北京治疗白癜风的好方法 https://disease.39.net/bjzkbdfyy/250109/x2uyy6k.html一、什么是冻土？
1、定义：
冻土层，亦作冻原或苔原，意思是“无树的平原”。在自然地理学中指由于气温低、生长季节短，而无法生长出树木的环境;而在地质学中指零摄氏度以下，并含有冰的各种岩石和土壤。
2、分类：
一般可分为：短时冻土（数小时/数日以至半月）
季节冻土（半月至数月）
多年冻土（又称永久冻土，指的是持续二年或二年以上的冻结不融的土层）
①多年冻土（永久冻土）
冻结状态持续两年或者两年以上的土或岩石。在多年冻土区的有些地方，只有表层几米深的土层处于夏融冬冻的状态，该层则被称作季节融化层或季节活动层。
多年冻土区的冻土分上下两层上层每年夏季融化，冬季冻结，叫活动层。下层常年处在冻结状态，叫永冻层。
②季节冻土：冻土随季节变化而发生周期性的融冻，如果冬季土层冻结，夏季全部融化，叫季节冻土。
3、分布
北半球冻土分布面积较大，俄罗斯和加拿大是冻土分布最广的国家
例1冻土是指温度在0℃或0℃以下，含有冰的土层或岩层，分为季节冻土和多年冻土。我国科学家考察了全球变暖对青藏高原多年冻土的影响及其产生的后果。据此完成下列问题。
据图文信息判断，下列说法符合事实的是
A．活动层厚度变小，补给河流的水源增加B．活动层厚度变大，春耕播种的时间推迟
C．永冻层上界上升，利于喜温植物的生长D．永冻层上界下降，建筑基础稳定性变差
答案：D
二、影响冻土形成的因素
1、气候
大陆性半干旱气候较有利于冻土的形成，温暖湿润的海洋性气候不利于冻土的发育。
在欧亚大陆内部的半干旱气候区的冻土南界（北纬47°）比受海洋性气候影响较大的北美冻土南界（北纬52°）要更南一些。另外，在纬度和高度相同的条件下，大陆性半干旱气候区的冻土厚度比海洋性气候区的要大。
2、岩性
砂土导热率较高，易透水，不利于冻土的形成。
黏土导热率较低，不易透水，有利于冻土的形成。
泥炭的导热率最低，最有利于冻土的发育。
3、坡向
坡向直接影响地表接受太阳辐射的热量。
阳坡日照时间长，受热多于阴坡，因而在同一高度、不同坡向冻土的深度、分布高度和地温状况都不同，冻土的厚度也不同。
根据观测，昆仑山西大滩不同坡向的山坡，在同一高度和同一深度的阴坡地温比阳坡地温要低2~3℃，阴坡冻土的厚度也要大一些，冻土分布下界高度较阳坡低m。
例2由于土壤夜冻昼消，农作物随表土层上下移动，而被抬出土外遭受灾害的现象称为冻拔。
1.有关冻拔说法不正确的是
A.我国北方地区多发B.土壤含水量大C.地温在0℃上下波动D.我国雨季多发
2.预防冻拔比较合适的措施是
A.覆盖石块B.覆盖秸杆C.补水灌溉D.种植绿肥
3.下列现象中与冻拔原理最相似的是
A.东北地区深秋向阳侧树干开裂B.西北地区牧民转场放牧
C.东北地区春季电线杆自然倾倒D.西北地区瓜果甜度较高
答案：DBC
三、冻土融化和冻土地貌
1、冻土融化：是指冻土层中的水在气温的变化影响下，使土层反复冻结融化，导致土体或岩体的破坏、扰动和移动的过程。
①分布：全球变暖，地表温度上升最快的区域正是多年冻土主要分布的区域
②危害：
①冻土融沉，地基不稳、倾斜，房屋开裂，地面下沉；道路路基变形，威胁行车安全。
②影响生物多样性，破坏生态平衡。
③地表环境发生变化，如地表塌陷、沼泽化。
④大量微生物与病毒复活，威胁人类生存环境。
⑤释放甲烷与二氧化碳，加剧全球变暖。
2、冻土地貌
由于温度周期性的发生正负变化，冻土层中的地下冰和地下水不断发生相变和位移，使冻土层发生冻胀、融沉、流变等一系列应力变形而形成的地貌，称为冻土地貌。
①石海在寒冻风化作用下,岩石遭受崩解破坏,形成大片巨石角砾,就地堆积在平坦的地面上,形成石海。
石海在我国青藏高原、西部高山及大兴安岭北部冻土区均有分布。发育石海不仅要岩石坚脆、存在很多裂隙，而且还要有一定的水热条件。既要有一定的水份，同时温度变化要大，通过0℃上下持续波动的时间要长。古石海（已经被风沙覆盖，其上发育了土壤植被，摄于青藏公路道班附近）
