維克多·瓦西里耶維奇·舍佩廖夫著;戴長雷,張一丁譯

(1.俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院麥爾尼科夫凍土研究所，薩哈共和國 雅庫茨克 677010；2.黑龍江大學(xué) 寒區(qū)地下水研究所，黑龍江 哈爾濱 150080；3.黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

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亞歐大陸北部凍結(jié)層上地下水分布規(guī)律

維克多·瓦西里耶維奇·舍佩廖夫1著;戴長雷2,3,張一丁3譯

(1.俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院麥爾尼科夫凍土研究所，薩哈共和國 雅庫茨克 677010；2.黑龍江大學(xué) 寒區(qū)地下水研究所，黑龍江 哈爾濱 150080；3.黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

亞歐大陸北部凍結(jié)層上地下水分布規(guī)律一直備受人們關(guān)注。在充分梳理既有研究成果的基礎(chǔ)上指出：影響凍結(jié)層上水形成和分布的因素有自然因素、地球歷史因素以及巖層生成基質(zhì)的低溫變化因素等；亞歐大陸北部凍結(jié)層上地下水凍土區(qū)可分為北部凍土區(qū)、過渡凍土區(qū)和南部凍土區(qū)；凍結(jié)層上水分布的垂直地帶性與凍土條件變化的垂直地帶性關(guān)系密切。

凍結(jié)層；地下水；亞歐大陸

本文是在維克多·瓦西里耶維奇·舍佩廖夫教授的代表性著作《寒區(qū)凍結(jié)層上水》(新西伯利亞科技出版社，2011)的基礎(chǔ)上翻譯節(jié)選修訂而成的。

作者現(xiàn)為俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院麥爾尼科夫凍土研究所(該研究所在中國通常被稱為西伯利亞凍土所)科研副所長、薩哈(雅庫特)共和國科學(xué)院院士、俄羅斯工程院通訊院士，長期致力于寒區(qū)地下水相關(guān)方向的科研和教學(xué)工作。立足于作者扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、俄羅斯廣袤的寒區(qū)環(huán)境、以及西伯利亞凍土所豐富的監(jiān)測數(shù)據(jù)，相關(guān)研究成果在寒區(qū)地下水領(lǐng)域達(dá)到了世界一流的水平。

本文節(jié)選的內(nèi)容主要為立足于亞歐大陸的關(guān)于凍結(jié)層上水分布規(guī)律的論述，值得一提的是，本文關(guān)于凍結(jié)層上水地理分布和垂向分布的許多研究成果都是作者在系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上獨(dú)立完整提出的，可為國內(nèi)從事寒區(qū)和極地資源環(huán)境研究的同行提供一個(gè)重要的參鑒窗口。

1　影響凍結(jié)層上水分布的因素

弄清凍結(jié)層上水的分布規(guī)律十分困難。原因在于，影響凍結(jié)層上水形成和分布的自然因素有很多，例如：土壤濕度、地形高度、地面坡度、巖石成分及地質(zhì)剖面部分的巖層特性，大氣沉淀物的季節(jié)擴(kuò)散、一年中冷季和暖季的比例、氣溫、季節(jié)性凍結(jié)層和融化層的深度等。

由于全球各局部區(qū)域的氣候和巖層溫度不同，幾乎所有上述因素都會發(fā)生周期性變化。而且，不僅個(gè)別參數(shù)特征會發(fā)生改變，甚至于連具有不可逆性的自然條件也會發(fā)生變化。因?yàn)?，在季?jié)性及多年性凍結(jié)巖層外的生成基質(zhì)非常保守地應(yīng)對各種氣候變化。在寒區(qū)，在各種氣候變化的持續(xù)影響下，巖層的生成基質(zhì)發(fā)生了本質(zhì)變化，周期性地從低溫狀態(tài)轉(zhuǎn)為后低溫狀態(tài)，再由后低溫狀態(tài)轉(zhuǎn)為低溫狀態(tài)。因此，在研究凍結(jié)層上水分布規(guī)律時(shí)，除了上述的自然因素之外，必須還要考慮地球歷史因素及巖層生成基質(zhì)的低溫變化因素。

