衛(wèi) 丁， 趙廷虎， 穆彥虎， 劉富榮， 丁澤琨， 劉自成

（1.中國(guó)人民解放軍32378部隊(duì)，北京100072； 2.中國(guó)水利水電第六工程局有限公司，遼寧沈陽(yáng)110179； 3.中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院，甘肅蘭州730000； 4.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100049；5.中國(guó)電建集團(tuán)貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴州貴陽(yáng)550081）

0 引言

作為地質(zhì)時(shí)代寒冷氣候的產(chǎn)物，多年凍土在地球上的分布非常廣泛［1］。在我國(guó)，多年凍土主要分布在青藏高原地區(qū)、東北地區(qū)、西北和中部高山區(qū)。其中，青藏高原是地球上面積最大的高海拔多年凍土區(qū)，多年凍土分布面積達(dá)100×104km2以上，占我國(guó)多年凍土總面積的70%左右［2-4］。受地質(zhì)構(gòu)造、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及其所引起的地?zé)帷⑺捣植嫉纫恍﹨^(qū)域性因素，以及巖性、地形、植被、地表與地下水等局地因素影響，青藏高原多年凍土空間分布連續(xù)性差，厚度和溫度分布極不均勻，在不同的凍土區(qū)內(nèi)分布著大量的融區(qū)。融區(qū)是指在季節(jié)融化層下，處于凍土層中具有正溫含水和不含水的地質(zhì)體，從成因可以分為構(gòu)造-地?zé)崛趨^(qū)、地表水（河流、季節(jié)性流水、湖泊、水塘等）融區(qū)以及滲透-輻射融區(qū)［5-8］。多年凍土和融區(qū)的發(fā)育狀況、形成條件以及時(shí)間演化過(guò)程顯著影響區(qū)域內(nèi)的生產(chǎn)和生活、能源開(kāi)采、災(zāi)害防治以及重大基礎(chǔ)設(shè)施的選址、選線以及建設(shè)和運(yùn)維，是凍土學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容，尤其在氣候變暖背景下，相關(guān)研究尤為緊迫［7-12］。

青藏高原多年凍土區(qū)融區(qū)的相關(guān)研究，主要集中在20 世紀(jì)60 年代至80 年代。王家澄等［5］從自然地理?xiàng)l件、多年凍土平面分布及分區(qū)、季節(jié)凍結(jié)與季節(jié)融化、凍土構(gòu)造與地下冰、凍土現(xiàn)象、凍土形成與發(fā)育歷史等方面對(duì)青藏公路沿線的多年凍土進(jìn)行了詳細(xì)的論述，并就包括沱沱河、布曲河谷地、兩道河等區(qū)段在內(nèi)的融區(qū)成因進(jìn)行了概述。羅祥瑞等［11］針對(duì)沱沱河北岸一個(gè)典型地區(qū)進(jìn)行詳細(xì)勘探和航片調(diào)繪，并用航片制作了一幅1∶5 000 的凍土綜合影像圖。郭東信等［12］結(jié)合系列鉆孔與測(cè)溫資料對(duì)唐古拉北坡布曲河谷地的融區(qū)類型及分布規(guī)律、地質(zhì)構(gòu)造背景、形成時(shí)代及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并基于成因和賦存條件提出融區(qū)三種類型的劃分原則。邱國(guó)慶［13］基于一個(gè)貫穿沱沱河的地質(zhì)鉆孔剖面，對(duì)沱沱河盆地融區(qū)和多年凍土的分布、穩(wěn)定性、形成過(guò)程以及成因等進(jìn)行了深入的研究，提出了沱沱河北岸融區(qū)的滲透-輻射形成機(jī)制并繪制了盆地內(nèi)融區(qū)與多年凍土分布圖。邱國(guó)慶等［8］對(duì)整個(gè)青藏公路沿線的融區(qū)發(fā)育條件、成因和演變歷史進(jìn)行了討論，并繪制了青藏公路沿線融區(qū)類型分布略圖。黃大庭［14］針對(duì)通天河盆地基于貫穿河流的地質(zhì)鉆孔剖面，對(duì)盆地內(nèi)多年凍土分布、融區(qū)形成條件和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了詳細(xì)的論述。以上研究，為我們認(rèn)識(shí)青藏高原多年凍土區(qū)和融區(qū)奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

