节。
随着气温上升，冻土解冻的时间将缩短，导致植物的生长季节变短。
这不仅影响了植物的生长和繁殖，还可能对整个食物链和生态系统的平衡产生深远影响。
三、气候变化对冻土生态系统的水文过程影响冻土地区的水文过程对于生态系统的稳定和健康至关重要。
气候变化对冻土地区的水文过程产生了直接和间接的影响。
首先，气候变化导致冻土融化，水分的渗透能力发生变化。
原本冻土的存在会使得土壤变得不透水，形成冻土层下的水体。
然而，随着冻土的融化，土壤逐渐变得更加透水，导致水分的渗透能力增强。
冻融作用下地基土水分迁移试验研究
第42卷第24期• 56 • 2 0 16 年 8 月山西建筑SHANXI ARCHITECTUREV ol.42 N o.24Aug.2016文章编号：1009-6825 (2016) 24-0056-02冻融作用下地基土水分迁移试验研究徐爽1郭颖^(1.东北林业大学土木工程学院,黑龙江哈尔滨150040 ;2.东北林业大学工程咨询设计研究院有限公司，黑龙江哈尔滨150040)摘要:为研究季节性冻融区地基土水分迁移的规律，对不同初始含水量以及温度梯度作用下的重塑土进行了冻融试验，试验结 果表明：随着初始含水量的增加，土样水分迁移更加明显;温度梯度越大，土样冻结速率越大，水分聚集层越靠近暖端。
关键词:地基土，冻融试验，水分迁移,含水量，温度梯度中图分类号:TU448 文献标识码:A〇引言冻土广泛分布于我国中高纬度带和高海拔地区，其中多年冻 土主要集中在青藏高原以及大小兴安岭，季节性冻土则遍布纬度 高于24°的地区[1]。
上述很多地区冬季长时间处于负温状态，导 致各类地基土由地表向下部深处渐渐冻结,引起土中水分发生迁 移以及土体冻胀。
等到了春季气温回升之时，表层冻结土体开始 融化，由于上部土体的融化较慢，而冻结滞水的融化又无法及时 蒸发或向下透过冰层,所以造成了上部土体含水率的剧增，继而 引发道路典型的翻浆冒泥等一系列病害。
目前，国内已有许多学者开展有关土中水分迁移的研究，也 取得了一些成果。
高玉佳等[2]通过对野外不同深度土层地温和 水分变化的研究，发现温度对水分迁移具有重要影响。
张婷等[3]以江苏南部典型表层土为研究对象，研究了不同含水率、压实度 和冻结时间对人工冻土的影响。
许健等[4]指出温度对水分迁移 影响较小，而温度梯度是诱发水分迁移的重要因素。
石群等[5]在 对罗布泊天然盐渍土开张多次冻融循环试验基础上，探究了水盐 变化规律。
针对冻土水分迁移的研究集中在东北三省、青藏高 原、中国西北干旱地区以及部分沿海区域，但很少有涉及内蒙古 东部地区盐渍土的研究。
《季节性冻融期不同地下水位埋深下土壤水分迁移转化规律研究》
《季节性冻融期不同地下水位埋深下土壤水分迁移转化规律研究》篇一一、引言季节性冻融期是寒冷地区特有的自然现象，对土壤水分迁移转化规律产生重要影响。
土壤水分作为生态系统的重要组成部分，其迁移转化规律的研究对于农业、水文地质和生态环境等领域具有重要意义。
本文以不同地下水位埋深为条件，探讨季节性冻融期下土壤水分的迁移转化规律，以期为相关领域研究提供理论依据和实践指导。
二、研究区域与方法1. 研究区域概况本研究选取某寒冷地区为研究对象，该地区季节性冻融现象明显，地下水位变化较大。
研究区域地势平坦，土壤类型主要为粘土和砂土。
2. 研究方法本研究采用室内模拟实验与野外实地观测相结合的方法，通过设置不同地下水位埋深条件，观察土壤水分的迁移转化过程。
同时，利用土壤水分测定仪、温度计等设备进行数据采集，分析土壤水分的动态变化规律。
三、不同地下水位埋深下土壤水分迁移转化规律1. 地下水位埋深较浅时（<1m）在地下水位埋深较浅的情况下，季节性冻融期土壤水分的迁移转化主要受地下水影响。
随着气温的降低，土壤开始冻结，地下水通过毛细作用向土壤表层迁移。
当土壤表层冻结后，水分在冰-土界面处形成冰透镜体，进一步影响水分的迁移转化。
此时，土壤水分的迁移主要受控于地下水位的动态变化。
2. 地下水位埋深适中时（1-3m）在地下水位埋深适中的情况下，季节性冻融期土壤水分的迁移转化受到地下水与冻融作用的共同影响。
在冻融初期，土壤表层开始冻结，但由于地下水位较深，毛细作用相对较弱，因此土壤表层的水分迁移主要以水平方向为主。
随着气温的进一步降低，冻结深度增加，水平方向的迁移逐渐减弱，垂直方向的迁移逐渐增强。
3. 地下水位埋深较深时（>3m）在地下水位埋深较深的情况下，季节性冻融期土壤水分的迁移转化主要受冻融作用影响。
由于地下水位的距离较远，其对土壤水分的直接影响较小。
此时，土壤水分的迁移转化主要受温度梯度、土质类型和植被覆盖等因素的影响。
《季节性冻融期不同地下水位埋深下土壤水分迁移转化规律研究》范文
《季节性冻融期不同地下水位埋深下土壤水分迁移转化规律研究》篇一一、引言季节性冻融期是自然环境中常见的现象，特别是在寒冷地区，冻融作用对土壤水分迁移转化规律产生重要影响。
不同地下水位埋深条件下，土壤水分的运动和转化规律存在显著差异，这对农业、水文地质、环境科学等领域的研究具有重要意义。
本文旨在研究季节性冻融期不同地下水位埋深下土壤水分迁移转化规律，为相关领域的研究提供理论依据和实践指导。
二、研究区域与方法本研究选取了某寒冷地区作为研究区域，根据地下水位埋深的不同，设置了多个观测点。
通过野外实地观测、实验室分析和数值模拟等方法，对土壤水分的迁移转化规律进行深入研究。
同时，结合相关文献资料和前人研究成果，对土壤水分的冻融作用机理进行分析。
三、不同地下水位埋深下的土壤水分迁移转化规律（一）地下水位较浅的情况在地下水位较浅的情况下，土壤水分的迁移主要受地下水位的影响。
季节性冻融期间，土壤表层的水分在冻结过程中向地下水位处迁移，解冻时则相反。
这种迁移过程受土壤类型、温度、风速等因素的影响，导致土壤水分在垂直方向上发生明显变化。
（二）地下水位较深的情况在地下水位较深的情况下，土壤水分的迁移受地下水位的控制作用减弱。
此时，土壤水分的迁移主要受气候因素和土壤性质的影响。
在季节性冻融期间，土壤表层的水分在冻结和解冻过程中发生水平迁移和垂直迁移的复合作用，形成较为复杂的迁移模式。
（三）不同埋深下的共同特点无论地下水位埋深如何，季节性冻融期间土壤水分的迁移转化都受到温度变化的影响。
当温度降低到一定程度时，土壤中的水分开始冻结，形成冰层；当温度升高时，冰层融化，水分重新分布。
此外，土壤类型、植被覆盖、风速等因素也会对土壤水分的迁移转化产生影响。
四、影响因素及作用机理分析（一）温度变化温度变化是影响土壤水分迁移转化的主要因素。
在季节性冻融期间，温度的周期性变化导致土壤水分的冻结和融化，从而引起水分的迁移和转化。
（二）土壤类型不同类型的土壤对水分的吸附能力、渗透性和保水性等性质存在差异，这些性质将直接影响土壤水分的迁移转化规律。