地理歷史因素對弄清凍結(jié)層上水的形成和分布規(guī)律發(fā)揮著很重要的作用。眾所周知，北半球第四紀(jì)氣候特征是冷暖循環(huán)交替。它們有著不同的持續(xù)性和起源，類似的周期，互相影響，形成了獨(dú)特的熱共振效應(yīng)，本質(zhì)上提升了溫度變化的幅度[1-3]。在變暖期間，活動層的厚度增加，季節(jié)性融化層的凍結(jié)層上水轉(zhuǎn)化成凍結(jié)層上地下水，形成了凍結(jié)層上層滯水。在變冷期間，含水層的凍結(jié)層上地下水的面積和厚度減小，并轉(zhuǎn)化成一種凍結(jié)層間水，之后可能會完全凍結(jié)。由于凍結(jié)層上水形成條件的多因素性，得出了凍結(jié)層上水的分布受全球氣候變化影響的結(jié)論。而實(shí)際上，個(gè)別地區(qū)的局部區(qū)域特點(diǎn)使弄清凍結(jié)層上水的分布規(guī)律更加復(fù)雜。在這種情況下，深入全面的統(tǒng)計(jì)是十分必要的。

2　凍結(jié)層上水的地理分布特征

首先，C.M.法吉耶夫(1978)用地球歷史法對寒區(qū)地下水的形成和分布狀況進(jìn)行了分析，按多年凍結(jié)層的形成、分布、發(fā)展?fàn)顩r及地下水低溫變化的特性，將蘇聯(lián)地區(qū)進(jìn)行區(qū)域劃分。

在對凍結(jié)層水文地質(zhì)狀況進(jìn)行地球歷史分析時(shí)，C.M法吉耶夫選取了距我們最近的3個(gè)全球

氣候變化時(shí)期作為例證：①在北半球的晚更新世變冷時(shí)期，多年凍結(jié)層的厚度和分布面積有所增加(最小約為2萬～1.8萬年前);②全新世變暖時(shí)期，在此期間多年凍結(jié)層的面積急劇縮小(從大約6000～5000千年前);③晚更新世變冷時(shí)期始于大約5000年前并持續(xù)到現(xiàn)在，在此期間，在全新世最佳條件的融區(qū)發(fā)生了大規(guī)模凍結(jié)。C.M.法吉耶夫?qū)⒌叵滤投嗄陜鼋Y(jié)層在地球歷史發(fā)展時(shí)期相互間的聯(lián)系編制在區(qū)域劃分圖中，后來該圖經(jīng)過幾次補(bǔ)充[4]。

在B.B.巴武林、H.C.塔尼洛瓦、K.A.康德拉吉耶瓦(1987)和K.A.康德拉吉耶瓦、Э.Д葉爾紹夫(1988)等研究人員的研究結(jié)果及著作的基礎(chǔ)上，作者編制了歐亞大陸北部凍結(jié)層上地下水的凍土區(qū)分布圖[5-6],如圖1所示。圖1中劃分出了3個(gè)主要的凍結(jié)層上地下水分布凍土區(qū)：北部凍土區(qū)、過渡凍土區(qū)和南部凍土區(qū)。

1—北部凍土區(qū)；2～4—帶亞帶的過渡凍土區(qū)；2—凍結(jié)層上地下水在更新世單層冰巖帶的局部分布；3—凍結(jié)層間水在雙層冰巖帶的分布；4—凍結(jié)層上地下水在更新世殘留的凍土區(qū)的分布；5—南部凍土區(qū)；6—凍土區(qū)分布邊界圖1　歐亞大陸北部凍土區(qū)凍結(jié)層上地下水分布圖

北部凍土區(qū)包含了凍土區(qū)的廣大區(qū)域，該區(qū)沒有發(fā)生過全新世期多年凍結(jié)層的大面積融化。在全球氣候大變暖時(shí)期，該區(qū)的凍土條件對凍結(jié)層上水的形成和分布發(fā)展十分不利。顯然，在當(dāng)前時(shí)期，該區(qū)的凍土區(qū)條件對凍結(jié)層上水的形成和分布發(fā)展也是不利的。這里的凍結(jié)層上地下水呈局部分布的特征，歸屬于(下溢的和地下的)水下不透水融區(qū)。