進(jìn)入2000 年以后，隨著青藏鐵路、直流輸電工程等系列重大工程的實(shí)施，國(guó)內(nèi)凍土研究逐步將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向凍土力學(xué)、凍土工程和工程模擬等方面［15-16］。針對(duì)青藏高原融區(qū)主要以融區(qū)地下水和熱融湖塘下部融區(qū)發(fā)育的探測(cè)和模擬為主。譚立渭等［17］針對(duì)沱沱河多年凍土區(qū)地下水特征及開(kāi)發(fā)利用，基于外業(yè)勘探資料對(duì)區(qū)內(nèi)地下水的分布、補(bǔ)給和排泄進(jìn)行了分類分區(qū)，認(rèn)為構(gòu)造融區(qū)上升泉水是沱沱河唐古拉鎮(zhèn)遠(yuǎn)期生活供水的理想水源。孫志忠等［18］針對(duì)青藏鐵路沿線多年凍土區(qū)融區(qū)的天然孔測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，討論了融區(qū)的地溫狀態(tài)及其發(fā)展趨勢(shì)?；诂F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)地溫?cái)?shù)據(jù)和考慮相變過(guò)程的二維傳熱非穩(wěn)態(tài)有限元模型，Ling 等［19-20］研究了熱融湖塘下部融區(qū)的發(fā)育過(guò)程以及影響因素。You等［21］針對(duì)青藏青藏高原一熱融湖塘下部多年凍土與融區(qū)的形態(tài)和邊界，開(kāi)展了包括鉆探、測(cè)溫、探地雷達(dá)和高密度電法等多手段勘測(cè)研究。Lin 等［22］和Sun 等［23］基于地溫觀測(cè)探討了熱融湖塘下部多年凍土的熱狀況及融區(qū)發(fā)育。近年來(lái)，盡管在多年凍土制圖方面，研究人員針對(duì)高原多年凍土分布、地溫與穩(wěn)定性分區(qū)開(kāi)展了大量研究工作，但均以大比例尺為主，無(wú)法反映局地范圍內(nèi)的融區(qū)情況，也無(wú)法應(yīng)用于斑塊狀工程的規(guī)劃和建設(shè)以及城鎮(zhèn)居民用水［24］。在此期間，盡管工程技術(shù)人員沿包括青藏公路、鐵路、直流輸電工程、擬建高速公路等開(kāi)展了大量的工程地質(zhì)勘察，但相關(guān)資料僅限于工程建設(shè)服務(wù)目的而未見(jiàn)研究報(bào)道。

歷史時(shí)期，由于受各方面因素的限制，有關(guān)融區(qū)的研究工作技術(shù)手段相對(duì)落后且單一，主要以地質(zhì)鉆孔為主，大量圖件中缺乏經(jīng)緯度等基本定位信息，有關(guān)位置的標(biāo)注多以青藏公路的里程或道班編號(hào)為主［4-6，15-16］。同時(shí)，由于缺乏自動(dòng)的地溫觀測(cè)和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，因此僅有某個(gè)短時(shí)間段內(nèi)的地溫?cái)?shù)據(jù)，如地溫年較差為0°C 深度（青藏高原一般為10～15 m 深度）的溫度，缺乏包括季節(jié)凍結(jié)層、活動(dòng)層和下伏不同深度多年凍土、融土的年內(nèi)和年際的連續(xù)地溫觀測(cè)數(shù)據(jù)。因此，在20 世紀(jì)80 年代研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開(kāi)展青藏高原多年凍土區(qū)融區(qū)的分布、范圍、現(xiàn)狀和穩(wěn)定性等方面的研究不僅具有重要的科學(xué)價(jià)值，同時(shí)對(duì)于未來(lái)重大工程建設(shè)具有重要實(shí)踐意義。為此，以沱沱河盆地為研究對(duì)象，在前人研究基礎(chǔ)上，利用北岸青藏鐵路沿線和南岸一級(jí)階地上共計(jì)10個(gè)地溫孔的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，開(kāi)展沱沱河南北岸多年凍土與融區(qū)地溫及時(shí)間變化過(guò)程研究，以期為后續(xù)沱沱河盆地多年凍土與融區(qū)成因、制圖、時(shí)空演化過(guò)程等方面理論研究提供參考的同時(shí)，服務(wù)于區(qū)域內(nèi)重大工程建設(shè)的規(guī)劃和建設(shè)。