季节冻土水分迁移模型研究
季节冻土水分迁移模型研究一、本文概述随着全球气候变化的加剧，季节冻土作为地球上广泛分布的一种土壤类型，其水分迁移规律及其影响日益受到关注。
季节冻土的水分迁移不仅关系到土壤肥力、生态环境，还直接影响着农业生产和水利工程建设。
因此，开展季节冻土水分迁移模型研究具有重要的理论和实践意义。
本文旨在深入探究季节冻土水分迁移的规律，建立适用于不同气候条件和土壤类型的季节冻土水分迁移模型，为农业生产和水利工程建设提供科学依据。
文章首先回顾了国内外关于季节冻土水分迁移的研究现状，总结了已有研究成果和不足。
在此基础上，提出了本文的研究目标和研究方法。
通过收集和分析大量的实验数据和文献资料，本文建立了基于物理机制和统计方法的季节冻土水分迁移模型。
该模型综合考虑了气候因素、土壤特性、冻融过程等多个方面，具有较高的准确性和实用性。
文章还对所建模型进行了验证和应用，结果表明该模型能够较好地模拟季节冻土水分迁移的动态过程，为农业灌溉、水土保持和水利工程建设提供了重要的参考依据。
本文的研究不仅丰富了季节冻土水分迁移的理论体系，还为相关领域的研究和实践提供了新的思路和方法。
未来，将进一步深化对季节冻土水分迁移机制的认识，完善和优化所建模型，以更好地服务于农业生产和水利工程建设。
二、季节冻土水分迁移的机理季节冻土的水分迁移是一个复杂的过程，涉及到土壤水分、温度、盐分、以及土壤质地等多个因素的综合作用。
随着季节的更替，冻土的水分迁移表现出明显的规律性。
在冻结期，随着土壤温度的下降，土壤中的自由水开始逐渐冻结。
由于冰的密度小于水，因此冻结过程中会产生体积膨胀，推动未冻结的水分向土壤深处迁移。
这一过程被称为冻结挤压。
同时，土壤中的盐分在水分迁移过程中起着重要作用。
盐分的存在会降低水的冰点，使得土壤在更低的温度下仍然保持液态水，进而影响水分迁移的方向和速率。
在融化期，随着土壤温度的升高，冰开始融化，释放出之前被挤压的水分。
此时，水分在重力作用下向土壤表面迁移，形成融水径流。
温度对土壤水分保持影响的研究
温度对土壤水分保持影响的研究近年来，随着气候变化，全球气温均有不同程度的上升，这对土壤水分保持影响甚大。
因此，如何有效利用温度对土壤水分进行管理成为了一个重要的研究课题。
一、温度对土壤水分保持影响的机理分析（1）影响土壤水渗透率。
土壤温度变化会影响气、液、固三相的能量平衡，从而影响土壤的渗透率，降低土壤温度可以抑制土壤渗透率，降低土壤湿度。
（2）影响细毛根系的水分过程。
土壤温度变化会影响细毛根系的水分讲径、分散颗粒大小、渗透阻力等最终影响它们能够吸收水分。
当土壤温度降低时，根系吸收水分的能力大大增强，从而促进土壤的水分保持。
二、温度对土壤水分保持的影响有哪些（1）冬季温度对土壤水分影响很大。
冬季环境温度低，土壤中的水分多的比例也越高，当温度升高时，土壤水分会快速蒸发，土壤作物的水分需求难以满足，从而对地表水库的存量造成不利影响。
（2）夏季温度对土壤水分影响也很大。
夏季炎热，土壤中的热量迅速转化成水蒸气，从而大大减少了土壤中的水分，并导致大量蒸发，使水库中的水资源开始降低，影响土壤的水分保持。
三、温度对土壤水分保持的技术措施（1）改善大气：通过种植遮阴绿化树木等方式，有效改善环境大气条件，减少土壤温度和降低土壤湿度。
（2）土壤保湿：可通过调整储水量、加强土壤修复等方式，保持良好的土壤湿度，有效防止水蒸气自由失去，保持较长时间的土壤水分稳定。
（3）改善叶片：叶片表面是蒸发的重要途径，可采用复层种植或分层种植等技术，减少空气和叶片表面的热量辐射，降低土壤温度。
四、结论温度对土壤水分保持有重要影响，通过合理利用温度管理，可以有效提升土壤水分保持能力，为解决区域水资源短缺问题提供一定的帮助。
对此，我们应当定期对土壤温度进行监测，采取合理的技术措施，建立健全的管理体系，科学合理地利用温度对土壤水分进行管理，以上保护土壤水分，提高土壤的质量。
温度对河套灌区季节性冻土水分迁移的影响
温度对河套灌区季节性冻土水分迁移的影响王英浩;陈泓宇【摘要】季节性冻土的冻胀作用对内蒙古河套灌区的农业生产具有重要的影响,水分的迁移是产生冻胀的直接原因,通过对河套灌区南边分干渠一个冻融周期内不同深度的温度和含水量进行现场测试,分析了温度对水分迁移的影响作用及水分迁移的规律.通过数据分析表明渠道边坡中下部水分迁移量比上部大,冻胀破坏严重,为渠道衬砌冻胀防护提供了依据.%The frost heave of seasonal frozen soil has an important influence on agricultural production in Hetao Irrigation Area of Inner Mongolia Autonomous Region.Water migration is the direct reason for the generation of the frost heaving damages.The field test was carried out to analyze the ground temperature and moisture content in South Canal of Hetao Irrigation District during a freezing and thawing cycle in order to research the influences of the temperature in the seasonally frozen ground area on the channel's moisture field as well as its changing laws.The results showed that a large amount of migrated moisture gathered in the middle-lower part of the canal slope, leading to serious frost-heaving damages, which provides the basis for the prevention of frost heave by channel lining.【期刊名称】《内蒙古科技大学学报》【年(卷),期】2017(036)001【总页数】5页(P93-97)【关键词】季节性冻土;水分迁移;冻胀【作者】王英浩;陈泓宇【作者单位】内蒙古科技大学建筑与土木工程学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学建筑与土木工程学院,内蒙古包头 014010【正文语种】中文【中图分类】TV67河套灌区地处季节性冻土区，土质属于强冻胀土，土壤冻融过程一般在11月中旬封冻，翌年4月下旬至5月上旬融通，形成一个冻融周期.