高寒山区,水文过程除了受制于大气的水热状况外,冻土下垫面也是不可忽略的重要因素之一。
春季(4—5月),山区的积雪随着气温的回升,从低山向高山带融化,河冰也从下游向上游解冻。但春秋因气温较低,仅于中午的气温高于0℃,而夜间气温急降,故雪层中的融水未排出雪层到夜间又冻结成冰。其次,大量的融水被雪层吸收和满足流域填洼,因此,春初的融水径流相当微弱。到春末夏初(5—6月)气温稳定上升至0℃ 以上,积雪大量融化,融水强度增大,但因季节冻土融化层较浅,约0.5 m左右,融水的渗透十分微弱,冻土的隔水作用十分明显,单位面积产流量大,因此春季融雪洪峰一般比夏季雨水的洪峰大。此外,据观察冻土地区的小沟、小溪,春季的早晨一般均有一股小水流,但到了上午11时后就断流,旁晚或晚上大量山水下来补给河道。这是冻土地区水文过程独具的特色。
夏季,流域的积雪已消失,降水为河流的主要补给水源。季节冻结层消失,隔水作用减弱,流域的调蓄能力增强,大量降水入渗使冻土活动层内的地下水位提高,流域的地表径流和表层流同时汇入河道。流域储水以泉水的形式补给河流,起提高基流量、削减洪峰的作用。然而,夏季虽然季节冻土消失,但多年冻土层的存在仍起到阻止水流向深处入渗。冻土地区暴雨的出现,易形成山洪暴发。
秋季,因气温急降至0℃以下,地表已无液态降水补充,流域内不断排泄地下水,流域储水量不断减少,出现退洪流量过程。河谷附近的活动层出现双向冻结,10月的冻结面已达地表。11月因气温远小于0℃, 河冰逐渐形成,泉水出露的沟谷多处形成冰锥。水文过程停止活动约达半年之久,祁莲山冻土地区冰沟的上述水文情势与北美亚极地融雪水型河流很相似。
多年冻土
多年冻土
多年冻土
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