关于我国北部冻土生态环境优化对策

大兴安岭东部林区经过四十多年的开发与建设,冻土生态环境已遭到严重的破坏。文章通过对大兴安岭林区冻土类型、特征的阐述,提出冻土生态环境保护对策。     

兴安落叶松林下冻土中硒元素的分布规律研究

本文通过对我国典型寒温带兴安落叶松林区的原始林、皆伐林、原始湿地3种生态系统冻土中硒元素含量以及影响硒元素含量因素的研究,为了解大兴安岭林区兴安落叶松林(原始林、皆伐林)和原始湿地冻土中的养分状况,以及硒元素含量对兴安落叶松生长发育的影响提供资料。结论如下:①3种生态系统冻土中硒元素含量范围0.010mg/kg~0.208mg/kg,有机质含量范围14g/kg~240g/kg;②对冻土中硒元素含量的影响程度由大到小的因素为土壤层次、生态系统、坡向和坡位;③硒元素含量表层最高,向下含量逐渐减少;④3种生态系统硒元素含量由高到低的顺序为原始湿地、原始林、皆伐林,坡向和坡位对硒元素含量影响不显著。     

清原县冻土深度特征变化分析

对清原满族自治县国家基本气象站1962-2020年冻土器观测数据进行分析,得出清原满族自治县冻土深度变化与月平均气温之间的月、年变化特征.将冻土深度的年平均值、月值与月平均(最低、最高)气温等气象因素进行比较分析得到:一般温度越高,冻土深度越浅,反之冻土深度越深.通过比较分析得出清原满族自治县年冻土深度变化与气温呈负相...     

冻胀反力系数在渠道衬砌冻胀弹性地基梁模型中的应用

为了探究渠道基土在冻胀过程中的非线性变形特性对渠道衬砌冻胀的影响,基于冻土三轴试验结果,建立考虑围压和温度的邓肯-张本构模型,参考室内三轴试验测定基床系数方法,应用数值模拟法建立冻胀反力系数随被约束冻胀量变化的计算式,并基于有限差分法离散弹性地基梁平衡微分方程。模型考虑衬砌不同点因被约束冻胀量不同引起冻胀反力系数不同的取值问题,克服以往模型中冻胀反力系数取常量的不足。应用解析解验证模型的合理性,探究冻胀反力系数分别为变量与常量时在梯形渠道衬砌冻胀力学响应计算结果上的差异。结果表明,对于边坡和渠底衬砌板,常量冻胀反力系数计算出的最大冻胀反力是变量的1.43倍,计算出的弯矩最大值平均是变量的1.12倍。因此在采用弹性地基梁理论分析渠道衬砌冻胀问题时,若冻胀反力系数采用常量,不考虑冻土的非线性变形,会使得计算结果偏大。研究结果可为大型梯形渠道衬砌抗冻胀设计提供参考。     

Cultivation Influences on Soil Organic Carbon Associated with Texture in Seasonally Frozen Zones

[Objective] This study aimed to examine indicative roles of texture representing soil organic carbon presence and variability subsequent to cultivation under cold temperate climates with seasonal freeze-thaw events.[Method] Three chronosequences were selected for paired comparisons.Soil samples were collected at six depths with a 10 cm increment.Analysis of variance with general linear model and regression was performed for statistical analysis.[Result] In seasonally frozen soils where fragmentation of macroaggregates was stimulated,soil organic carbon level was positively associated with clay ＋ silt proportion due to a wider textural range,better than sole clay content.Exponential function better fitted the experimental data to present progressively increased effectiveness of clay ＋ silt content in maintaining carbon.Clay content explained 12％-41％ and 14％-43％ of variation via linear and exponential functions,respectively.Accordingly,clay ＋ silt content explained 47％-65％ and 46％-70％.[Conclusion] Texture reflected soil organic carbon occurrence as consequences of reclamation.For seasonally frozen soils with wider textural ranges,it is robust to adapt clay ＋ silt content as dependent variable and exponential function.The generated algorithms provided an available pathway to estimate soil organic carbon losses following cultivation and to evaluate soil fertility.     

保温型刚性护面渠道设计

在刚性面层下设置一道性能良好的保温层来防止基土冻结,可以从根本上解决冻胀破坏的问题。这种带保温层的刚性护面渠道称为保温型刚性护面渠道,根据热工原理,提出了保温型刚性护面渠道横断面设计在构造方面的要求,进一步推导出计算保温层厚度的有关公式,并给出算例,还指出了需要进一步研究和探讨的问题。     

冻结过程中土体导热系数预测模型

鉴于冻结条件下测量导热系数存在困难,为明确温度对导热系数的影响规律,提出了具有三参数（λ0,a和b）的双曲模型来描述土体导热系数与负温的关系。然后,采用实测导热系数和3种常用模型对新模型的性能进行了评价,并对模型参数进行了敏感性分析。结果表明,双曲线模型能较准确地预测冻结过程中土体导热系数变化规律。在4个模型中,新模型具有最小的均方根误差和相对误差。模型参数与细粒含量密切相关,且随初始体积含水率增大而减小。新模型能够准确描述负温下的土体导热系数变化规律,可为寒区传热传质耦合计算提供基础。     

三江平原地下水补给利用研究现状与进展

近几十年来大规模冻土退化极大影响了冻土区地下水动态。以黑龙江省三江平原季节性冻土区为例,结合2000～2020年的文献研究及数据,分析了气候变化及冻土退化对地下水系统的影响,总结归纳了地下水开发利用现状及存在的问题。结果表明：(1)暖化效应及人为干预影响下使三江平原冻土退化,虽增加了区域径流量并促进地下水补给,但也加重了地下水污染。(2)降雨入渗补给为地下水补给最主要来源,约占地下水补给总量的3/4,暴雨等极端降水使地下水储量明显增加。(3)三江平原地下水开采量呈逐年上升趋势,超采问题十分严峻。(4)如何设计地下水保护体系是未来需要解决的主要课题,必要时可增加自动监测系统的建设,减少人力资源支出,从而提高效率。