土的冻胀作用对渠道的防渗工程产生了破坏，严重影响着渠道的正常运行，并产生了昂贵的维修费用.水分迁移是产生冻胀的直接原因，温度又是影响水分迁移的重要因素.因此，研究温度对水分迁移的影响具有重要的实际意义.对于水分迁移驱动力的假说，经历了毛细理论、薄膜水迁移理论和结晶力理论[1].现在普遍被大家接受的是土水势理论，它从能量的观点解释了水分迁移的原动力.在经典物理学中，物体的能量可以分为动能和势能，对于水分迁移而言，速度很缓慢，可以忽略动能这一项，仅仅存在着势能，土中水分所具有的势能称之为土水势，总的土水势由重力势、压力势、基质势、溶质势、温度势组成，水分的迁移是以上多种势能综合作用的结果[2].本文以巴彦淖尔市临河区南边分渠的现场测试为依据进行分析.现场测试主要包含渠道边坡的含水率、地温以及地下水位测试等.测试分为保温段和对比段(无任何保温措施).渠道为东西走向，阴阳坡对称布置同样的保温段与对比段.含水率垂直于边坡设置上中下三个测量点，取不同深度的土柱通过烘干法测量.地温同样垂直于边坡设置上下两个测量点，通过预先埋设的温度传感器读数.测试点的位置布置如图1所示，测试点深度如表1所示.南边分渠实验场土质主要是亚粘土，土的干密度在1.34～1.44 g/cm3之间，孔隙度为46.43﹪～49.73﹪.渠基土发生冻胀的起始含水率为0.7～0.9ωp(其中ωp塑限含水量)，粘土、亚粘土发生冻胀的初始水分含量为12%～17%，当土颗粒粒径在0.002～0.02 mm的范围内时，冻结期间的水分迁移最为显著.图1为渠道剖面图结构的一半，其中T为测试点的位置，a,b,c 3点为含水量测试点位置，a,c同时为地温测试点的位置.a,b,c分别表示渠道边坡的下部、中部和上部.影响水分迁移的因素有很多，如土质、初始含水量、地下水位和温度等，温度是影响水分迁移不容忽视的因素.在负温度条件下，非饱和土中的孔隙水和毛细水发生冻结，产生冰晶体并不断增长，增长的冰晶从周围的水化膜中夺取水分，使其变薄，为了改变这种不平衡状态，邻近厚的水化膜向的薄的水化膜补充水分从而形成了冻结锋面的不断迁移，冻结锋面向下发展的速度是由温度梯度及土中含水量多少决定的，温度梯度小、含水量小冻结锋面向下迁移的速度就慢.冻结锋面处产生基质吸力，使水分向冻结锋面处迁移，它向下发展的速度慢，地下水就会有足够的时间向冻结锋面迁移，这是产生冻胀破坏的主要原因.水分在迁移的过程中还会发生相变，产生相变温度场，同样影响着水分迁移特征.2.1 温度场的测试数据分析图2为一个冻融周期内的温度变化情况，每天取一个地温值绘制成图.11月18号左右进入正冻期，温度开始下降，土中孔隙水和毛细水随着温度梯度的增大逐渐开始迁移，并产生冻胀，深处的土层较浅处来说，温度高且变化幅度比较小，温度梯度小.2月9日左右达到了最大冻结深度，此后温度逐渐升高，出现融化作用，当浅处的温度达到零度以上时,深处的地温仍然出现缓慢短暂的下降，产生滞后现象.相同深度处，保温段的温度明显高于对比段，阳坡的温度明显高于阴坡.在正冻期，保温段的温度梯度要小于对比段，阴阳坡的对比发现也有相同的规律.如图3，11月中旬左右进入稳定冻结阶段，冻结深度随时间而不断增加，冻结速度慢慢减小.2月初时冻结速度很小，不再向下发展，冻深达到最大值，阴坡对比段的最大冻深达到86 cm，平均冻结速度为0.92 cm/d，其余坡段的冻深约为18 cm，平均冻结速度约为0.2 cm/d，稳定一段时间后，土壤进入融化阶段，从3月初开始，深处的土壤和表层的土壤同时融化，速度很快，4月中旬时，土壤上、下层的融化锋面相交完全融通.总体来说，土壤的融化速度大于冻结速度.冻融周期内，保温板的存在能够改变土体的冻融速率.在冻结阶段，保温板能够抑制冻结锋面的推进，减缓冻结速率；在融化阶段，保温板又能够阻碍表层土与外界大气的热交换速度，消融速率同样减缓.从图中可看出，保温坡段和阳坡坡段都减小了冻深，减缓了冻结速度和融化速度.季节性土壤冻融过程一般可划分为4个阶段(中国科学院兰州冰川冻土研究所，1989)不稳定冻结阶段、快速冻结阶段、拟稳定冻结阶段、融化阶段.分别对应了土中的A-B，B-C，C-D，D-E-F 4个阶段.对于东西走向的渠道来说，阴坡和阳坡温度场的分布以及冻结深度都有较大的差别，阴坡的平均温度要比阳坡低，因此阴阳坡相对比来说，冻结时间要早，冻结深度要大.对于同一坡面，坡面的上部比下部冻深要大，坡面上部风的作用和日照作用都比下部和渠底强烈，但渠道顶部有两面暴露于空气中由此产生两向的冻结，则上部的冻结深度仍然比渠底大.2.2 含水率的测试数据分析渠基土含水率测试取2014年11月18日及2015年2月9日和2015年4月19日各土层含水率，分别代表了冻结前期、最大冻深时期以及融通期间的含水率，其分布如图4所示.图4中不同深度的土层含水率变化差异很大，而且3个时间段的含水率沿深度分布的规律不一致，尤其是2月9日最大冻深时，也就是气温最低的时候这种差异尤其显著，水分重分布的现象非常的明显.对比段都显现出深处含水率降低，浅处的含水率增加的趋势，说明水分在温度梯度的作用下不断向上迁移，很容易对渠道边坡产生冻胀破坏.保温段测量的深度较浅，这种趋势可能不太明显.冻结锋面向下移动的过程中，锋面处的含水率会越来越大，冻土段的含水率(包括含水和含冰量)也会越来越大.在冻结锋面会形成抽吸力，未冻区水分不断地向冻结锋面迁移，使冻结区含水量增大；更深处未冻土的水分在温度梯度和水分差影响下向上迁移，但迁移速度较慢来不及向上补给而造成邻近冻结区的未冻土中含水量减小[3].图4中阴阳坡两两对比，不难发现阳坡的含水率分布较阴坡来说沿深度的分布比较规整，沿深度变化没有太大的波动，说明阳坡的水分迁移较阴坡来说不是很强烈.这是因为东西走向的渠道由于受到日照的影响，阴、阳坡的等温线分布差异明显，阴坡的温度梯度远大于阳坡的温度梯度[4].这就造成了阴坡的水分迁移比阳坡明显.两组对比段与保温段相比较也有相同的规律，由于保温隔热材料的导热系数比较低，抑制了渠基土水分的变化，影响了冻土的水热耦合作用在时空上的重新分布，冻结锋面向下推进变缓，冻结锋面与地下水位的距离相对增加，加大了水分迁移的路径，降低了温度梯度，减弱了水分迁移作用.由图5a,b,c中渠道边坡上、中、下阴阳坡对比分析可知，在相同条件下阴坡含水量大于阳坡，尤其是在0～80 cm范围内，含水率随深度的变化大，而且阴阳坡的含水率差值比较大，最大相差15%.在80 cm以下的范围内含水率随深度的变化小，阴阳坡的含水率差值相对较小.阴坡含水率的平均值为33.77%，阳坡含水率的平均值为27.72%，含水率的差值达到6.05%.