微专题：冻土对人类生产活的影响

冻土通过冻胀和消融，对人类的生产和生活产生了极大的影响，今天我们就通过几组题和几段文字，来学习一下有关冻土的知识。

冻土可分为季节冻土和多年冻土。冬天含冰冻结、夏天全部融化的岩土被称为季节冻土，包括季节冻结层和季节融化层。读图(北半球)回答1～2题。

1．根据图中信息所示，季节冻土的分布特点是

A．季节冻结层水平分布的范围小

B．随着纬度的升高，季节融化层厚度增加

C．季节冻结层多分布在极地附近

D．随着海拔的升高，季节融化层厚度降低

2．我国东北地区季节冻土冻结和融化的规律是

A. 季节冻结层每年6月开始产生

B．季节融化层每年6月开始产生

C. 季节冻结层每年10月达最大厚度

D．季节融化层每年10月达最大厚度

DD

右图为加拿大东北部某地出现的房屋倾斜下沉照片，请回答5～6题。

5．图中的森林是

A．亚寒带针叶林 B．亚热带常绿阔叶林

C．亚热带常绿硬叶林 D．温带落叶阔叶林

6．造成房屋倾斜下沉的原因最有可能是

A．过量抽取地下水造成地层下陷 B．位于环太平洋地震带地震频繁导致

C．冻土融化造成地基不稳 D．位居飓风侵袭路径

AC

左图是世界上最北端的城市朗伊尔城位置示意图，它位于挪威斯瓦尔巴群岛。右图是2014年暑假苏南某中学师生赴该岛科学考察时拍摄到的照片。读图回答各题。

1.朗伊尔城所在的岛屿南、北端的纬度相差近4°，太阳直射点移动的速度约为0.25°/天，下列极昼天数与朗伊尔城最接近的是

A. 150天左右

B. 100天左右

C. 50天左右

D. 20天左右

2.考察队员发现岛上的房屋都建在木桩上，原因是

A. 减少占用耕地

B. 保护野生动物

C. 通风防潮

D. 减轻冻土融化危害

BD

青藏铁路堪称“世界冻土工程博物馆” 随着冻土路基、冻土区桥梁、涵洞、隧道、房建、管线等工程的顺利施工，世界上海拔最高、穿越高原多年冻土最长的青藏铁路，如今堪称“世界冻土工程博物馆”。专家称，青藏铁路穿越世界上最复杂的冻土区，不少冻土工程措施都是国内外首创，可谓集冻土工程之大全。于7月1日试通车的青藏铁路格尔木至拉萨段，是目前全球穿越永久性冻土地带最长的高原铁路，这条铁路处于多年冻土区的线路就长达550公里。而冻土对温度极为敏感，随着温度的变化，它会“发胖”或“变瘦”。

据了解，冻土在寒季就像冰一样冻结，随着温度的降低体积会发生膨胀，建在上面的路基和钢轨就会被“发胖”的冻土顶得凸起；到了夏季，融化的冻土体积缩小，路基和钢轨又会随之凹下去。冻土的冻结和融化反复交替地出现，路基就会翻浆、冒泥，钢轨会出现波浪形高低起伏，对铁路运营安全造成威胁。

青藏铁路建设总指挥部专家组组长、冻土科学专家张鲁新说，冻土虽然在加拿大、俄罗斯等国家也存在，但他们是属高纬度冻土，比较稳定。青藏铁路纬度低，海拔高，日照强烈，而太阳辐射对冻土有着非同寻常的影响。加上青藏高原年轻，构造运动频繁，并且这里的多年冻土具有地温高、厚度薄、热融发育等特点，其复杂性和独特性举世无双。

据了解，青藏铁路有111公里线路铺有一种特殊的路基，即在土路堤底部填筑一定厚度片石，上面再铺筑土层的路基。这种多孔隙的“片石层通风路基”为国内首创。它是效果较佳的保护冻土措施，好似散热排风扇，冬季从路堤及地基中排除热量，夏季较少吸收热量，起到冷却作用，能降低地基土温度0．5摄氏度以上。

片石通风路基

通风管路基

37．（24分）根据以下材料回答问题。

青藏高原气候高寒，气温一般低于地温，是我国主要的冻土分布区，冻土土层可分为活动层和多年冻土层两部分.其中,活动层靠近地表，随着外界气温变化或冻或融；多年冻土则常年处于冰冻状态。青藏铁路格（尔木）拉（萨）段成功穿越了约550千米的连续多年冻土区，是全球目前穿越高原、高寒及多年冻土地区的最长铁路。活动层反复冻融及冬季不完全冻结，使冻土的体积发生膨胀和收缩，会危及铁路路基，为此青藏铁路的建设者们创造性地提出了低架旱桥、热棒技术、抛石路基等措施。其中抛石路基即用碎块石填筑路基，利用其通风透气性，隔阻热空气下移，同时吸入冷量，起到保护冻土的作用。左图是青藏铁路分布图，右上图是抛石路基结构示意图，右下图为片石护坡景观图。

（1）运用大气受热过程，分析青藏高原地区气温低于地温的原因。(8分)

（2）冻土活动层冬夏季的反复冻融，会对列车运行的安全产生怎样的不利影响，请简述其过程。(6分)

（3）根据抛石路基的设计原理，判断其散热效果最显著的季节，并分析其原因。(6分) （4）专家建议，部分东西走向的路段的路基两侧增加片石护坡，且南侧厚度要大于北侧，试分析其可能原因。(4分)

答案：（1）青藏高原海拔高，空气稀薄，晴天较多(2分);白天被削弱的太阳辐射较少，到达地面的较多，地面吸收后增温(3分)；但空气稀薄云量较少，对地面的长波辐射吸收较少，加之高原地区多大风天气，大部分热量散失掉，气温较低(3分)。

（2）冬季的时候，冻土在冻结状态下，体积会发生膨胀，建在上面的路基和钢轨就会被顶起(2分)；到了夏季，冻土消融，体积收缩，路基和钢轨随之降下去(2分);反复出现就会造成路基严重变形，铁轨出现严重弯曲、高低不平，影响列车行车安全(2分)。

（3）冬季(2分) 冬季气温较低，冻土易冻结，抛石路基利用其通风透气性(2分)，起到类似于通风管储冷的作用，加快路基的散热，减小因路基升温对冻土冻结产生的影响(2分)。（4）南侧为阳坡，增温较北侧快(2分)，增加片石护坡厚度可减缓外部温度的变化对冻土的影响，从而达到与北侧相近的温度(2分)，保持路基两侧降温的一致性。

全长11.7公里的青藏铁路清水河特大桥横架在可可西里冻土区，它是一种“以桥代路”的保护冻土措施，铁轨飞架而过可以不惊扰冻土。青藏铁路“以桥代路”桥梁达156.7公里，占多年冻土地段的四分之一。张鲁新说，如此大规模采取“以桥代路”措施，在世界上也是首次。