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期刊信息/Journal information
冰川冻土
冰川冻土

程国栋

双月刊

1000-0240

edjgg@lzb.ac.cn；　shenyp@lzb.ac.cn

0931-4967248

730000

兰州市东岗西路320号 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所《冰川冻土》编辑部

冰川冻土/Journal Journal of Glaciology and GeocryologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是我国冰、雪、冻土和冰冻圈研究领域唯一的学报级期刊，支持在冰、雪、冻土和冰冻圈及全球变化基础研究和应用研究中具创造性，高水平和面向国民经济建设的新思想，新观点,新方法和新学说，为寒区国民经济建设服务。内容有：冰、雪、冻土的性质、过程及其控制；冰冻圈的资源与环境；冰冻圈与其他圈层的相互作用；寒区水文水资源； 寒区生态与建设；全球变化；寒区工程与减灾、防灾；寒区生物学；先进技术的应用。
正式出版
收录年代

    基于DSR理论-综合云理论的中俄冻土区管道保温层效果失效类型研究

    朱美全金晓颖车富强王宏伟...
    625-636页
    查看更多>>摘要：冻土区管道保温层效果与评价指标变化的随机性密切相关,以往冻土区管道保温层效果评价模型存在一定的局限性与不足.为了提升冻土区管道保温层效果模型的应用效果,本文基于驱动力-状态-响应(Driving force-State-Response,DSR)理论、综合云理论和迭代运算方法相结合的综合评价方法,构建适用于中俄冻土区管道保温层效果的评价模型.为了验证冻土区管道保温层效果评价模型的科学性,以中俄管道沿线(漠河—大庆段)四处典型监测区域MDX007、MDX113、MDX304和MDX364为实例,应用评价模型对管道保温层效果的失效类型和失效可能性概率进行了综合分析.结果表明:运用评价模型可以科学指导中俄原油管道保温层效果的评估,并依据相应的保温层效果失效类型结果给出对应的措施建议.综合云模型能够结合不同理论模型的优势,保证冻土工程环境评价的科学性,通过置信度值验证,具有良好的应用前景.研究成果可为中俄原油管线安全稳定运营提供战略性的科学支撑.

    冻土区管道保温措施热效果驱动力-状态-响应(DSR)模型综合评价云模型

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    极地深层热水钻回水软管及注热软管热流特性研究

    来兴文李亚洲李冰汪月...
    637-649页
    查看更多>>摘要：深层热水钻是开展极地冰下湖洁净钻探取样的重要工具.井下回水系统是深层热水钻的关键组成部分,主要包括回水软管、注热软管、潜水泵和回水腔等.回水软管用于抽取回水腔中的融水至地表以实现循环利用,而注热软管则用于将地表热水注入回水腔以防止其冻结.回水软管和注热软管的热流特性对井下回水系统设计十分重要,但目前还未开展系统研究,其压力损失和温度损失的变化规律尚不清楚.本文首先基于达西-魏斯巴赫公式和苏霍夫温降公式提出了回水软管和注热软管热流特性的理论计算方法;然后,在COMSOL Multiphysics 5.6软件建立了两种软管热流特性的数值模拟方法,并与理论计算结果进行了对比;最后,系统分析了流量、内径、长度、进口水温、导热系数、内壁粗糙度、冰层温度、壁厚等因素对回水软管与注热软管压力损失和温度损失的影响规律.研究结果指出了影响回水软管与注热软管热流特性的主导因素,得到压力损失和温度损失的大小,从而为设计安全高效的井下回水系统提供了理论支撑.

    冰下湖深层热水钻回水软管注热软管压力损失温度损失

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    卸载状态下非均质圆形寒区隧道围岩弹塑性统一解

    梁沈伟王彬荣传新于胜民...
    650-661页
    查看更多>>摘要：以统一强度理论作为卸载状态下寒区隧道冻结围岩屈服准则,综合考虑围岩非均质特性和中间主应力效应对冻结围岩强度影响,建立寒区隧道应力位移弹塑性力学模型,联合各区域边界条件,计算获得冻结围岩均质与非均质状态下,弹性解、塑性统一解以及塑性区半径的隐式方程,分别对其应力位移场讨论分析.研究表明:考虑冻结围岩的非均质特性,塑性区环向应力峰值增大40%,塑性区范围相对减少40.4%,内壁位移减少9.3%,弹性极限承载力提高41%,塑性极限承载力提高14%,影响显著.中间主应力效应能充分发挥非均质冻结围岩承载潜能,计算得到的承载力明显增大,塑性半径明显减小.所得结果可为寒区隧道开挖支护设计以及数值模拟,提供理论指导.

