1、第x期地理小課堂之 青藏高原凍土（嚴肅臉） ps：圖片資料基本來源于百科圖片 侵刪,青藏高原凍土的定義,青藏高原凍土是指零攝氏度以下，并含有冰的各種巖石和土壤。一般可分為短時凍土（數(shù)小時/數(shù)日以至半月）、季節(jié)凍土（半月至數(shù)月）以及多年凍土（數(shù)年至數(shù)萬年以上）。 地球上多年凍土、季節(jié)凍土和短時凍土區(qū)的面積約占陸地面積的50%，其中，多年凍土面積占陸地面積的25%。凍土是一種對溫度極為敏感的土體介質(zhì)，含有豐富的地下冰。因此，凍土具有流變性，其長期強度遠低于瞬時強度特征。正由于這些特征，在凍土區(qū)修筑工程構(gòu)筑物就必須面臨兩大危險：凍脹和融沉。隨著氣候變暖，凍土在不斷退化。,藍色為多年凍土；粉色為季節(jié)凍

2、土；黃色為短時凍土；綠色為非凍土。,青藏高原凍土成因,青藏高原抬升對高原及其周邊，乃至東亞自然生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了諸多影響。多年凍土是青藏高原自然生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分，因此高原隆升對青藏高原多年凍土形成，地域分異規(guī)律，以及歷史演變亦有重要作用。 由于高原巨大的海拔高度，使其具備了形成和保存多年凍土的低溫條件，與同緯度的我國東部地區(qū)相比，現(xiàn)今年均氣溫低1824，具有-3.0-7.0的年均氣溫。晚更新世末期受全球氣候波動控制，氣溫普遍下降。晚更新世冰盛期降臨青藏高原，形成了現(xiàn)今存在的高原多年凍土的主體。,凍土對鐵路建設(shè)的危害,凍土對溫度極為敏感，對鐵路的修建有非常大的影響。 在凍結(jié)的狀態(tài)下，凍土就像冰

3、一樣，隨著溫度的降低體積發(fā)生膨脹，建在上面的路基和鋼軌會被它頂起來。 到了夏季，凍土發(fā)生融化，體積縮小，鋼軌也就隨之降下去。 凍土的反復(fù)凍結(jié)、融化交替出現(xiàn)，就會造成路基嚴重變形，整個鋼軌出現(xiàn)高低不平，甚至扭絞成麻花狀，影響正常通車。,有哪些解決措施,（1）合理控制路基高度，是保護凍土最有效、最經(jīng)濟的方法。 （2）鋪設(shè)保溫層，1993年在昆侖山等地推廣使用，效果良好。 （3）通風(fēng)路基，能起到通風(fēng)保溫和保護凍土的作用。 （4）以橋代路，保證工程的可靠性。 （5）橋涵工程采用樁基礎(chǔ)，滿足防凍的要求。 （6）建立完善的排水設(shè)施，防止地下冰融化導(dǎo)致的路基下沉。,我國如何克服難題,為了攻克凍土難題，自青藏

4、鐵路開工建設(shè)以來，鐵道部高度重視青藏鐵路凍土攻關(guān)難題，先后安排了上億元科研經(jīng)費用于凍土研究，并組織多家科研院校的專家，對青藏鐵路五大凍土工程實驗段展開科研攻關(guān)，獲得了大量科研數(shù)據(jù)和科研成果。 青藏鐵路凍土攻關(guān)借鑒了青藏公路、青藏輸油管道、蘭西拉光纜等大型工程的凍土施工經(jīng)驗，并探討和借鑒了俄羅斯、加拿大和北歐等國的凍土研究成果。 中國科學(xué)家采取了以橋代路、片石通風(fēng)路基、通風(fēng)管路基、碎石和片石護坡、熱棒、保溫板、綜合防排水體系等措施，凍土攻關(guān)取得重大進展，青藏鐵路的凍土研究基地已成為中國乃至世界上最大的凍土研究基地。,青藏鐵路凍土帶路基兩側(cè)高高豎起的一根根熱棒，可以保持沿線多年凍土處于良好的凍結(jié)狀