1 研究區(qū)概況及方法

1.1 研究區(qū)概況

受河流以及局地因素，尤其地形、淺層巖土體巖性和地表植被的影響，沱沱河盆地內(nèi)多年凍土與融區(qū)交錯(cuò)分布，空間格局十分復(fù)雜，是二十世紀(jì)七八十年代融區(qū)研究的重點(diǎn)區(qū)域［8，11，13］。沱沱河盆地為烏麗至開(kāi)心嶺山系間的新生代斷陷盆地，表層主要為沖洪積亞砂土、卵石土、碎石，其下為第三系晚期至第四季初期湖相沉積，主要為泥灰?guī)r、泥巖夾粉砂巖、砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖。作為長(zhǎng)江源頭，沱沱河上游自格拉丹東主峰起源，自西向東流淌，至玉樹(shù)縣轉(zhuǎn)為通天河。在青藏公路沿線，河床寬度變化較大，河面寬50～200 m，河流兩側(cè)階地平緩寬闊，拔河高度為1～10 m。河心島、沙洲、河漫灘交錯(cuò)發(fā)育，形成辮狀河流形態(tài)，為區(qū)域內(nèi)地下水排泄基準(zhǔn)面。北岸地表干燥，植被稀疏，南岸沼澤化濕地發(fā)育（圖1）。

圖1 沱沱河盆地Landsat影像（2018）及測(cè)溫鉆孔分布Fig. 1 Landsat image（2018）of Tuotuo River Basin and distribution of ground temperature boreholes

由年平均氣溫和降水量的變化可以看出（圖2～3），過(guò)去50 年來(lái)沱沱河盆地的暖濕化過(guò)程明顯，與整個(gè)青藏高原整體氣候暖濕化過(guò)程相吻合。1965—2019 年，年平均氣溫升溫速率在0.38 °C·（10a）-1。從年降水量來(lái)看，過(guò)去50 a 研究區(qū)的年降水量在150～500 mm 之間，年際波動(dòng)比較大，但總體上表現(xiàn)為一個(gè)緩慢增加趨勢(shì)。2000—2019 年，20 a平均降水量約為340 mm。氣候的持續(xù)暖濕化過(guò)程，與高原地表植被的變化、多年凍土的退化和融區(qū)的發(fā)展，以及地表徑流的增加和地下水位的變化等過(guò)程密切相關(guān)。

圖2 沱沱河盆地1965—2019年年平均氣溫時(shí)間變化過(guò)程Fig. 2 Changes in mean annual air temperature in Tuotuo River Basin in the period of 1965—2019

圖3 沱沱河盆地1965—2019年年降水量時(shí)間變化過(guò)程Fig. 3 Changes in annual precipitation in Tuotuo River Basin in the period of 1965—2019