    寒区隧道非均质冻结围岩弹塑性分析中间主应力效应统一强度理论

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    低温环境下粉煤灰漂珠改性沥青混合料施工期热量散失规律及有效碾压时间研究

    穆柯金龙夏香香
    662-674页
    查看更多>>摘要：漂珠作为一种高热阻材料,运用于多年冻土区沥青路面最初目的是减少运营期路面吸热,减缓冻土融沉.但其对施工期沥青路面温度散失规律及有效碾压时间的影响,则鲜有研究涉及.漂珠的加入改变了混合料自身的热物理性质,进而对沥青路面压实以及进入冻土路基的热量造成影响.本文首先通过室内试验,测试沥青胶浆热物理参数随漂珠掺量的变化规律.由于沥青混合料碾压过程中材料本身逐渐从松散状态转化为密实状态,该过程中材料孔隙率不断降低强度随之提高,因此施工期间沥青混合料热物理参数也处于动态变化之中.试验过程中,将添加漂珠后的沥青混合料视为一种复合材料,其主要由粗集料、沥青胶浆、空气三部分,通过室内试验测定漂珠沥青混合料中三种成分的热物理参数,并基于Williamson公式计算摊铺碾压过程中漂珠改性沥青混合料在密实和松铺两种状态下的热物理参数.之后建立摊铺碾压过程沥青路面温度场计算有限元模型,获取不同漂珠掺量和摊铺厚度下路面温度场变化规律,明确添加漂珠对施工期进入路基热流影响.最后基于数值计算结果,对施工期沥青路面温度影响因素进行多元回归分析,获得了施工期间沥青混合料温度预估方程.研究结果表明:添加15%沥青体积漂珠后混合料导热系数降低78%,比热容变化不大(小于1%).外界气温为0℃、10℃、20℃、30℃工况下,添加15%漂珠可使密实状态下混合料有效碾压时间提升21.1%、20.2%、17.5%、16.8%;松散状态提升21.6%、21.2%、20.3%、18.7%.相同工况下,松铺状态有效碾压时间为密实状态下的1.7～2.1倍,因此,在低温工况下,初步碾压作业一旦开始,后续复压及终压应快速、连续开展,确保有效时间内使混合料达到规定压实度.此外,添加5%、10%、15%漂珠还可使密实状态下进入基层热量分别降低1.9%、3.1%、6.4%;松散状态下降低3.5%、7.3%、12.8%,说明添加漂珠对降低施工期热量对路基的扰动也有积极作用.

    漂珠沥青路面施工质量有效碾压时间多年冻土区

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    基于CMIP6气候模式和两种水文模型综合集成预估的黄河源区未来40年流量变化

    刘义花高歌翟建青刘绿柳...
    675-687页
    查看更多>>摘要：基于两个共享社会经济低碳路径(SSP1-2.6、SSP2-4.5)下的CMIP6中的8个GCMs气候模式进行黄河源区2021-2060年平均气温和降水量预估.在此基础上,利用CMIP6中的8个GCMs气候模式分别驱动HBV、SWAT水文模型综合集成预估了黄河源区2021-2060年流量的年代际变化.结果表明:SSP1-2.6、SSP2-4.5情景下,2021-2060年黄河源区呈暖湿化趋势,平均气温较基准期(1995-2014年)分别上升1.3℃、1.6℃,年降水量分别增加11.6%、11.5%.SSP1-2.6、SSP2-4.5情景下2021-2060年黄河源区年平均流量分别增多8.6%、8.5%;两种情景下黄河源区21世纪各年代际流量均增加,其中21世纪20年代和30年代流量增幅小于40年代、50年代流量增幅.SSP1-2.6、SSP2-4.5情景下黄河源区2021-2060年6-8月流量减幅在1%以下,而3-5月和9-12月流量增幅为0.1%～2.1%.SSP1-2.6、SSP2-4.5情景下黄河源区蓄水期(9-11月)极端丰水流量增加2.5%～2.7%,SSP1-2.6情景下黄河源区2021-2060年汛期(6-8月)极端丰水流量总体增加0.1%,SSP2-4.5情景下黄河源区汛期极端丰水流量减少1.3%,SSP1-2.6、SSP2-4.5情景下黄河源区枯水期(12至次年5月)极端丰水流量减少0.7%～1.0%;黄河源区汛期(SSP1-2.6和SSP2-4.5情景)及枯水期(SSP1-2.6情景)极端枯水流量较基准期增加0.8%～1.9%,两种情景下黄河源区蓄水期极端枯水流量减少1.8%～2.3%.

    气候变化影响流量预估SWAT和HBV水文模型CMIP6气候模式黄河源区

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    祁连山高寒草甸非生长季碳水通量及其影响因素

    张文豹辛惠娟李宗省张瑜...
    688-696页
    查看更多>>摘要：高寒草甸作为主要的高寒生态系统之一,其非生长季的碳水平衡地位对整个生态系统具有重要意义.但该季节碳水通量的环境驱动因素知之甚少.因此,本研究基于涡动观测与气象梯度塔,探讨祁连山高寒草甸非生长季(2022年11月—2023年4月)的碳水通量及其影响因素.研究结果表明,祁连山高寒草甸生态系统,整个非生长季净生态系统碳交换量(net ecosystem carbon exchange,NEE)、总初级生产力(gross primary productivity,GPP)和生态系统呼吸(ecosystem respiration,Reco)分别为-18.0574 mg CO2·m-2、27.3565 mg CO2·m-2和9.2991 mg CO2·m-2.总蒸散发(ET)为74.8762 mm,比总降水量低15.0762 mm,该生态系统水循环较为平衡.在非生长季归一化植被指数、光合有效辐射和土壤温度是影响净生态系统碳交换量的主要因素.而相对湿度、降水和净辐射是影响非生长季蒸散发的主要因素.本研究结果揭示了祁连山高寒草甸非生长季的二氧化碳通量和水通量特征及其影响因素,为了解该地区碳收支过程和水平衡及其对气候变化的响应提供了重要参考.