過渡凍土區(qū)包括這樣的區(qū)域：在全新世氣候變暖時(shí)期，多年凍結(jié)層頂部在此發(fā)生了大規(guī)模、很深的融化(達(dá)到120～200 m)，也就是說可以觀察到凍土區(qū)狀況的實(shí)質(zhì)變化。該區(qū)域分為3個(gè)子區(qū)域：

第一個(gè)子區(qū)是僅在全新世期殘存的半包氣帶融區(qū)的局部區(qū)域，由于凍結(jié)保留至今。類似融區(qū)的形成，也是由于凍結(jié)并長久保存至今。這種情況是特殊的自然條件造成的，它通常在高滲透沉積層的表層埋藏(大顆粒風(fēng)積沙或沖擊沙、含碳酸鹽的裂縫巖層等)。這使得類似地區(qū)的包氣帶巖層內(nèi)水流快，對流傳熱和冷凝過程活躍。

第二個(gè)子區(qū)融化層面積大，巖層厚，這類融化層和巖層的殘留聚合物形成在全新世時(shí)期，保存至今，表層普遍發(fā)生多年凍結(jié)。在這個(gè)子區(qū)中，凍結(jié)層上地下水在半包氣帶融區(qū)和水下融區(qū)的局部地段存在并發(fā)展。凍結(jié)層上地下水和凍結(jié)層間水有著緊密的聯(lián)系，凍結(jié)層上水和凍結(jié)層間水以地下蓄水池或地下水流的形式存在，兩者有統(tǒng)一的水循環(huán)系統(tǒng)。

第三子區(qū)是過渡區(qū)，它包括更新世時(shí)期的殘留凍土區(qū)。在更新世時(shí)期形成的凍結(jié)層上地下水含水層和殘留聚合物發(fā)展至今，分布廣、巖層厚，表層沒有遭受到多年凍結(jié)。

南部凍土區(qū)域內(nèi)，更新世時(shí)期的多年凍結(jié)層在全新世時(shí)期完全融化。如今，基本上是全新世早期的多年凍結(jié)層的遺跡。通常，多年凍結(jié)層上地下水被劃歸為新形成的多年凍結(jié)層區(qū)域內(nèi)的不透水融區(qū)。

在研究凍結(jié)層上地下水的形成及分布規(guī)律時(shí)，考慮地球歷史因素的影響具有非常重要的意義，圖1著重強(qiáng)調(diào)了這一點(diǎn)。這類水分布廣闊，特征清晰，其形成受全球氣候條件變化的制約，具有明顯的區(qū)域性特征。

除了地球歷史因素外，巖層生成基質(zhì)的低溫變化因素對弄清凍結(jié)層上地下水的形成及分布規(guī)律也十分重要。眾所周知，在凍土區(qū)，堅(jiān)硬巖石的物理風(fēng)化作用更快，因此，水由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，又由固態(tài)變回液態(tài)。這一過程對巖層的結(jié)構(gòu)性質(zhì)及聯(lián)系產(chǎn)生了實(shí)質(zhì)性的影響。堅(jiān)硬的巖層受低溫破壞使得裂隙度和孔隙度增大，這就顯著提高了沉積層的滲透性。

正如現(xiàn)場試驗(yàn)調(diào)查結(jié)果所示，解凍后，由于低溫后裂隙度和孔隙度的增大，黏性土(黏土、砂質(zhì)黏土等)的低溫變化通?？梢蕴岣邘r層的滲透性[7-15]。在這種情況下，在類似的沉積層中低溫后的裂隙具有向下垂直的傾向性。因此，在解凍時(shí)，黏性土的滲透性提高。

在這種情況下，巖層的低溫變化從整體上能提高其礦化度，也能夠促進(jìn)凍結(jié)層上水在沉積層中的形成。按照巖石圈的特點(diǎn)，沉積層屬于非寒區(qū)的不透水融區(qū)。巖層的透水性很大程度上影響著地下水蓄積和形成?？紤]到這種情況和滲透條件的多變性，研究凍結(jié)層上水的分布規(guī)律、在寒區(qū)低溫形成過程及分布多變性的特征具有重要的意義。