1.2 研究數(shù)據(jù)與方法

地溫觀測(cè)是獲取多年凍土和融區(qū)空間分布最直接的手段。在典型位置鉆孔，進(jìn)行工程地質(zhì)編錄和巖芯取樣的同時(shí)，布設(shè)測(cè)溫傳感器即可獲得不同深度土體的溫度。歷史時(shí)期，我國(guó)一直使用蘇聯(lián)的地溫觀測(cè)方法，使用的傳感器包括熱電偶和玻璃水銀溫度計(jì)等，但這兩種傳感器實(shí)際使用過(guò)程中人為誤差大。至上世紀(jì)八十年代，我國(guó)在冰川凍土研究中開(kāi)始廣泛使用熱敏電阻溫度傳感器進(jìn)行地溫觀測(cè)。與熱電偶相比，熱敏電阻輸出信號(hào)大，對(duì)二次儀表的要求低，同時(shí)不需要冷端溫度補(bǔ)償，室內(nèi)和野外使用方便［25］。文中有關(guān)鉆孔測(cè)溫采用的溫度傳感器為中國(guó)科學(xué)院凍土工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的高精度熱敏電阻，其主要技術(shù)指標(biāo)為：測(cè)溫范圍為-40～40°C；溫度分辨率負(fù)溫條件下為0.005～0.01°C，正溫條件下為0.01～0.03°C；測(cè)溫精度優(yōu)于0.05°C。通過(guò)在青藏高原凍土區(qū)實(shí)際測(cè)定，該熱敏電阻溫度傳感器的年漂移最大值為0.0046°C［25］。地溫?cái)?shù)據(jù)的采集經(jīng)歷了人工萬(wàn)用表測(cè)量到數(shù)據(jù)采集儀自動(dòng)采集和存儲(chǔ)。本文收集和整理了青藏鐵路沿線及筆者在沱沱河南岸布設(shè)的多年凍土鉆孔測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，共計(jì)10 個(gè)孔位，見(jiàn)圖1 和表1。由于造孔目的不同，各個(gè)孔位的建成時(shí)間和后續(xù)持續(xù)觀測(cè)時(shí)間有所差異，測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)最早始于2001年，最長(zhǎng)時(shí)間序列接近20 a。

表1 沱沱河南北岸地溫鉆孔信息Table 1 Boreholes information across Tuotuo River Basin used in this study

邱國(guó)慶［13］在研究區(qū)開(kāi)展了系統(tǒng)的地質(zhì)勘查及測(cè)溫工作。為說(shuō)明沱沱河盆地南北岸多年凍土整體分布情況，本文引用1982年邱國(guó)慶繪制的以沱沱河為中軸線的一個(gè)地質(zhì)剖面的等溫線和多年凍土分布圖，如圖4 所示，該圖件使用10 個(gè)地質(zhì)鉆孔以沱沱河主流作用范圍為中軸線將沱沱河盆地劃分為三個(gè)區(qū)，即北岸的沱北融區(qū)與多年凍土交錯(cuò)分布區(qū)、河漫灘及心灘的沱沱河融區(qū)以及自南岸一級(jí)階地開(kāi)始的瑪曲塘多年凍土連續(xù)分布區(qū)。

圖4 沱沱地溫等值線及多年凍土分布圖［13］Fig. 4 Isothermal lines and permafrost distribution across Tuotuo River Basin［13］

自沱沱河南岸一級(jí)階地至三級(jí)階地繼續(xù)向南至開(kāi)心嶺山前緩坡，即為瑪曲塘多年凍土區(qū)，進(jìn)一步向南至開(kāi)心嶺中高山區(qū)，則屬于長(zhǎng)江源高平原連續(xù)多年凍土區(qū)-丘陵亞區(qū)。在瑪曲塘多年凍土區(qū)內(nèi)，多年凍土分布基本連續(xù)，北緣發(fā)育有歷史時(shí)期河流影響造成的非貫穿融區(qū)。多年凍土年平均地溫為-1 °C，厚度自南而北減薄，最大厚度為50 m。沱沱河漫灘及心灘為貫穿型融區(qū)，最大季節(jié)凍結(jié)深度4～6 m［13］?；?0 世紀(jì)80 年代的調(diào)查和勘探資料，沱沱河融區(qū)寬度量值估計(jì)在800～1 000 m［6-8］。沱沱河北至烏麗山前，則為融區(qū)與多年凍土交錯(cuò)分布區(qū)，區(qū)內(nèi)融區(qū)的分布十分廣泛，自河岸向北約20 km 范圍內(nèi)均發(fā)現(xiàn)有融區(qū)。該區(qū)域內(nèi)融區(qū)的成因，目前被認(rèn)為是滲透-輻射機(jī)制，即地表植被稀疏，淺層巖土干燥、松散、滲透性較好，因此夏季地面溫度較高，同時(shí)區(qū)域內(nèi)降水主要集中在夏季。降水將地表所吸收的輻射熱迅速帶至下層，加速和加大了季節(jié)凍結(jié)層的融化，進(jìn)而形成融區(qū)［7-8，11-13］。