②石环又叫分选环。天然条件下，地表物质常常是粗细混杂的。由于石块和土的导热性能不同，因此冻结速度也各不一样,碎石导热系数大，会首先冻结，水分就向碎石附近迁移，并在碎石周围形成冰。水变成冰后体积膨胀，使碎石发生位移，这样就产生了粗细物质的分异。久而久之，泥土岩屑集中于中间，岩块被排挤到周边，呈多边形或近圆形，好像有人有意将石头摆成一圈,形成所谓的石环。
③冻胀丘又称冰堆丘，是由于地下水受冻结地面和下部多年冻土层的遏阻，在薄弱地带冻结膨胀，使地表变形隆起，也是青藏高原多年冻土区经常可以看到的一种冻土地貌。
④冰楔在多年冻土区，地表水周期注入到裂隙中在冻结，是裂隙不断扩大并为冰体充填，剖面成为楔状，称为冰楔。冰楔的形成先是地表形成裂隙，地表水注入再冻结而成脉冰，由于脉冰常深入到永冻层中，到温暖季节，上部活动层的脉冰融化消失，永冻层中的脉冰则仍然存在。到了寒冷季节冻土又发生体积不均衡膨胀，原有的裂隙不断扩大。到来年夏季又在裂隙中注入水分，冬季再冻结胀裂，如此反复作用，就形成冰楔。
冰楔形成的条件：
①有深入到永冻层中的裂隙，并为脉冰所填充。
②冰楔的围岩是可塑性的，水在裂隙中才能冻结、膨胀，围岩不断受挤压变形，冰楔不断展宽。
③需要严寒的气候条件，年平均温度一般为-6~-3℃。
⑤热融塌陷洼地：是因温度升高，地下冰融化引起地面塌陷所形成的各种洼地。
这种塌陷过程类似喀斯特塌陷过程，而塌陷原因和温度有关，故又称热力喀斯特。
热融塌陷洼地发育在斜坡上形成各种滑塌洼地，在平坦地面上形成漏斗状沉陷洼地，洼地内常积水成湖，称热融塌陷湖。多年冻土发育的高原或平原地区，大大小小的热融塌陷湖星罗棋布。热融塌陷湖形成以后，湖水对湖底土层的传热作用，使底部土层增温，活动层的深度加大，地下冰融化速度加快，湖泊进一步沉陷，直到湖底地下冰全部融化后，湖泊才停止下沉和扩大。
例3中俄石油运输管道——漠（河）大（庆）线，全长千米，其中北部的千米穿越了多年冻土区。多年冻土分为活动层和多年冻层上下两层。地理学者研究发现多年冻土区的融沉、冻胀丘、冰锥等对管道的安全性构成了潜在的威胁。冻胀丘是由于地下水受冻结地面和下部多年冻土层的遏阻，在薄弱地带冻结膨胀，使地表变形隆起，称冻胀丘，按其存在时间可划分为季节性冻胀丘和多年生冻胀丘。季节性冻胀丘每年冬季发生，夏季消失。
(1)指出加格达奇多年冻土活动层和多年冻土层的分界深度，并分别说明其季节特征。（6分）
(2)简述b图季节性冻胀丘的形成原因。（6分）
(3)说明季节性冻胀丘对管道的危害。（4分）
(4)以“治水”为核心，提出防治季节性冻胀丘危害管道的措施。
答案：（1）6米。(2分)多年冻土活动层冻土夏季融化，冬季冻结，(1分)6米以下的多年冻土层全年地温小于0℃，全年处于冻结状态。(1分)
（2）该地地势低洼，(1分)夏季有沼泽分布，(1分)有稳定的地下水补给，(1分)土壤含水量大；(1分)冬季过湿土壤冻结，(1分)体积膨胀上升形成冻胀丘。(1分)
（3）夏季冻土融化，管道沉降，(1分)冬季土壤冻结的挤压力抬升管道，(1分)反复冻融使管道位移发生弯曲变形。(2分)
（4）地表开挖沟渠，排走地表水和地下水；在管道两侧的地下建设截水墙等阻水工程，阻止地下水流向管道；在冻胀丘上钻孔，排干丘内水分。
拓展：铁路建设克服冻土的三大关键措施
①“热棒”：热棒具有独特的单向传热性能，热量只能从地下向地面传输。
热棒是密封的钢管，里面注入液态氨：当路基温度上升时，液态氨受热汽化，上升到热棒的上端，通过散热片将热量传导给空气，气态氨由此冷却液化变成了液态氨，又沉入了棒底。这样，热棒就相当于一个天然“制冷机”。
②“抛石路基”：在冻土区修筑路基时，其土层路基的中间，抛填了一定厚度的碎石块，碎石之间的空隙不填实，并且与外界空气相通。当夏季来临时，青藏高原气温升高，抛石路基表面的温度上升，空气密度降低，而路基冻土中的温度较低，空气密度较大，这样热空气与冷空气就不易对流，无形中形成了外界与冻土的隔热层；当冬天来临时，冻土路基的外界温度较低，空气密度较大，而路基冻土层温度较高，空气温度较低，将自然上移，与外界进行温度交换，无形中形成了热冷对流，使路基冻土层温度降低，保护了冻土的完好性。