許多研究者指出了寒區(qū)生成過程具有區(qū)域性特征[16-26]。例如，А.И.波波夫(1983)在分析巖層表面生成特征的基礎(chǔ)上，把歐亞大陸寒區(qū)(冰巖帶)發(fā)展過程分為4個(gè)亞緯度子區(qū)：極地子區(qū)、副極地子區(qū)、北方子區(qū)和亞北方子區(qū)。在極地子區(qū)，凍結(jié)成巖過程具有明顯的優(yōu)勢。這一過程通過水流的移動、裂隙度的擴(kuò)大以及在冰巖帶剖面上部形成多邊形冰等方式使得巖層的水分發(fā)生變化。在后兩個(gè)子區(qū)中，凍結(jié)成巖逐漸減少，低溫風(fēng)化作用增強(qiáng)。如今，在最南部的亞北方子區(qū)有季節(jié)性冰巖帶的分布，凍結(jié)表生作用顯著。А.И.波波夫(1983)認(rèn)為，在一些區(qū)域，冰巖帶的生成過程具有變化性。這些區(qū)域是巖石圈中年平均氣溫和溫度梯度差比較大的區(qū)域。

H.H.羅曼諾索夫斯基 (1977)更深入地分析了凍結(jié)成巖出現(xiàn)的區(qū)域特征，將其分成3種低溫裂隙類型：北部類型、過渡類型和南部類型(圖2)。

北部類型的特點(diǎn)是季節(jié)性融化層完全凍結(jié)后形成了冷凍裂隙。由于這一特性，冷凍作用形成的裂隙能增加沉積層和多年凍結(jié)層上部的滲透性。多邊形冰楔在這些裂隙中形成并發(fā)育。冬季末期，裂隙寬度達(dá)到2 cm，而活動層底部裂隙寬度達(dá)到0.5～1.0 cm。裂隙平均深度為4～6 cm，最深可達(dá)13 m甚至更深。在多邊形網(wǎng)狀區(qū)域中，裂隙之間的距離在10～30 m之間[27]。本類型存在的區(qū)域氣候寒冷，活動層薄。

1,2—北部和過渡類型低溫裂隙主要發(fā)育地區(qū)；3—南部低溫裂隙主要發(fā)展地區(qū)；4—多年凍結(jié)層的南部邊界圖2　歐亞大陸北部不同類低溫型裂隙巖層的分布

在過渡類型中，季節(jié)性低溫裂隙多發(fā)生在寒冷條件適中的地區(qū)。冬季，巖層凍結(jié)時(shí)，這里的冷凍裂隙主要在活動層形成。在多年凍結(jié)層與季節(jié)凍結(jié)層融合后，只有一部分裂隙滲透到活動層。其結(jié)果如H．H．羅曼諾索夫斯基所說，形成了由地下巖脈和雙層冰脈(凍結(jié)層)組成的多邊形巖脈系統(tǒng)。裂隙寬度可以達(dá)到0.2～2.0 cm，深度可以達(dá)到2～4 m。在多年凍結(jié)巖中，裂隙距離可以達(dá)到5～15 m。

在南部類型中，低溫裂隙出現(xiàn)在季節(jié)性凍結(jié)區(qū)。這種類型的特點(diǎn)是凍結(jié)裂隙只在活動層形成。秋季時(shí)，裂隙數(shù)量達(dá)到最高值，這時(shí)雪層薄，對活動層的保護(hù)作用甚微。在晝夜溫差波動的影響下，活動層的張力急劇拉伸[28-29]。因此多邊形的寬度不大(平均0.3～2.0 m)。而裂隙的寬度取決于沉積層的巖石成分，在2～16 cm之間。

