青藏高原季節凍土區土壤凍融過程水熱耦合特征

作者：戴黎聰,柯潯,張法偉,杜巖功,李以康,郭小偉,李茜,林麗,曹廣民

摘要：青藏高原被譽為"中華水塔",其廣泛分布的多年凍土和季節凍土在保證我國水資源安全上具有重要的地位。基于2015年7月-2016年6月青海海北站季節凍土的水熱監測數據(土壤含水量為未凍水含量),分析了凍結深度的季節變化和凍融過程水熱運移特征。結果表明:各土層土壤溫度與土壤水分含量變化均表現為"U"型。土壤溫度變化規律與日平均氣溫基本一致,但滯后于日平均氣溫的變化,滯后時間取決于土層深度。與多年凍土凍融規律不同,海北站季節凍土表現為單向凍結、雙向融化特征,凍融過程大致可劃分為三個階段:凍結初期、凍結穩定期和融化期。同時,季節凍土消融速率大于凍結速率,且融化過程中以淺層土壤融化為主。在凍結過程中,土壤水分沿上、下兩個方向分別向凍結鋒面遷移,各土層土壤含水量迅速下降。而在融化過程中,各土層土壤含水量逐漸增加,且在淺層土壤形成一個土壤水分的高值區。土壤凍融過程中未凍水含量與各土層土壤溫度具有較好的相關關系,且淺層土壤擬合效果優于深層土壤。本研究對揭示高原關鍵水文過程以及寒區水熱耦合模型構建具有重要意義。

發文機構：中國科學院西北高原生物研究所 中國科學院大學

關鍵詞：季節凍土季節變化凍融過程土壤溫度土壤水分青藏高原seasonally frozen soilseasonal variationfreezing-thawing processsoil temperaturesoil water contentTibetan Plateau

分類號： P642.14[天文地球—工程地質學]