图5d为2月9日即最大冻深时期渠道边坡上中下3个位置含水率随深度的变化曲线，由于地下水位的影响，渠道边坡中下部的测试点水分迁移量明显多于上部测试点的水分迁移量.由此可见，对于梯形衬砌渠道，渠道衬砌冻胀破坏裂缝部位多出现在中下部，而且地下水位越浅冻胀破坏现象越明显[5].温度条件对季节冻土中的水分迁移以及冻胀、冻深有着重要的影响.(1)负温条件下温度梯度是诱发水分迁移的重要因素，温度梯度大，水分迁移强烈.(2)阴坡的温度梯度远大于阳坡的温度梯度，因此水分迁移阴坡比阳坡强烈，进一步说明了温度对水分迁移的影响.保温措施能够减小温度梯度，减弱水分迁移作用，因此冻胀作用减弱，对于保护渠道衬砌具有重要的作用.(3)梯形渠道边坡的中下部水分迁移量明显大于上部，因此冻胀破坏多出现于此.(4)在相同条件下阴坡水分迁移量大于阳坡，尤其是在0～80 cm范围内，含水率随深度的变化大，而且阴阳坡的含水率差值比较大，最大相差15%.【相关文献】[1] 宋存牛. 冻融过程中土体水热力耦合作用理论和模型研究进展[J]. 冰川冻土,2010,05:982-988.[2] 雷志栋，杨诗秀，等.土壤水动力学[M]，北京：清华大学出版社，1988.[3] 张辉,王铁行,罗扬. 冬季温度对浅层黄土水分场的影响研究[J]. 西安建筑科技大学学报(自然科学版),2013,06:842-844.[4] 李甲林，王中正.渠道衬砌冻胀破坏力学模型及防冻胀结构[M].北京：中国水利水电出版社，2013.[5] 王英浩，司娜.U形玻璃钢渠道抗冻胀效果数值模拟[J].包头：内蒙古科技大学学报,2014,33(4):409-412.。
冻土中水分迁移的实验研究
冻土中水分迁移的实验研究冻土是指长期处于低温冻结状态的土壤，它多见于世界上的极地地区以及冰雪掩盖地区。
冻土地区的水分迁移是极地环境重要研究课题之一，在探究影响冻土水分迁移的机理方面也有重要意义。
本文旨在通过实验研究，探究冻土中水分的迁移机理和影响因素，为未来的研究提供借鉴。
一、实验背景1.1究背景冻土地区的水分迁移是极地环境重要研究课题之一，然而由于受到较为严峻的地理环境的制约，冻土地区的研究工作仍存在一定的困难。
例如，由于地表极其贫瘠，人们缺乏一定的研究基础，从而导致在冻土中水分迁移机理研究方面也存在一定的局限。
况且，由于时间问题，基于野外实践的全面研究仍有一定的难度，因此实验研究在探讨冻土中水分的迁移机理和影响因素方面具有其独特的价值。
1.2验材料本次实验主要选择纽约州北部极地小岛气候区的冻土聚合物为实验材料，主要包括：沙子、砂粒、泥沙和泥炭等。
所选择的冻土聚合物组合符合小岛气候区的土壤分布特征。
1.3验研究条件为了更准确地研究冻土中水分迁移特性，本次实验将采用经典的室内模拟实验方式，即在室内进行模拟冻土的实验研究。
室内模拟的冻土迁移特性，将在恒定温度（-18℃）和恒定湿度（60%）下进行，其中温度和湿度参数由实验工作者指定。
二、实验方法2.1拟冻土迁移模型的建立根据实验要求，实验人员首先将气候区的冻土聚合物按照指定比例组成，建立模拟冻土迁移模型。
然后将模型安置到研究室，将温度调节到-18℃，湿度调节到60%，使模型尽可能地模拟真实冻土环境，并安装温湿度监测仪、水分测量仪等实验仪器，用于监测温湿度变化及随之而来的水分迁移现象。
2.2验结果根据实验要求，实验过程中，实验人员将模拟冻土的温度保持在-18℃，湿度保持在60%，同时使用温湿度监测仪和水分仪不断监测模拟冻土中水分的变化情况及其传播机理，实验室人员记录了相关结果。
实验结果显示，随着模拟冻土温度的降低，湿度也会相应升高，这表明冻土中的水分会随着温度的变化而发生变化，这一发现表明，温度变化是影响冻土中水分变化的重要因素。
冻土的水热变化特征及水热气迁移机理研究
冻土的水热变化特征及水热气迁移机理研究冻土的水热变化特征及水热气迁移机理研究冻土是指土壤温度低于0℃，地下水受到冻结影响的一种特殊地质现象。
冻土的水热变化特征与水热气迁移机理对于理解地下水资源的开发利用以及防止冻害等方面具有重要意义。
研究冻土的水热变化特征及水热气迁移机理，可以为中高纬度地区的农田灌溉、城市供水等提供科学依据，也对于气候变化等环境因素的评估和预测起到重要的作用。
首先，冻土的水热变化特征主要表现为土壤温度和含水量的变化。
在寒冷季节，冻土的温度随空气温度的降低而降低，土壤中的水分会逐渐形成冰结构，从而使土壤含水量减少，甚至完全失水。
同时，冻土的水热变化还受到土壤类型、土壤孔隙度、地下水位等因素的影响。
研究发现，在非冻结状态下，土壤中的水分主要以土壤含水量和地下水的形式存在；而在冻结状态下，地下水的形式变为冰冻状态，导致土壤孔隙度减小，土壤含水量下降。
其次，冻土的水热气迁移机理主要包括水分迁移和热量迁移两个方面。
水分迁移主要通过土壤中的离子扩散、毛细管作用和重力流动等途径实现。
研究表明，当土壤中的水分进一步冰冻时，土壤孔隙减小，毛细管作用变弱，离子扩散速率减慢，从而导致水分迁移速度减小。
而热量迁移则主要通过导热、对流和辐射等途径传递。
冻土的导热系数和热传导率较低，热对流受限制，因此热量迁移速率较慢。
此外，冻土的水热变化特征与气候变化密切相关。
气候变化对冻土的影响主要体现在气温和降水变化上。
近些年来，随着全球气候的变暖，中高纬度地区的冻土消退速度加快，导致冻土的水热变化特征发生了显著变化。
研究发现，气温升高会导致冻土深度减小、冻融交替频率增加，进而影响冻土中水分的含量和分布。
降水变化也会对冻土的水热变化特征产生一定的影响，降水过多会导致地下水位上升，进而增加冻土中的水分含量，而干旱则会导致冻土水分含量的降低。
综上所述，冻土的水热变化特征及水热气迁移机理的研究对于理解地下水资源开发利用、防止冻害以及评估气候变化等方面具有重要意义。
冻土中水分迁移的实验研究
冻土中水分迁移的实验研究
左右
冻土中水分的迁移和释放是影响冻土稳定性的重要因素。
虽然多年来有关冻土中水分
迁移的研究一直活跃，但不同的解释和证据非常复杂，仍有许多悬而未决的问题。
为了探
究冻土中水分迁移的实际规律，本文采取实验研究方法，进行了一系列有关冻土中水分迁
移的实验。
实验中，采用若干桶搭建的温湿度精控系统,利用温湿度可控系统中的装置（加热器、湿布及温湿度控制器），进行控制的试验，模拟实际的冻土环境，运用数据采集则、仪器
仪表（水位仪、湿度仪和温度传感器），对水分保持力进行自动测量，同时多种灌溉等，
保证实验环境的稳定性。
实验结果显示，冻土中水分迁移的过程受外界环境因素影响，当外界温度降低时，水
分迁移释放减少，冻土静止潜水；随着温度升高，水分迁移开始解冻，冻土中的水分释放
越多，冻土的活性越大。
水的渗透性对不同湿度也有着不同的影响，低湿度环境会减弱水