從圖2中可以看出，低溫裂隙各種類型的分布區(qū)域具有明顯的緯度特征。結(jié)合低溫裂隙相應(yīng)類別的特點(diǎn)，可以確定活動層凍結(jié)層上水分布的緯度帶。例如，北部類型區(qū)域內(nèi)，在巖層低溫裂隙形成的季節(jié)性融化層凍結(jié)層上水的特點(diǎn)，與冷凍裂隙不斷增大(明露性)息息相關(guān)。這些裂隙不僅滲入到了活動層，還滲入到了很深的多年凍結(jié)層。春季，在積雪融化期，一部分大氣降水和季節(jié)性融化層的凍結(jié)層上水沿著冷凍裂隙流入多年凍結(jié)層，轉(zhuǎn)化為固相，使多邊形冰脈數(shù)量達(dá)到最大值。因此，該區(qū)域每年都會在活動層凍結(jié)層上水和大氣降水水循環(huán)中發(fā)生低溫回潮。由于季節(jié)性融化層巖層薄，因此水容量較小(大約0.5 m)。在短暫的暖季，受水量小及北極凍土帶地形平坦的影響，在此形成了獨(dú)具特色的無法劃分的表層——凍結(jié)層上水，加速了該區(qū)域的沼澤化[30-31]。

在后兩個(gè)低溫裂隙類型的分布區(qū)域內(nèi)，活動層凍結(jié)層上水分布廣闊，這與較深的季節(jié)性融化層有關(guān)(達(dá)到1.5～3.5 m)。在疏松的細(xì)沉積沙層(亞砂土、砂質(zhì)黏土)的分布地段，巖層的冷凍裂隙性促進(jìn)了季節(jié)性融化層凍結(jié)層上水的形成。在春夏季節(jié)，部分融化的雪水和大氣降水沿著冷凍裂隙和冷凍后裂隙入滲?？梢哉f，在類似的地段，入滲補(bǔ)給和凍結(jié)層上水水流呈獨(dú)特的局部多邊形形狀。在這種情況下，大氣降水的入滲、凍結(jié)層上水的形成和流動主要在冷凍后裂隙(由于冷凍裂隙呈多邊形網(wǎng)狀發(fā)展而形成的)中進(jìn)行。

3　凍結(jié)層上水的垂向分布特征

除了具有緯度性特征，凍結(jié)層上水作為自由換水區(qū)的重力地下水，總體上具有垂直分布特征或垂直地帶性，這是形成于連續(xù)山區(qū)及斷裂冰巖帶的凍結(jié)層上水的主要特點(diǎn)。而形成于冰巖帶島嶼的山區(qū)及季節(jié)性凍結(jié)層的凍結(jié)層上水通常不具有垂直地帶性，這是因?yàn)榇颂幍膬鼋Y(jié)層上水分布呈局部性特征。

許多研究者致力于研究凍結(jié)層上水的分布與垂直地帶性及區(qū)域地形特征之間的關(guān)系問題[32-42]。通過對這些研究者的研究成果，再結(jié)合自己的觀察[43-44]，可以指出，凍結(jié)層上水的分布規(guī)律與冰巖帶外圈山區(qū)地下水的分布規(guī)律是一樣的，都受地域的垂直高度影響。

造成地下水分布呈垂直地帶性的主要因素如下：①近地面氣溫與大氣降水的變化；②表層和含水層成分的變化；③地區(qū)坡度的突然改變。

上述因素對凍結(jié)層上水分布的影響，在某種程度上改變了凍土因素的作用。凍結(jié)層上水具有垂直地帶性的特點(diǎn)。例如，在冰巖帶的山區(qū)可以觀察到，隨著大氣降水的增加，水平面的海拔也隨之升高。然而，在同樣的條件下，中-高山區(qū)的年平均氣溫和輻射熱平衡面積會有所降低，這使得季節(jié)性融化層的深度和河床含水融區(qū)的厚度發(fā)生減小。所以，盡管隨著海拔的增加，凍結(jié)層上水依靠大氣降水的入滲補(bǔ)給的潛在能力會增大，然而隨著地區(qū)海拔的升高，凍土條件不適宜大量的凍結(jié)層上水的形成。