    碳通量蒸散发涡度相关高寒草甸非生长季

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    冰川前缘冰舌区可培养细菌多样性及抗辐射-抗氧化特征——以老虎沟12号冰川为例

    朱培世刘阳徐业腾汪金秀...
    697-709页
    查看更多>>摘要：全球变化导致气温上升加速冰川退缩,冰川前缘进化出大量抗辐射-抗氧化微生物资源.细菌作为影响冰川前缘演替过程的重要类群之一,对其冰舌区新融化的冰碛物生境中抗辐射-抗氧化细菌的研究却较为少见.基于16S rRNA基因序列系统发育学的研究,不仅对老虎沟12号冰川前缘冰舌区冰碛物生境可培养细菌多样性进行研究,同时对菌株的抗辐射和抗氧化能力进行筛选和评估.研究表明,研究区域分离出的259株细菌分别归属于放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus),其中放线菌门的菌株数量最多,其次是变形菌门>拟杆菌门>厚壁菌门>异常球菌-栖热菌门;在物种多样性方面,放线菌门和变形菌门是物种丰富度最高的门.TN、TOC、WC和pH是影响可培养细菌群落结构的主要因素.UVC辐照强度的D10(致死率为10%)剂量高于100 J·m-2的菌株占可培养细菌总数的94.9%,过氧化氢耐受浓度的D10剂量高于10 mmol·L-1的菌株占100%;其中有20株抗辐射菌株氧化胁迫后的存活率在90%以上.此外,氧化胁迫后存活率高于Deinococcus-radiodurans R1的菌株均是100 J·m-2 UVC辐照后抗辐射存活率高于50%的抗辐射菌株.该研究不仅可以为冰川前缘环境中细菌的多样性和生态适应性提供理论基础,也可以为后续辐照、氧化损伤保护机制的研究提供丰富的抗辐射-抗氧化冰川细菌资源.

    老虎沟12号冰川可培养细菌抗辐射-抗氧化冰碛物

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    一种基于ICESat-2激光光子与SRTM数据的冰川高程变化误差稳健估计方法

    苏佳利杨耘王家禹刘艳...
    710-721页
    查看更多>>摘要：针对利用ICESat-2星载光子点云数据进行冰川高程变化监测时,不同地形条件下的ICESat-2激光光子数据质量差异较大导致冰川高程变化量估算误差较大的问题,本文以青藏高原上中国最大的海洋性冰川——恰青冰川为例,联合使用ICESat-2激光测高数据及30 m分辨率SRTM的DEM产品,提出了融合稳健估计准则的多函数拟合冰川高程变化量估算误差改正模型,降低了因地形坡度引起的冰川高程变化量估算误差;进而,估算了2000-2021年间恰青冰川的高程变化速度及质量变化量.结果表明,与对应的传统最小二乘估计结果相比,本文提出的融合稳健估计的函数模型改正效果更优.随后,将改正结果与多种数据进行交叉验证,能够证明该误差改正模型的有效性和可行性.因此,该模型可以有效改善冰川高程和质量变化信息提取的精度,研究结果表明,研究区21年间冰川高程变化速率约为(-0.52±0.56)m·a-1,冰川质量变化约为-12 773.81×105 t.此外,经过对21年间气象数据的年变化和月变化分析可知,气温和降水量等因素是引起冰川高程变化的主要动因.

    坡度改正稳健估计高程变化冰川ICESat-2激光光子

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    充液率和倾角对多年冻土区重力热管传热性能的影响

    王英梅王茜王俊程马殷军...
    722-730页
    查看更多>>摘要：为探讨热管最佳工况,搭建了适用于多年冻土区的氨-钢热管试验台.通过监测热管内部轴向、外壁的温度分布以及外壁面的热流密度变化,在负温条件下开展了不同充液率(20%、30%、40%)和倾角(10°、30°、50°、70°、90°)对热管传热性能影响的试验.试验结果表明:在三种充液率下,热管处于10°倾角时均温性最佳;充液率为30%和40%的热管倾角50°时总热阻最小、传热效率最高,充液率为20%条件下热管的总热阻和传热效率在倾角30°时分别达到极小值和最高值.总体而言,充液率为30%的热管具有最佳传热表现.

    重力热管管内温度监测倾角充液率传热性能

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    《冰川冻土》征稿简则

    封3页
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