2 結(jié)果與分析

2.1 北岸多年凍土與融區(qū)地溫狀況

沱沱河北岸為融區(qū)與多年凍土交錯(cuò)分布區(qū)，融區(qū)分布十分廣泛。本文收集和整理了北岸5個(gè)鉆孔的測(cè)溫資料來(lái)分析多年凍土和融區(qū)的地溫及其時(shí)間變化過(guò)程。N1鉆孔位于烏麗山間盆地，為河流匯集區(qū)和沖洪積平緩臺(tái)地。圖5（a）給出了該孔位2006 年10 月15 日的地溫曲線。可以看出，該孔位為多年凍土，活動(dòng)層厚度在4～4.5 m，多年凍土年平均地溫為-0.5°C，屬于高溫極不穩(wěn)定多年凍土。沿該孔位繼續(xù)向北即格爾木方向距離20 m 和40 m 位置還有兩個(gè)監(jiān)測(cè)孔位，均為高溫極不穩(wěn)定多年凍土，年平均地溫分別為-0.15°C和-0.45°C。

圖5 北岸N1～N5鉆孔地溫曲線Fig. 5 Temperature profiles of N1～N5 boreholes at the north bank of Tuotuo River

N2孔位位于沱沱河北洼地內(nèi)，屬于山區(qū)坡洪積緩坡地帶。圖5（b）給出了該孔位2006年10月15日的地溫曲線?？梢钥闯?，該孔位處在融區(qū)上，年平均地溫為1.6 °C。沿鐵路繼續(xù)往南約12 km，有地質(zhì)鉆孔N3、N4和N5并進(jìn)行了地溫觀測(cè)。圖5（c）給出了N3、N4 和N5 孔位2001 年10 月8 日的地溫曲線?？梢钥闯觯琋3、N4 和N5 孔位均為融區(qū)，年平均地溫值依次為0.4°C、0.8°C和1.77°C。

2.2 南岸多年凍土與融區(qū)地溫狀況

沱沱河南岸屬于瑪曲塘多年凍土連續(xù)分布區(qū)，其中一級(jí)階地上多年凍土層較薄且溫度較高，厚度上自南向北由十余米減至數(shù)米甚至消失，而溫度上整體高于-0.5°C，屬于極高溫凍土（圖4）［13］。2020年，筆者在沱沱河南岸一級(jí)階地自北向南布設(shè)5 個(gè)地溫鉆孔，見(jiàn)圖1 中S1～S5。圖6 為這5 個(gè)鉆孔2020年10 月15 日的地溫曲線。從圖6（a）、6（b）可以看出，S1、S2 孔位均為多年凍土，年平均地溫均為-0.4°C。從多年凍土層厚度看，兩個(gè)孔位鉆孔深度分別為19.5 m 和19 m，均未穿透多年凍土層，其厚度在15 m 以上。再向南至S3 孔，如圖6（c）所示，地溫曲線顯示該孔位仍為多年凍土，其15 m 深度處年平均地溫為0.1°C，鉆孔穿透了多年凍土，其厚度在10～11 m 之間，較S1、S2 孔位有所減薄。繼續(xù)向南至S4 孔，如圖6（d），地溫觀測(cè)結(jié)果表明該孔位為融區(qū)，其10～15 m 深度地溫在1.2～1.4°C 之間。結(jié)合邱國(guó)慶［13］關(guān)于沱沱河自南岸一級(jí)階地向南至三級(jí)階地再至開(kāi)心嶺山前多年凍土基本為連續(xù)分布且厚度自北向南逐漸增厚的論述，可以推斷S4孔位上的融區(qū)屬于島狀融區(qū)，其形成并非受河水影響，而與地表風(fēng)積沙土丘有關(guān)，受滲透-輻射機(jī)制影響發(fā)育而成。從圖6（e）可以看出，S5孔位上存在多年凍土，但凍土埋深深度較大，頂板的埋深為6～7 m。為確定該孔位凍土頂板以上土層冬季是否能夠完全凍結(jié)，是否存在融化夾層，由2021 年4 月15 日的地溫曲線可知，其最大季節(jié)凍結(jié)深度僅為3 m 左右，因此發(fā)育有融化夾層，即非貫穿型融區(qū)。從現(xiàn)場(chǎng)鉆孔及工程地質(zhì)勘察期間觀測(cè)到的地下水位判斷，該孔位融化夾層的發(fā)育與凍結(jié)層上水發(fā)育有關(guān)。