考慮到這種情況，一些研究人員在研究冰巖帶中-高山區(qū)凍結(jié)層上水的垂直地帶性的特點(diǎn)時(shí)，劃分了凍結(jié)層上水的地下熱水蓄水區(qū)，該蓄水區(qū)通常位于山間河流流域的上游[45]。而高山地帶的名稱和分類強(qiáng)調(diào)了凍結(jié)層上水的形成、分布、補(bǔ)給與凍土條件間的緊密關(guān)系。

由于凍結(jié)層上水的埋藏深度受低溫隔水層制約，而大多數(shù)情況下，低溫隔水層頂部通常和地面坡度一致。在中-高山地區(qū)，無論是季節(jié)性融化層的凍結(jié)層上水，還是在河床上聚積的凍結(jié)層上地下水，它們的分布都具有明顯的垂直地帶性。在圖3中，作者編繪了類似區(qū)域內(nèi)河流域流體垂直地帶的總示意圖。

圖3中劃分了3個(gè)水文地質(zhì)動態(tài)區(qū)域：凍結(jié)層上水水流的緩慢區(qū)，快速區(qū)和極快速區(qū)。在個(gè)別河流流域，受河流長度和水量、地形特征、氣候及巖層成分等因素的不同影響，個(gè)別河流流域沒有被劃分為3個(gè)水文地質(zhì)動態(tài)區(qū)，而是劃為2個(gè)或4個(gè)。

總體上得出的結(jié)論是：凍結(jié)層上水分布的垂直地帶性與凍土條件變化的垂直地帶性關(guān)系密切。

在冰巖帶(寒區(qū))低山區(qū)(絕對標(biāo)高小于1000 m)，年平均氣溫、輻射熱平衡面積以及活動層厚度的變化更為復(fù)雜。例如，逆溫不是隨著海拔的升高，氣溫降低；反而是隨著海拔的升高，氣溫升高。所以，在這樣的條件下，凍土因素將不會對依靠大氣降水下滲補(bǔ)給的地下水的垂直補(bǔ)給面積產(chǎn)生根本性影響。這種情況促使分水地段在冰巖帶之外的區(qū)域獲得了原始的水文地質(zhì)學(xué)數(shù)值，這是地下水滲入供給的局部地域。由于凍土因素對有地下水分布的垂直地帶影響降低，所以雅庫特南部低山地區(qū)能夠存在并形成分水融區(qū)。圖4中是類似條件下形成的分水層區(qū)凍結(jié)——水文地質(zhì)圖。夏季，地下水的補(bǔ)給主要依靠大氣降水通過透水分水融區(qū)入滲補(bǔ)給。由于補(bǔ)給量大，致使融區(qū)地下水水位抬升。地下水水位超過河流水位時(shí)，就會形成從分水區(qū)流向河床的地下水流。而冬季時(shí)，由于沒有了下滲補(bǔ)給，分水融區(qū)的地下水水位低于河流水位。水文地質(zhì)狀況這種轉(zhuǎn)換證明，在斷續(xù)寒區(qū)，地下水的形成和補(bǔ)給條件，分布和水體狀況有些復(fù)雜。

Ⅰ—透水的分水融區(qū)的季節(jié)性凍結(jié)層的部分區(qū)域；Ⅱ—無季節(jié)性凍結(jié)層區(qū)域；Ⅲ—河底融區(qū)1—解凍的非含水層；2—含水層；3—河體及其上覆冰蓋；4—多年凍結(jié)層及其邊界；5—季節(jié)性凍結(jié)層；6—夏季地下水水位最大值；7—冬季地下水水位最小值(3月、4月)；8—大氣降水對地下水的入滲補(bǔ)給；9—冬季地表水對地下水的入滲補(bǔ)給；10—夏季地下水運(yùn)動方向；11—冬季地下水運(yùn)動方向；12—季節(jié)泉；AM—年地下水水位最大波動幅度；Hmax—年地下水靜水壓最大值圖4　在透水的分水融區(qū)，河水與地下水相互關(guān)系示意圖