5、態(tài)。熱棒是一種高效熱導(dǎo)裝置，具有獨特的單向傳熱性能，熱量只能從地下向地面?zhèn)鬏敗?熱棒是密封的鋼管，里面注入液態(tài)氨：當(dāng)路基溫度上升時，液態(tài)氨受熱發(fā)汽化 ，上升到熱棒的上端，通過散熱片將熱量傳導(dǎo)給空氣，氣態(tài)氨由此冷卻液化變成了液態(tài)氨，又沉入了棒底。這樣，熱棒就相當(dāng)于一個天然“制冷機”。,多年凍土的活動層反復(fù)凍融及冬季不完全凍結(jié)，會危機鐵路路基。青藏鐵路建設(shè)者創(chuàng)造性地提出了“主動降溫、冷卻路基、保護凍土”的新思路，采用了熱棒新技術(shù)等措施。圖8a示意青藏鐵路格拉段及沿線年平均氣溫的分布，其中西的灘至安多為連續(xù)多年凍土分布區(qū)。圖8b為青藏鐵路路基兩側(cè)的熱棒照片及其散熱工作原理示意圖。熱棒地?zé)岵糠譃槔淠?/p>

6、，地下部分為蒸發(fā)段，當(dāng)冷凝段溫度低于蒸發(fā)段溫度時，蒸發(fā)段液態(tài)物質(zhì)汽化上升，在冷凝段冷卻成液態(tài)，回到蒸發(fā)段，循環(huán)反復(fù)。 （1）分析青藏高原形成多年凍土的年平均氣溫比東北高緯度地區(qū)低的原因。（8分）（2）圖8a所示甲地比五道梁路基更不穩(wěn)定，請說明原因。（8分）（3）根據(jù)熱棒的工作原理，判斷熱棒散熱的工作季節(jié)（冬季或夏季）簡述判斷依據(jù)，分析熱棒傾斜設(shè)置（圖8b）的原因。（8分）,（1）海拔高是導(dǎo)致青藏高原地區(qū)氣溫低的主要原因。和東北地區(qū)相比，青藏高原地區(qū)緯度較低，夏季獲太陽輻射多，夏季地表溫度高，凍土層融化。青藏高原地區(qū)地殼運動活躍，地?zé)豳Y源豐富。（2）甲地年均溫高于五道梁地區(qū)，甲地凍土層厚度變化大

7、，永久凍土層厚度較小，地基因表土頻繁的凍融不穩(wěn)。甲地更接近亞歐板塊與印度洋板塊交界處，地殼運動活動，影響路基穩(wěn)定。甲地等溫線分布較密集，說明當(dāng)?shù)氐匦纹鸱^大。（3）冬季高原面上氣溫低，冷凝段溫度低于蒸發(fā)段， 氣態(tài)物質(zhì)在此段冷凝轉(zhuǎn)化成液態(tài)流回蒸發(fā)段。夏季高原面上氣溫較高，冷凝段溫度高于蒸發(fā)段，蒸發(fā)段物質(zhì)汽化。傾斜設(shè)置可增加熱棒與地層的接觸面積，對地層溫度的調(diào)節(jié)作用更強。試題分析：（1）海拔高是導(dǎo)致青藏高原地區(qū)氣溫低的主要原因。和東北地區(qū)相比，青藏高原地區(qū)緯度較低，夏季獲太陽輻射量多，夏季地表溫度高，凍土層融化。青藏高原地區(qū)地殼運動活躍，地?zé)豳Y源豐富。（2）甲地年均溫高于五道梁地區(qū)，甲地凍土層厚度變化大，永久凍土厚度較小，地基土頻繁的凍融不穩(wěn)。甲地更接近亞歐板塊與印度洋板塊的交界處，地殼活動，影響路基穩(wěn)定。甲地等溫線分布較密集，說明當(dāng)?shù)氐匦纹鸱^大。（3）冬季高原