圖6 南岸S1～S5孔位地溫曲線Fig. 6 Temperature profiles of S1～S5 boreholes at the south bank of Tuotuo River

2.3 北岸多年凍土/融區(qū)地溫變化

為研究氣候變暖背景下北岸多年凍土/融區(qū)地溫的時(shí)間變化過(guò)程，這里以N1、N2 兩個(gè)孔位為例。圖7給出了2003—2020年期間，N1孔位最大季節(jié)融化深度時(shí)的地溫過(guò)程曲線。從近20 年的地溫曲線可以看出，該孔位上多年凍土經(jīng)歷了快速的退化過(guò)程，至2020年10月，鉆孔深度即16 m 深度范圍內(nèi)多年凍土已完全退化。從多年凍土的退化過(guò)程看，屬于典型的下引式退化模式［26］。2015—2016 年，最大季節(jié)融化深度大于最大凍結(jié)深度，融化夾層開(kāi)始發(fā)育，此后多年凍土上限迅速下降，多年凍土進(jìn)入加速退化模式。

為表征多年凍土上限的下降過(guò)程，圖8 給出了N1 孔位上多年凍土上限隨時(shí)間的變化過(guò)程?？梢钥闯?，在2015年前，多年凍土上限呈現(xiàn)波動(dòng)式下降，即在極高溫多年凍土退化過(guò)程中，多年凍土上限下降之后，緊接著下部多年凍土經(jīng)歷地溫調(diào)整，之后多年凍土上限或保持穩(wěn)定或有小幅抬升，如2008年和2012 年后的小幅抬升。圖7 中2010 年與2012 年的地溫曲線對(duì)比，很好地反映了這一伴隨多年凍土上限下降之后的下伏地溫調(diào)整過(guò)程。隨著多年凍土溫度的進(jìn)一步升高，其未凍水含量隨溫度升高變化不大即升溫過(guò)程中相變潛熱不顯著時(shí)，多年凍土進(jìn)入快速退化階段［26-27］。2015年之后多年凍土上限迅速下降，下伏地溫升溫加速。通過(guò)N1孔位近20 a的地溫?cái)?shù)據(jù)變化，表明了極高溫多年凍土上限的下降和下伏多年凍土的升溫過(guò)程，能夠?yàn)楹罄m(xù)氣候變暖背景下這類凍土地基強(qiáng)度參數(shù)的選取以及融沉和高溫凍土壓縮變形過(guò)程計(jì)算提供參考。

圖7 北岸N1孔位2003—2020年地溫曲線Fig. 7 Temperature profiles of N1 borehole at the north bank of Tuotuo River in the period of 2003—2020

圖8 北岸N1孔位2003—2019年期間多年凍土上限時(shí)間變化過(guò)程Fig. 8 Changes in permafrost table of N1 borehole in the period of 2003—2019

