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多年凍土(永凍土)【permafrost】指的是持續三年或三年以上的凍結不融的土層。其表層鼕凍夏融,稱季節融化層。多年凍土層頂面距地表的深度,稱凍土上限,是多年凍土地區道路設計的重要數據。 |
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多年凍土(permafrost),又稱永久凍土,指的是持續三年或三年以上的凍結不融的土層。其表層鼕凍夏融,稱季節融化層。多年凍土層頂面距地表的深度,稱凍土上限,是多年凍土地區道路設計的重要數據。多年凍土分為兩層:上部是夏融鼕凍的活動層;下部是終年不融的多年凍結層。多年凍土是寒冷氣候(年均氣溫<—2℃)區的産物。 |
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中國青藏高原和東北等高緯地區的多年凍土面積約占全國總面積的1/4。全世界多年凍土面積共有3500萬公裏,約占陸地面積的1/4。分佈最廣的國傢有蘇聯和加拿大等。活動層在每年進行的凍融過程中;土層的物理和化學作用均很強烈,對道路和其它各種建築物的危害很大。 |
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多年凍土隨緯度和垂直高度而變化。在北半球,其深度自北嚮南增大,厚度自北嚮南減薄以至消失。如西伯利亞北部多年凍土的厚度為200米左右,最厚可達620米,活動層小於0.5米。嚮南到中國黑竜江省,多年凍土南界厚度僅1~2米,活動層厚達1.5~3.0米。多年凍土的厚度由高海拔嚮低海拔變薄,活動層也相應增厚。如中國祁連山北坡4000米處多年凍土厚100米,3500米處僅22米!在青藏高原北部的昆侖山區,多年凍土厚180~200米,嚮南厚度變薄。無論在南北方向或者垂直方向上,多年凍土都存在3個區:連續多年凍土區;連續多年凍土內出現島狀融區;島狀多年凍土區。這些區域的出現都與溫度條件有關。年均氣溫低於—5℃,出現連續多年凍土區;島狀融區的多年凍土區,年均氣溫一般為—1~—5℃。 |
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按凍土的成因分為:
①後生凍土層。是土層堆積後形成的,特點是含冰量少,多為整體結構或層狀結構,具裂隙冰;
②共生凍土層是與堆積土層同時形成的。特點是含冰量多,多為層狀或網狀結構。 |
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確定融凍層(活動層)的深度(即凍土上限)對工程建設極為重要。最基本的方法是在融化最盛季節,通過坑探直接觀測,或通過電探確定凍土上限。在銜接的多年凍土區,可根據地下冰的特徵和位置推斷凍土上限深度。同一地區、不同地貌部位和不同物質組成的多年凍土的上限也是不同的。易凍結的粘性土的凍土上限高;不易凍結的沙礫土的凍土上限低;河𠔌帶的凍土上限低,山坡或埡口地帶的凍土上限高。表明了岩性、水文、氣候、植被等對多年凍土活動層的影響。 |
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duonian dongtu
多年凍土
permafrost
含冰凍結連續3年或3年以上的岩土。在北美,則將至少在兩個連續的鼕季和其間的夏季,溫度均處於0℃以下的岩土,稱為多年凍土。
分佈 多年凍土分佈面積約占地球陸地面積的25%,包括蘇聯和加拿大近一半的領土,中國22%的領土,美國阿拉斯加85%的土地;在南極和格陵蘭的無冰蓋地段和被冰蓋邊緣覆蓋的地下;南美和中亞的高山地區也有分佈。除澳大利亞大陸外,地球上所有的大陸均有多年凍土分佈,甚至地處赤道附近的非洲乞力馬紮羅峰頂也發現有多年凍土。
中國的多年凍土面積約215萬平方公裏,占世界第三位,主要分佈在青藏高原,東北大、小興安嶺和西部高山。中國東北的多年凍土區位於歐亞大陸高緯度多年凍土區的南緣,其南端可達46.6°N。在北美,多年凍土分佈的最南端為 51°N。青藏高原的多年凍土區屬於高海拔多年凍土,是世界上中低緯度地帶海拔最高、面積最大的多年凍土區。
圍繞極地的多年凍土為高緯度多年凍土。其分佈有明顯的緯度地帶性,在北半球自北而南多年凍土分佈的連續性逐漸減小。北部為連續多年凍土帶,通常以-5℃年平均地溫等值綫作為分佈的南界。往南形成斷續或廣布多年凍土帶,其南界大致與-4℃年平均氣溫等值綫相符。再往南為高緯度多年凍土區的南部邊緣地區,形成島狀或散布多年凍土帶,其南部界綫即為多年凍土南界。
多年凍土南界以南、一定海拔高度上出現的多年凍土稱為高海拔多年凍土。 分佈有明顯的垂直帶性, 其厚度一般自多年凍土出現的最低界綫(即多年凍土下界)往上,隨高度的遞增而增加。
多年凍土南界以南還分佈有殘餘多年凍土。它們是更新世寒冷期形成的多年凍土退化殘存的結果。如在西西伯利亞,多年凍土南界為北緯66°,而在63°N地下200米深處發現殘餘多年凍土。殘餘多年凍土有時出現在多年凍土區南緣的地下深處,與現代多年凍土一起構成雙層多年凍土(圖1 多年凍土南北剖面示意圖)。如在西西伯利亞南部第一層多年凍土厚30~80米,其下有厚度為20~150米的融化層,該融化層下埋藏着殘餘多年凍土。
冰川下是否存在多年凍土取决於冰川冰溫度和厚度,一般講暖冰川底部溫度接近0℃,其下無多年凍土;冷冰川底部溫度低於0℃,其下往往有多年凍土。
在極地大陸架地區海底,有從過去寒冷期殘留下來的海底多年冷土。其溫度接近0℃,其中很大部分因被海水所飽和,所以具有負溫卻不含冰,屬多年寒土;另一部分則為多年凍土,但含冰量通常不大。
除地球上存在多年凍土外,一些學者推測月球岩石圈深處可能具有一定數量的地下冰。一些學者利用遙感技術發現火星表面上存在類似於熱喀斯特、多邊形裂縫、石冰川等的冰緣地貌,推測火星上多年凍土的平均厚度在赤道為1500米,在兩極為5000米。
厚度和溫度 多年凍土通常埋藏在地表下不深處,位於季節融化層(或活動層)下。活動層的厚度通常為20~30釐米至2~3米。一般活動層的底板與多年凍土的上限相連,這種多年凍土稱為銜接多年凍土。有時活動層在鼕季的凍結深度達不到多年凍土上限,在季節凍結層和多年凍土上限之間隔着一層融土,便形成不銜接多年凍土。
多年凍土上下限之間的距離即為多年凍土厚度(圖2多年凍土典型垂直剖面)。當充填在土粒孔隙和岩石裂隙中的水為淡水時,凍結以後形成的多年凍土下限與0℃地溫等溫綫一致。當充填在土粒孔隙和岩石裂隙中的水為鹹水或????水時,或當岩石無裂隙時,或不含水的土凍結時,多年凍土下限則與0℃地溫等溫綫不一致。在含有地下冰的多年凍土層下還存在着幹寒土層和濕寒土層時,凍土層、幹寒土 |
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- : everfrost
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連續多年凍土 | 銜接多年凍土 | 不銜接多年凍土 | 多年凍土地區築路 | 多年凍土區地下水 | 多年凍土地區路基 | |
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