西伯利亞布魯斯地下水溢流積冰的邊坡水熱過程模擬

戴長(zhǎng)雷，于 淼，張曉紅，Nadezhda Pavlova，尉意茹

（1. 黑龍江大學(xué) 寒區(qū)地下水研究所，黑龍江 哈爾濱 150080；2. 黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080；3. 黑龍江大學(xué) 中俄寒區(qū)水文和水利工程聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150080；4. 俄羅斯東北聯(lián)邦大學(xué) 自然科學(xué)學(xué)院，雅庫(kù)茨克 677000；5. 俄羅斯科學(xué)院 西伯利亞分院麥爾尼科夫凍土研究所，雅庫(kù)茨克 677000）

1 研究背景

地下水溢流積冰也被稱為冰湖、冰丘、涎流冰等，是指地下水從地表（或河冰裂縫）溢流出后，受低溫影響凍結(jié)而成的積冰體，是寒區(qū)特有的一種水文地質(zhì)現(xiàn)象［1］。受溫度、降水、局部地形和區(qū)域地質(zhì)等因素影響，溢流積冰呈周期性生消，但并非每年一次，每年的發(fā)育程度也不盡相同［2］。同樣它也是一種典型的水文地質(zhì)災(zāi)害，在部分地區(qū)，溢流積冰漫延開來，會(huì)侵害道路或建筑物，以及對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的性能產(chǎn)生負(fù)面影響［3-5］。這種現(xiàn)象多發(fā)生在北半球典型寒區(qū)，如俄羅斯西伯利亞、加拿大、美國(guó)阿拉斯加和中國(guó)北方等。

Tolstikhin［6］是早期研究地下水溢流積冰的俄羅斯科學(xué)家之一，通過多年監(jiān)測(cè)指出，多年凍土區(qū)的地下水直接由河床底部沿著河冰裂縫溢出，或在河岸邊坡溢出。俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院麥爾尼科夫凍土研究所（中國(guó)常稱之為“西伯利亞凍土所”）Шепелёв［7］通過分析薩哈共和國(guó)（雅庫(kù)特）多處溢流積冰的形成特征及作用特點(diǎn)，認(rèn)為地下水溢流積冰現(xiàn)象主要受氣候因素、凍土因素和水源補(bǔ)給通道等因素的影響。美國(guó)阿拉斯加大學(xué)Yoshikawa 等［8］、Kane［9］和美國(guó)國(guó)家航空航天局Hall等［10］通過對(duì)積冰區(qū)域多年觀測(cè)以及遙感監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)積冰體的發(fā)育過程受冬季氣溫、凍結(jié)前降水量以及凍結(jié)后的降雪量影響較大。……