青藏高原及周边地区孕育着黄河、长江、澜沧江等亚洲的重要河流,被称为“亚洲水塔”。青藏高原现存多年冻土的总面积约为106万平方公里,其广泛分布的多年冻土通过独特的水分运移影响着区域水文和水循环过程。长江是华夏大地的“母亲河”之一,是影响我国的社会经济发展的重要命脉。长江上游的多年冻土分布和变化对流域内的水文和水资源有着深刻的影响。
2020年10月3日至11月26日,由我校联合中国科学院西北生态环境资源研究院、中国地质调查局应用地质研究中心以及青藏高原研究所组成50多人的联合科学考察队,赴长江上游沱沱河源区开展多年冻土与环境综合科学考察。本次考察主要计划完成3个科学目标:一是建立沱沱河源区多年冻土监测网络,识别沱沱河源区多年冻土空间分布特征;二是深入揭露沱沱河源区多年冻土地下冰赋存情况;三是对沱沱河源区不同的地貌类型和水文特征,进行土壤、水体采样和指标检测,获取该区域的冻土环境特征。
科学考察队在平均海拔高度4800m以上(最高海拔5200米)、总面积约1万多平方公里的长江发源地沱沱河源头地区连续工作50余天,考察队员克服了高寒、缺氧和生理上严重的高原反应,顺利完成了本次野外科学考察工作。
通过该次科学考察,科考队共完成多年冻土勘探和地温观测钻孔32个,累计钻探钻进深度1200米,其中包括完成深度为100米的钻孔1个,50米的钻孔8个和30米以上的钻孔23个,并联合中国地质调查局应用地质研究中心在这些钻孔中布设了多年冻土地温监测设备,构建了沱沱河源多年冻土热状态监测网络。这次野外考察还完成了20个、平均深度3米以上的浅层土壤剖面调查,100余个40厘米浅表层土壤剖面挖掘和土壤样品的采取。考察队分别在钻孔、土壤试坑中采集岩土样本、表层土壤样本、冰水样本等各类样本1.18
件。科考队利用瞬变电磁法和探地雷达开展了队多年冻土埋藏深度和多年冻土厚度的调查,分别完成包含364个的瞬变电磁测量剖面200公里,探地雷达剖面测量剖面40 公里,这些工作为进一步查明该区域多年冻土的分布状况、土壤的物质组成和理化特征奠定了坚实的基础。该次科考还获得了各类影像资料100 G以上,建成一个包括30个多年冻土地温定点观测场和20个活动层水热定点观测场组成的多年冻土与环境监测网络。
通过本次科学考察,我校参与建立了在长江源区第一个完善的、加密的多年冻土与环境监测网络,第一次利用百米钻孔揭示了共生型多年冻土冷生结构和超厚层地下冰的特征,并首次确认长江源区具备发育大型冻胀丘群的条件并完成大型冰核丘的丘顶钻探。这是我校深入参加“第二次青藏高原综合科学考察”工作最直接的标志,揭开了青藏高原多年冻土对“亚洲水塔”影响研究的序幕。本次科考采集了大量的样品数据以及观测数据,安装了大范围的监测网络,为我校后续开展青藏高原多年冻土区研究工作提供了坚实的基础。

青藏高原沱沱河源区多年冻土考察队部分成员合影

冻土钻探和岩芯取样

多年冻土活动层探地雷达探测

多年冻土电法探测

活动层土壤取样和水热监测设备安装

考察队发现大型冰核型冻胀丘
