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寒区土壤冻结深度的观测以往多采用丹尼林冻土器进行人工测量，由于受到天气、地形、低温和人为等因素的影响，往往难以开展。现多采用垂直埋管的方式对地温温度场进行测量，间接确定土壤冻结深度。本文以4种常用管材（铁管、PVC管、PMMA管、PPR管）为研究对象，分析了不同材质的垂直埋管对地温和冻结深度变化测量的差异性，得到如下结果：（1）冻融周期内，铁管、PVC管、PMMA管、PPR管测得的地温温度场有阶段性差异，土壤冻结前期和融化期差异较小，冻结稳定时期差异明显扩大，40~120 cm土层出现持续稳定差异，直接导致各管计算冻融深度的差异。（2）计算各管冻融深度过程中，冻结期采用线性内插冻融层面间起始冻结温度获得冻结锋面变化，融化期通过内插和线性外延土层温度场确定上下融化锋面变化，相比于传统内插温度场计算得到冻融深度变化的方法，能够更为真实地反映了土壤的冻结状况。（3）利用上述方法对4种不同材质管材的温度场测量结果进行插值分析，并将各管计算冻结融化深度与实际状况进行比较，得出保温材料插值计算冻深值偏小，冻融周期减少8~13 d，利用铁管温度场计算冻深值平均偏大约7.5 cm，但较保温材料能够更为精确反映土壤的冻结融化过程。（4）利用Stephen经验公式计算了试验场区冻融状况，绘制了计算冻融过程线，整个冻融过程结果与校正后人工观测结果基本吻合。

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《寒区不同材质垂直埋管土壤冻结深度测量差异性分析》

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文件号：059071

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