分迁移在冻土中的反应率，而高湿度环境则可以增强水分迁移的能力，加快冻土水分在冻
土中的迁移。
根据实验结果，可以分析出冻土中水分迁移、释放和平衡的实际规律，并结合土物理
来研究冻土稳定性的变化。
实验结果可以证明，在今后相关研究中应当承认冻土中水分迁
移的重要作用，充分的利用它的特性，有利于更好地理解冻土构造的复杂性。
温度对季节性冻土水分迁移的影响研究
Journal of Eng i n eeri n g Geology 工程地质学报 1004-9665/2010/18(5) 0698 05温度对季节性冻土水分迁移的影响研究*高玉佳 王 清 陈慧娥 宋 晶(吉林大学建设工程学院 长春 130026)摘 要 寒区季节性冻土冻胀性质对工程实际影响很大。
为了了解温度对水分迁移现象的影响,本文通过地温测试仪对野外不同深度处的土层温度进行测量,并在不同时间相应深度取土样,测其含水率,通过比较不同时间不同深度处的含水率的变化情况来分析温度变化对水分迁移现象的影响。
在气温回升之前,当地表温度降低时,温度随深度的降低而升高;随着地表温度不断降低,各深度处的温度也不断下降,温度梯度增加,各深度处地层的含水率变化大,即温度梯度的增加促进了季节性冻土区水分迁移现象的发生。
关键词 季节性冻土 温度梯度 含水率 水分迁移中图分类号:TU 445 文献标识码:A*收稿日期:2010-05-05;收到修改稿日期:2010-06-18.基金项目:国家自然科学基金项目(No :40372122、No :40672180);国家自然科学基金国际合作项目(No :40911120044);成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家专业实验室开放基金(GZ2004 08).第一作者简介:高玉佳,土木工程专业.Ema i :l gaoyjia @126.co mEFFECT OF TE M PERATURE ON M I GRAT I ON OFW ATER I N SEA S ONAL FROZEN S OILSGAO Yu jia WANG Q i n g C H EN H ui e SONG Ji n g(Co llege of Constructi on Eng i neering ,J ili n Uni versity,Changchun 130026)Abst ract Cold na t u re o f seasona l frozen so ils has a great i n fl u ence on eng ineeri n g pr o jects .Th is paper exa m ines t h e effect of te m perature on m o isture m i g ration i n frozen so ils .I n o r der to understand the i m pact of the pheno m enon ,t h is paper m easured the te m perat u re of frozen so ils at different depths in the field .It took the appropriate so il sa m ples at different ti m es ,and m easured the w ater content o f the soil sa m ples .By co m paring t h e m o isture contents at different depths and at different ti m es ,the paper analyzed the changes i n te mperature on them o isture m igrati o n phe no m enon .Before the rise o f air te m perature ,the loca l ground surface te m perature w as being reduced ,the so il te m perature decreased w ith its depth increased .As the g round surface te m peratue conti n ued to decrease ,the so il te m peratures at different depths w ere a lso decreased ,the te mperature grad ient i n creased ,the wa ter contents at d ifferent depths changed substantia lly .The i n crease i n the te m perature gradient enhanced for the pheno m enon o f the wa ter m igrati o n i n seasona l frozen so ils .K ey w ords Frozen so i,l Te m perature grad ien,t M o ist u re conten,t W ater m igration1 引 言冻土广泛分布于地球表面,它虽然是一种低温地质体,但是冻土区有丰富的土地,森林和矿产资源,它的存在及其演变对人类的生存环境、生产活动和可持续性发展具有重要影响[1]。
温度对河套灌区季节性冻土水分迁移的影响
温 度 对 河 套 灌 区季 节 性 冻土 水 分 迁 移 的 影 响
王英浩 ， 陈泓宇
（ 内蒙 古科 技大学 建筑与土木工程学院 ， 内蒙古 包头 ０ １ ４ ０ １ ０ ）
关键 词 ： 季节性 冻土 ； 水分迁移 ； 冻胀
中图分类号 ： Ｉ ｖ６ ７ 文献标 识码 ： Ａ
摘 要 ： 季节性 冻土 的冻胀作用对 内蒙古河套灌 区的农 业生产 具有重 要的影 响 ， 水分 的迁移是 产生冻胀 的直接 原 因， 通过对河套 灌区南边分千渠一个冻融周 期内不 同深度的温 度和含 水量进行 现场测试 ， 分析 了温度对 水分迁 移 的影响作用及水分迁移的规律 ． 通过数据分析表 明渠道边坡 中下部水分迁移 量比上部大 ， 冻胀破坏严 重 ， 为渠道衬
砌冻胀防护提供 了依据 ．