對上述問題進(jìn)行分析之后，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，整體來看，對凍結(jié)層上水分布的緯度帶和垂直地帶性問題的研究，暫時(shí)還不全面。這是因?yàn)閷鼋Y(jié)層上水的研究還很薄弱。實(shí)際上，在幾十年前還沒有任何關(guān)于寒區(qū)凍結(jié)層上水形成和分布條件示意圖，僅僅在20世紀(jì)90年代科學(xué)院西比利亞分院凍土學(xué)研究所才繪制了一幅雅庫特地區(qū)凍結(jié)層上水示意圖,比例為1∶25 000 000(1993)和圖例剖析(1991)。這個(gè)團(tuán)隊(duì)成功制作了一幅綜合性的凍結(jié)層上水形成和分布示意圖，涵蓋整個(gè)雅庫特地區(qū)。在分析這幅示意圖時(shí)，論述了季節(jié)性含水沉積層成分、低溫隔水層的深度、凍結(jié)層上水的水化學(xué)特征和分布狀況、水量。在圖例解析中，描述了示意圖繪制的方法。并指出，“示意圖繪制的是凍結(jié)層上融區(qū)水和季節(jié)性融化層區(qū)水，該凍結(jié)層上融區(qū)形成在多年性的融化-凍結(jié)周期過程中”。然而，圖例的主要顏色代表季節(jié)性含水沉積層的巖石成分，顏色背景的色調(diào)既表現(xiàn)低溫隔水層的深度，也表現(xiàn)季節(jié)性融化層巖層厚度。因此，可以得出這樣的結(jié)論：圖4展示的只是季節(jié)性融化層凍結(jié)層上水的形成和分布狀況。但它卻是關(guān)于凍結(jié)層上水區(qū)域示意圖的第一次嘗試，毋庸置疑，為后續(xù)的類似研究打下了良好的基礎(chǔ)。

4　結(jié)　論

從整體來看，目前對亞歐大陸北部凍結(jié)層上地下水分布規(guī)律的研究暫時(shí)還不全面。結(jié)合理論分析和自身研究，可以得出：

(1)影響凍結(jié)層上水形成和分布的因素有很多，除土壤濕度、地形高度、地面坡度等自然因素外，還有地球歷史因素以及巖層生成基質(zhì)的低溫變化因素等。

(2)根據(jù)歐亞大陸北部凍土區(qū)凍結(jié)層上地下水分布圖，地下水凍土區(qū)可分為北部凍土區(qū)、過渡凍土區(qū)和南部凍土區(qū)。

(3)凍結(jié)層上水分布的垂直地帶性與凍土條件變化的垂直地帶性關(guān)系密切。

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Northern Eurasian groundwater in the upper frozen layer distribution rulesWritten by Viktor Vasilievich Shepelev1；Translated by

DAI Changlei2,3,ZHANG Yiding3

(1.MelnikovPermafrostInstituteSiberiaBranchoftheRussianAcademyofSciences,Yakutsk,theSakhaRepublic, 677010,Russia;2.InstituteofGroundwaterinColdRegion,HeilongjiangUniversity,Harbin,Heilongjiang, 150080;3.SchoolofHydraulic&Electric-power,HeilongjiangUniversity,Harbin,Heilongjiang,150080)

Northern Eurasian groundwater in the upper frozen layer distribution rules has been drawing people’s attention.On the basis of combing research results adequately,this paper points out：The factors influencing the formation and distribution of the frozen layer includes natural factors,earth historical factors and low temperature changing factors caused by rock layer generating matrix,etc；The groundwater permafrost partition in the Northern Eurasian upper frozen layer can be divided into the northern permafrost area,the transition permafrost area and the southern permafrost area；The vertical zonal of the upper frozen layer water’s distribution is close to the vertical zonal of the permafrost condition changing.

frozen layer；groundwater；Eurasian

維克多·瓦西里耶維奇·舍佩廖夫(1941-)，男，俄羅斯薩哈共和國雅庫茨克人，博士，教授，主要從事寒區(qū)地下水相關(guān)方向的科研和教學(xué)工作。

譯者簡介：戴長雷(1978-)，男，副教授，博士，主要從事寒區(qū)地下水及國際河流方向的教學(xué)及科研工作。

P641

A

2096-0506(2016)03-0019-08