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本文主要针对红梁河热融湖塘对周围多年冻土的热影响,通过现场实测资料分析及数值模拟等方法开展研究。在研究过程中,主要分析了热融湖塘对多年冻土空间分布状态的影响、热融湖塘对附近土体热状态的影响、热融湖塘对多年冻土上限及下限的影响等,随后通过数值模拟进行趋势分析,预测未来50年内热融湖塘对周围多年冻土及青藏铁路路基的影响状况,主要结论如下:
(1)热融湖塘对周围多年冻土的空间分布状态有一定影响,但影响范围有限。热融湖塘对周围土体浅层温度影响较小,主要是与气候环境条件有关,对深部土体温度有显著的影响,影响范围可至距湖边50m处。热融湖塘下部形成贯穿性融区。
(2)热融湖塘对周围多年冻土的上限深度影响较小,可至距湖边50m处,对多年冻土下限深度影响较大,可至距湖边100m处。同时,热融湖塘对其下部土体的竖向热影响强于对周围土体的侧向热影响。热融湖塘附近土体温度在一定深度以下呈现出明显的波动规律,湖塘附近土体温度处于动态平衡状态,既受热融湖塘的热影响,又受周围多年冻土的影响。
(3)热融湖塘北侧边缘土体温度明显高于湖塘南侧边缘土体,并且北侧边缘的多年冻土上限深度大于南侧,外界气候环境对湖塘北侧边缘的热影响强于湖塘南侧,表现出明显的阴阳坡效应。
(4)不考虑气候变暖时,热融湖塘对周围多年冻土的空间分布状态有显著影响,地下15m以上,冻土区和融土区的分界线基本与湖岸吻合,地下15m以下融土区的逐渐向湖岸扩展,热融湖塘对浅部土体热状态有微弱的影响,对深部土体有较强烈的侧向热侵蚀;R=0m至R=250m,活动层变小,多年冻土厚度变大,R=250m至湖塘边缘,活动层厚度增大,多年冻土厚度变小:热融湖塘对多年冻土上限的影响范围为自湖边至距湖边50m处,热融湖塘对多年冻土下限的影响范围为自湖边至距湖边100m。
(5)考虑未来50年气候升温2.6℃的情景,热融湖塘对周围多年冻土的空间分布状态有显著影响,地下15m以上,冻土区和融土区的分界线基本与湖岸吻合,地下15m以下融土区的逐渐向湖岸扩展.R=0m至R=250m,活动层厚度逐渐变大,而多年冻土厚度逐渐减小,R=250m至湖塘边缘处,活动层厚度逐渐变大,多年冻土厚度急剧减小。热融湖塘对多年冻土上限的影响范围为自湖边至距湖边50m处,热融湖塘影响多年冻土下限的范围为自湖边至距湖边100m处。
(6)多年冻土上限受气候变暖的影响要强于受热融湖塘的影响,而对于多年冻土下限,热融湖塘的影响居于主导地位。
(7)综合考虑热融湖塘和气候变化对多年冻土的热影响,在距湖塘边缘100m的范围内,应避免进行工程活动。