Ｔｈｅ ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｅ ｍ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｎ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｏ ｆ ｓ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｌ ｆ ｒ ｏ ｚ ｅ ｎ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ Ｈｅ ｔ ａ ｏ ｉ ｒ ｒ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｃ ｔ
ｗ ｅ ｌ ｌ ｓ ａ ｉ ｔ ｓ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｇ ｎ ｇ ｌ ａ ｗ ｓ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｌｔ ｕ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｅ ｄ ｈａ ｔ ｔ ａ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ａ ｍｏ ｕ ｎ ｔ ｏ ｆ ｍ ｉ ｒａ ｇ ｔ ｅ ｄ ｍ ｏ ｉ ｓ ｕｒ ｔ ｅ ｇ ａ ｈｅ ｔ ｒ ｅ ｄ ｉ ｎ ｈｅ ｔ ｍ ｉ ｄ ｄ ｌ ｅ － ｌ ｏ ｗ ｅ ｒ ｐ ａ ｒ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｎ ａ ｌ
Ｗ ＡＮＧ Ｙｉ ｎ ｇ － ｈ ａ ｏ， ＣＨＥ Ｎ Ｈｏ ｎ ｇ － ｙ ｕ
季节性冻土区不同冻结状态下土壤水热变化特征研究
摘要以南疆季节性冻土地区为研究背景,设置冻融期自然裸地土壤和温棚土壤2种处理,对比分析2个处理下土壤水热的监测数据。
结果表明,温棚能减少热量散失,季节性影响不明显,土壤水热空间分布变化小,表层土受蒸发作用和土壤入渗影响,水热较低。
自然裸地中土壤水热迁移规律受冻融条件(土壤冻结状态、气温等)影响较大,土壤水热存在影响与制约关系。
冻结前浅层水热较小,随土深递增且变幅明显,深层土对太阳辐射影响明显滞后,水热波动小易保持温度且相对较高。
冻结期水热均值为最低值,土壤水分高值区整体向下移动约15cm ,冻土层水分蒸发小,可积蓄水量,土壤冻结锋面随地表负温的降低向下迁移,同时水分带动下层土壤盐分向冻结层迁移。
消融期土壤温度随土深减小,土壤表层水分下渗同时受蒸发作用大量散失,含水率仅为8.2%,水分高值区集中于30~70cm 且为冻融期最大。
土壤含水率的增加抑制了土壤温度的提升,土壤冻结速率慢,时间长,融化速率快,融化时间短。
关键词土壤温度;土壤水分;冻融期;土壤水热互作效应中图分类号S152.7文献标识码A 文章编号1007-5739(2020)19-0170-05开放科学(资源服务)标识码(OSID )Research on Change Characteristics of Soil Water-heat Under Different Frozen States in SeasonalFrozen Soil RegionSHAN Mingming LI Hui *(College of Water Conservancy and Architecture Engineering,Tarim University,Alar Xinjiang 843300)Abstract Taking the seasonal frozen soil region in South Xinjiang as research background,two soil treatments (natural bare soil and greenhouse soil)were set up during the freeze-thaw period.The monitoring data of soil water-heat under the two treatments were compared and analyzed.The results showed that the greenhouse could reduce the heat loss,the seasonal effect was not obvious,and the spatial distribution of soil water and heat changed little.Under the influence of evaporation and soil infiltration,the surface soil water-heat were lower.The law of soil water-heat transfer in the natural bare soil was greatly affected by the freezing and thawing conditions (soil frozen state,temperature,etc.),and there was the affected and restricted relationship between soil water and heat.Before freezing,the water -heat in the shallow layer was smaller,and increased with the depth of soil with the obvious change amplitude.The influence of the deep soil on the solar radiation lagged behind obviously,which showed the small water-heat fluctuation,thus easily maintaining the relatively high temperature.The average value of water -heat during freezing period was the lowest,the whole area with high value of soil moisture moved downward about 15cm ,the evaporation of water in frozen soil layer was small,and the front of soil freezing moved downward with the decrease of the negative temperature