③“遮阳板路基”：又称旱桥，被称为隔热“外衣”。遮阳板路基，是在路基的边坡上架设一层遮挡太阳的板材，能有效地减弱太阳热对路基温度的影响。
例4青藏高原气候高寒，气温一般低于地温，是我国主要的冻土分布区，冻土土层可分为活动层和多年冻土层两部分。其中，活动层靠近地表，随着外界气温变化或冻或融；多年冻土则常年处于冰冻状态。青藏铁路格(尔木)拉(萨)段成功穿越了约千米的连续多年冻土区，是全球目前穿越高原、高寒及多年冻土地区的最长铁路。活动层反复冻融及冬季不完全冻结，使冻土的体积发生膨胀和收缩，会危及铁路路基，为此青藏铁路的建设者们创造性地提出了低架旱桥、热棒技术、抛石路基等措施。其中抛石路基即用碎块石填筑路基，利用其通风透气性，隔阻热空气下移，同时吸入冷量，起到保护冻土的作用。
（1)运用所学知识，根据大气受热过程，分析青藏高原地区气温低于地温的原因。(6分)
(2)冻土活动层冬夏季的反复冻融，会对列车运行的安全产生怎样的不利影响，请简述其过程。(6分)
(3)根据抛石路基的设计原理，判断其散热效果最显著的季节，并分析其原因。(6分)
（1）青藏高原海拔高，空气稀薄，晴天较多；白天被削弱的太阳辐射较少，到达地面的热量较多，地面吸收后增温；但空气稀薄、云量较少，对地面的长波辐射吸收较少，加之高原地区多大风天气，大部分热量散失掉，气温较低。
（2）冬季的时候，冻土在冻结状态下，体积会发生膨胀，建在上面的路基和钢轨就会被顶起；到了夏季，冻土消融，体积收缩，路基和钢轨随之会降下去；以上情况反复出现就会造成路基严重变形，铁轨出现严重弯曲、高低不平，影响列车行车安全。
（3）夏季，外界气温高于路基内部温度，外界热空气不易进入片石通风路基内部，阻止了路基与外界的热交换；冬季，外界气温低于路基温度，路基外比重较大的冷空气下沉，进入片石通风路基的孔隙中，置换比重较小的热空气，形成热对流，从而促进片石通风路基的热散失，使冻土保持较低温度。故而片石通风路基散热效果最显著的季节是冬季。
例5多年冻土分为上下两层，上层为夏季融化，冬季冻结的活动层，下层为多年冻结层。我国的多年冻土分布主要分布于东北高纬度地区和青藏高原海拔地区。东北高纬地区多年冻土南界的年平均气温在-1°~1°，青藏高原多年冻土下界的年平均气温约为-3.5°~2°C。由我国自行设计、建设的青藏铁路格（尔木）拉（萨）段成功穿越了约千米的连续多年冻土区，是全球目前穿越高原、高寒及多年冻土地区的最长铁路。多年冻土的活动层反复冻融及冬季不完全冻结，会危及示意青藏铁路格拉段及沿线年平均气温的分布，其中西的滩至安多为连续多年冻土分布区。图b为青藏铁路路基两侧的热棒照片及其散热工作原理示意图。热棒地上部分为冷凝段，地下部分为蒸发段，当冷凝段温度低于蒸发段温度时，蒸发段液态物质汽化上升，在冷凝段冷却成液态，回到蒸发段，循环反复。
（1）分析青藏高原形成多年冻土的年平均气温比东北高纬度地区低的原因。
（2）图a所示甲地比五道梁路基更不稳定，请说明原因。
（3）根据热棒的工作原理，判断热棒散热的工作季节（冬季或夏季）简述判断依据，分析热棒倾斜设置（图b）的原因。
答案：（1）青藏高原纬度低，海拔高，太阳辐射强；（东北高纬地区年平均气温低于—1℃～1℃，可以形成多年冻土。）青藏高原气温年较差小，当年平均气温同为—1℃～1℃时，冬季气温高，冻结厚度薄，夏季全部融化，不能形成多年冻土。
（2）甲地年平均气温更接近0℃，受气温变化的影响，活动层更频繁地冻融，（冻结时体积膨胀，融化时体积收缩，）危害路基；甲地年平均气温高于五道梁，夏季活动层厚度较大，冬季有时不能完全冻结，影响路基稳定性。
（3）冬季。
依据：冬季气温低于地温，热棒蒸发段吸收冻土热量，（将液态物质汽化上升，与较冷的地上部分管壁接触，凝结，释放出潜热，）将冻土层中的热量传送至地上（大气）。
热棒倾斜设置的原因：使热棒能深入铁轨正下方，保护铁轨下的路基（多年冻土）。
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