中俄原油管道下多年冻土融化引起地形重塑和冰缘环境变化研究获新进展
发表日期:2024-06-09来源：
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作为我国四大能源通道之一的中俄原油管道（CRCOP）起自俄罗斯的斯科沃罗季诺输油站，从我国漠河连崟入境，止于大庆林源输油站。中国境内管道穿越451km多年冻土，管道常年正温运行，引起多年冻土的快速退化以及地形地貌和水环境的显著变化。
目前，多年冻土环境对于埋地输油管道的响应研究不足，且有限的数据难以深入阐释地下冻土变化与地表特征的协同变化。因此，有必要基于多元数据揭示埋地输油管道引起的冻土融化及其对地貌重塑和积水、冰椎的影响，以便为冻土灾害防控措施的研发、优化及应用提供科学依据，保障中俄原油管道安全运营。
西北研究院科研团队利用中俄原油管道沿线典型场地的油温、地温、管道位移、地表形变、物探（ERT）和无人机影像数据，分析了管道周围多年冻土融化、地表变形、植被变化、积水和冰椎分布等，并对多年冻土融化与地表形变之间的协变性进行了系统研究。
研究表明，管周多年冻土迅速退化，距离管道一线2米处的年最大融化深度以每年0.68 m的速度下降，至2022年融化深度已达到11.4m，融区水平方向约51m。管道一线、二线周围的融区在不断扩张并呈现逐渐贯通的趋势。冻土融化引起的管道下沉和地表差异性融沉导致了热融洼地和积水、冰椎的规律性分布。
此外，本研究还讨论了气候变暖、火灾和人为活动等对冻土环境的影响，阐明了多种因素影响下管周融区与地表特征的演变过程。研究结果为中俄原油管道的安全运维提供了重要数据支撑。
该研究成果以Permafrost thawing caused by the China-Russia Crude Oil Pipeline based on multi-type data and its impacts on geomorphological reshaping and water erosion为题，发表于爱思唯尔旗下的CATENA期刊上。西北研究院博士研究生高凯为本文第一作者，李国玉研究员为通讯作者。该研究得到科技部科技基础资源调查专项和国家自然科学基金等项目共同资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.108134
图1 2014-2022年中俄原油管道附近孔T1和天然孔T2暖季(a)和冷季(b)的地温曲线
图2 电法剖面位置处无人机正射影像、高程及电法结果 (a) 正射影像 (b) 数字高程模型 (c) 地形、植被、钻孔、管权范围和冻土灾害等信息 (d) ERT反演结果
图3 管道沿线积水分布 (a) 无人机正射影像 (b) 影像监督分类结果
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