of the earth ′s surface.At the same time,the water drived the salt of the subsoil to move to the freezing layer.During the ablation period,the soil temperature decreased with the depth of soil.In the process of infiltration,soil surface water was lost by evaporation,and the moisture content was only 8.2%,and the high value area of water was concentrated,which was the largest in freeze-thaw period.The high value area of water was concentrated in 30-70cm,which was the largest during the freez -thaw period.The increase of soil moisture content restrained the increase of soil temperature.The soil freezing rate was slow,so it taken a long time,while the melting rate was fast,and the melting time was short.Keywords soil temperature;soil moisture;freeze-thaw period;moisture thermal interaction effect in soil季节性冻土区不同冻结状态下土壤水热变化特征研究单明明李慧*(塔里木大学水利与建筑工程学院,新疆阿拉尔843300)新疆地处我国西北干旱地区,全年高温少雨、水资源匮乏、土壤盐渍化等严重制约着农业发展。
对季节性冻融过程中土壤水和热迁移的研究
太原科技2008年第3期T AIY U ANS C I-T E CH肖永吉季节性冻土在我国主要分布于北纬30°以北地区,面积为5.137×106km 2,约占全国国土面积的54%,且大多属于干旱、半干旱的水资源短缺地区[1]。
季节性冻土作为一种含冰晶的特殊土水系统,其水、热运移作为自然界水循环的一个重要环节,在农业、水资源、环境及人类工程中占有极其重要的地位,对于评价地表和地下水资源,有效利用土壤水资源,合理解决寒区和极地资源的开发,工程建设和环境保护的开展以及土壤盐碱化防治等问题具有重要意义。
1冻融过程中发生的主要物理过程在季节性冻土分布区,土壤水分的冻结和融化必将会伴随着热量交换、水分迁移等物理过程。
而冻融条件下的土壤水、热迁移是一个多因素综合作用的复杂物理过程,对该问题的研究已取得重要的进展,现总结如下。
1)影响土壤季节冻结和融化的主要因素包括:水体、地形、地表沼泽化、土的成分和水分、盐分含量、植被、雪盖。
它们积极参与大气与地面间的热交换,影响地面和地中温度状况,从而决定土壤的季节冻结和融化的特征[2]。
2)土壤冻融过程中所发生的主要物理过程包括:一是水分迁移和伴随的对流传热。
土壤中水分迁移包括液态水和水汽的迁移两部分。
土壤冻结过程中,一部分液态水冻结为冰,土壤未冻水含量减少,基质势降低。
在土壤基质势(未冻水含量)梯度下,土壤未冻区水分不断向冻结锋面迁移并冻结,致使冻结锋面处含水丰富,锋面附近含水率变化剧烈。
在土壤上层融化过程中,冻结期聚集于冻土层的水分融化在重力梯度作用下向下迁移,致使融化锋面处出现一个含水率的峰值区。
水汽扩散由土壤中水汽密度梯度引起,而水汽密度取决于土壤温度(决定饱和水汽密度)、基质势(决定土壤的相对湿度)。
在土壤冻结状态下,土壤温度较低,而基质势的绝对值很大,因此土壤中水汽密度较小。
二是热量的传导。
土壤热传导指热量从高温区向低温区传递,其驱动力为温度梯度。
气候变化对冻土区环境保护的影响分析
气候变化对冻土区环境保护的影响分析近年来，全球气候变化愈加明显，各地区都面临着日益严重的环境问题。
在这些问题中，冻土区的环境保护显得尤为重要。
冻土区是指在长时间内地温低于0摄氏度，地面下方存在大量冻结土壤的地域。
气候变化对冻土区环境保护造成了深远的影响，以下将就其影响展开分析。
首先，气候变化导致冻土融化加剧。
冻土的存在对于维持地表稳定和生态平衡至关重要。
然而，气候变暖导致了冻土融化加剧的现象，这将对冻土区的环境保护造成巨大影响。
冻土融化会导致地面塌陷和裂缝增多，破坏原有的地貌结构，加剧土地侵蚀和水资源流失。
此外，融化的冻土会释放大量的甲烷气体，进一步加剧全球气候变暖的速度。
因此，气候变化导致的冻土融化是冻土区环境保护的首要问题。
其次，气候变化对冻土区生态系统的影响也不可忽视。
冻土区拥有独特而脆弱的生态系统，其中包括了冻土草原、湿地和苔原等。
然而，气候变化威胁到了这些生态系统的稳定与完整性。
例如，冻土融化导致了湿地干涸和湖泊缩水，使得水域生态系统受到破坏。
同时，由于气温升高，冻土区蕴含的大量有机物逐渐分解，导致生态系统中的养分流失，进而影响到植被的生长和物种的多样性。
因此，气候变化对冻土区生态系统的保护提出了新的挑战。
此外，气候变化还直接影响了冻土区的人类社会。
冻土区多为人烟稀少的边远地区，居民主要以畜牧业为主要生计。
然而，气候变化给这些居民的生产和生活带来了巨大的不确定性。
例如，气温升高导致牧草的生长周期缩短，给畜牧业带来了灾害性的影响。
此外，冻土融化还会破坏传统的架设冻土道路的方式，给农牧民群众的交通出行带来不便。
因此，气候变化对冻土区人类社会的冲击不能忽视，需要采取积极的应对措施。
为了应对气候变化对冻土区环境保护所造成的影响，我们需要从多个方面进行努力。
首先，应加强气候监测和预警系统的建设，及早发现和预测冻土融化的情况。
其次，要加大科研力度，研究冻土区的环境演变规律，掌握冻土地区的保护技术和措施。
气候变化对全球冻土区的影响
气候变化对全球冻土区的影响气候变化是当前全球面临的重大挑战之一。
全球冻土区作为地球上冻土分布的重要组成部分，受到了气候变化的深刻影响。
本文将从三个方面探讨气候变化对全球冻土区的影响。
一、气温升高对冻土区的影响气候变暖导致全球气温升高，这对冻土区造成了严重的影响。
由于气温升高，冻土融化速度加快，从而破坏了原有的土地结构，导致土地沉降、塌陷等地质灾害。
在北极地区，冻土的融化还会导致海岸线后退，增加海洋侵蚀面积。
冻土中的有机物质解冻释放，进一步加剧了温室气体排放，形成恶性循环。