圖9為N2孔位2005—2013年期間12 m和15 m深度上地溫的時(shí)間變化過(guò)程?？梢钥闯?，在區(qū)域氣候暖濕化背景下，融區(qū)內(nèi)土體的溫度處于一個(gè)顯著的升溫過(guò)程，年平均地溫升溫速率在0.3～0.4 °C·（10a）-1。已有監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，1970—1990 年期間，青藏高原季節(jié)凍土區(qū)（融區(qū)）和島狀凍土，其年平均地溫升高了0.3～0.5°C，這一升溫幅度高于連續(xù)多年凍土區(qū)［28-29］。Wu 等［30］系統(tǒng)論述了青藏高原多年凍土的變化及其對(duì)工程穩(wěn)定性的影響，指出青藏高原中高山低溫多年凍土區(qū)多年凍土升溫速率平均值約為0.55°C·（10a）-1，而高平原和盆地河谷地區(qū)多年凍土的速率平均值約為0.23°C·（10a）-1?？梢钥闯觯优璧貎?nèi)融區(qū)的年均地溫升溫速率處于兩者之間。

圖9 北岸N2孔位2005—2013年期間12 m、15 m深度地溫變化過(guò)程Fig. 9 Changes in ground temperatures at depths of 12 m and 15 m of N2 borehole in the period of 2005—2013

3 結(jié)論

區(qū)域范圍內(nèi)多年凍土區(qū)融區(qū)的分布制圖及其研究，不僅是凍土學(xué)研究的重要內(nèi)容，同時(shí)對(duì)于區(qū)域內(nèi)居民的生產(chǎn)、生活以及工程建設(shè)如線性工程選線、斑塊狀工程選址等具有重要意義。本文針對(duì)沱沱河盆地多年凍土與融區(qū)，在20 世紀(jì)80 年代相關(guān)研究基礎(chǔ)上，利用北岸青藏鐵路沿線5 個(gè)鉆孔（N1～N5）和南岸一級(jí)階地5 個(gè)鉆孔（S1～S5）共計(jì)10個(gè)孔位的地溫觀測(cè)數(shù)據(jù)，研究了沱沱河南北岸多年凍土與融區(qū)的地溫狀況及其時(shí)間變化過(guò)程，初步結(jié)論如下：

（1）過(guò)去半個(gè)世紀(jì)中，沱沱河盆地氣候暖濕化過(guò)程明顯，自1965—2019年年平均氣溫增加速率為0.38 °C·（10a）-1，年降水量呈現(xiàn)緩慢增加趨勢(shì)，近20 a 平均降水量為340 mm。氣候的暖濕化過(guò)程與區(qū)域內(nèi)多年凍土和融區(qū)的空間分布及穩(wěn)定性密切相關(guān)。

（2）氣候暖濕化背景下，北岸多年凍土、融區(qū)經(jīng)歷了顯著的退化和升溫過(guò)程。2005—2020 年期間，北岸N1 孔位的多年凍土經(jīng)歷了顯著的下引式退化過(guò)程，從極高溫不穩(wěn)定凍土已退化為融區(qū)。2005—2013 年間，融區(qū)內(nèi)年平均地溫的升溫速率為0.3～0.4°C·（10a）-1，升溫速率介于青藏高原低溫多年凍土和高溫多年凍土升溫速率之間。

（3）地溫勘察數(shù)據(jù)顯示，沱沱河南岸一級(jí)階地上不僅有非貫穿型融區(qū)，同時(shí)有受滲透-輻射機(jī)制控制的貫穿型島狀融區(qū)發(fā)育。該發(fā)現(xiàn)糾正了早期研究認(rèn)為，南岸自一級(jí)階地至開(kāi)心嶺山前緩坡為瑪曲塘多年凍土區(qū)，多年凍土分布基本是連續(xù)的初步認(rèn)識(shí)。

為加深沱沱河盆地和其他類似多年凍土與融區(qū)空間分布及穩(wěn)定性的認(rèn)識(shí)，并服務(wù)工程尤其斑塊狀房建工程建設(shè)需求，未來(lái)仍需要開(kāi)展地質(zhì)鉆孔勘察、地溫觀測(cè)、區(qū)域內(nèi)高精度局地要素觀測(cè)以及融區(qū)發(fā)育機(jī)制等方面的深入研究。