因此，气温升高对冻土区的影响是不可忽视的。
二、降水变化对冻土区的影响气候变化引起的降水变化也对全球冻土区产生了重要的影响。
降水量的变化直接影响冻土的含水量和热传导能力。
过多的降水会使冻土区的含水量增加，导致冻土的稳定性降低，土壤易发生滑坡和泥石流等自然灾害。
同时，降水的变化也会使土壤的热传导能力受到影响，进而影响冻土的形成和分布。
因此，降水变化对全球冻土区的影响是多方面的。
三、生物多样性对冻土区的影响气候变暖对全球冻土区的生物多样性产生了重要的影响。
冻土区作为特殊的生态系统，拥有丰富的植物和动物资源。
然而，气候变化导致的冻土融化使得生物栖息地受到破坏，很多植物和动物无法适应新的环境而灭绝。
此外，冻土融化后释放的温室气体也导致了温室效应的加剧，进一步影响了冻土区生物多样性的平衡。
因此，保护冻土区的生物多样性成为了当前亟待解决的问题。
总结起来，气候变化对全球冻土区的影响主要体现在气温升高、降水变化和生物多样性方面。
为了减缓和适应气候变化对冻土区的影响，国际社会应加强合作，采取有效的应对措施，包括减少温室气体排放、加强冻土区的保护与恢复，以及推动可持续发展等。
只有通过共同努力，才能保护好冻土区，减轻气候变化对全球生态系统造成的损害，实现生态环境的可持续发展。
土壤冻结及冻土融化过程水热汽迁移特性及机理研究
土壤冻结及冻土融化过程水热汽迁移特性及机理研究土壤冻结及冻土融化过程水热汽迁移特性及机理研究冻土是指在地下埋藏的土壤、岩石等在低温条件下冻结成固态的土层。
在寒冷地区，冻土具有广泛的分布，它不仅对地表的土壤水分和热量有着重要影响，还对地下水热汽的运移有着显著的影响。
因此，研究土壤冻结及冻土融化过程中水热汽迁移的特性和机理对于寒冷地区的土地利用和环境保护具有重要意义。
首先，冻土的冻结过程会对水热汽的迁移产生影响。
当土壤开始冻结时，其中的水分会被逐渐转化为冰。
由于冰的密度大于水，冻结过程中会出现水分的聚集和富集现象。
这种现象被称为冻结膨胀效应。
冻土中的温度也会下降，从而增加了冻结膨胀效应的程度。
在冻结过程中，土壤孔隙中的水分被逐渐排斥出来，从而形成冻土边界、冻结前沿和冻结裂隙等。
这些冻土结构对水热汽的迁移起到了一定的屏障作用。
其次，冻土融化过程中的水热汽迁移也会受到土壤孔隙结构的影响。
当温度升高，冻土开始融化，固态的冰转化为液态的水。
融化过程中，土壤孔隙结构的变化会对水热汽的迁移产生影响。
在冻土中存在着不同尺度的孔隙，如微观孔隙和宏观孔隙等。
这些孔隙之间相互连接，组成了复杂的孔隙网络。
水分在冻土中可以通过这些孔隙的连通性进行迁移。
但是，在冻土融化过程中，土壤孔隙结构的改变会影响孔隙网络的连通性，从而影响水热汽的迁移。
此外，冻土及冻土融化过程中的温度梯度也对水热汽的迁移产生影响。
冻土中存在着不同温度的区域，从低温到高温逐渐变化。
这种温度梯度会导致水热汽在这些区域中进行迁移。
一般来说，水分和热量都是从高温区向低温区移动。
因此，在冻土及冻土融化过程中，水热汽会从温度较高的区域迁移到温度较低的区域。
这种迁移可以通过水分和热量的扩散和对流来实现。
最后，冻土及冻土融化过程中的水热汽迁移还会受到土壤的物理性质和化学性质的影响。
土壤的物理性质包括颗粒大小、堆积密度、孔隙度等。
这些物理性质会影响土壤孔隙结构和孔隙连通性，从而影响水的迁移。
气候变暖对冻土区生态系统的影响
气候变暖对冻土区生态系统的影响随着全球气候变暖的加剧，冻土区的生态系统正在面临巨大的挑战和变化。
冻土区是指地表连续冻结超过两年以上的地区，主要分布在高纬度的北极地区以及高海拔的高山地区。
由于冻土在地球上的广泛分布，冻土区生态系统的变化将对全球的环境和生态系统产生深远影响。
首先，气候变暖导致冻土的融化，进而改变了冻土区的水文与陆地生态系统的相互关系。
冻土是土壤中的一种形态，在冻土区内冻结保持一定的水分。
随着气温的上升，冻土层的厚度减小，融化速度加快。
这导致冻土区生态系统中的水文循环发生变化，河流的水量和流速增加，湿地的形成和消失加剧，湖泊和湿地面积的减少，生物多样性和生态系统的稳定性受到威胁。
其次，气候变暖对冻土区的植被覆盖产生了明显的影响。
冻土区的植被主要由苔藓、地衣和低矮的灌木组成，它们适应了极端寒冷的气候条件。
然而，随着气候变暖，气温上升使得冻土区的植被受到破坏。
冻土融化后，土壤变得湿润，根系无法稳固地扎根，植被生长受到限制。
加上温度升高，导致病虫害的增加，冻土区的植被面临着生存的挑战。
这对当地的动物种群和生态系统功能都会产生负面影响。
另外，冻土区的地表被永久性冻土覆盖，其中储存着大量的有机碳。
然而，随着气候变暖，冻土的融化导致有机碳的释放，进一步加剧了全球气候变暖。
冻土层下的有机质在融化过程中被微生物分解产生甲烷和二氧化碳等温室气体，从而形成了一个恶性循环。
这反过来又加速了气候变暖的速度，进一步加剧了冻土区生态系统的恶化。
此外，冻土区生态系统的变化还将对人类社会产生重要的影响。
全球范围的冻土区面积广阔，其中包括一些关键的生态系统，如北极和青藏高原。
这些地区是全球气候变化和天气模式的重要驱动力，对全球环境和气候稳定起着至关重要的作用。
冻土区的生态系统的破坏和丧失将导致更加频繁和剧烈的自然灾害，如洪水、干旱和土地退化，对人们的生活和农业生产造成巨大的威胁。
综上所述，气候变暖对冻土区生态系统的影响是全方位的。
季冻地区路基中的水分迁移机理及处理措施
季冻地区路基中的水分迁移机理及处理措施
冰冻地区路基的水分迁移机理及处理措施：
一、冬季冻地区路基水分迁移机理：
1、气温环境：冬季地势低的路基的由冷空气和冻土相结合的结果，使地面处
于低温状态，而路基基层、地基和根层则处于不同温度。
2、地表蒸发：随着气温变化，冬季气温较低，会降低路基地表波动，从而降
低地表蒸发，水分不易流失，形成水库。
3、吸附：冬季温度低，路基基层土壤吸附能力强，水分不易蒸发，形成水库。
4、渗流：由于基层土壤有比较好的渗导性能，部分水分从路面的表层流向路
基的下层，形成渗流，从而改变路基的水力均衡状态，有利于土壤后方的水稳定性，从而改变路基内部的水分迁移。
二、处理措施：
1、采用冬水管理技术：完善水分控制系统，控制路基的深层水渗透量，以防
止冻土对路基形成水分毒害，确保路基具有良好的可行性和水分稳定性。
2、合理设计排水系统：采取殃及措施，安装路基材料抗冻结能力强的排水系统，有效的排除路基内的水分，防止路基形成冻土或湿土。
3、进行抗冻耐湿工程：采用高抗冻耐湿性较强的路基材料，进行夹层抗冻耐
湿工程，防止冻土湿土对路基形成破坏，使路基水分稳定。
4、充分利用施工技术：加强组织施工，保证施工时冻土的稳定性，减少冻土
水分破坏，使路基形成水分较平衡状态，从而保证路基的稳定。