土壤含水率测量与冻土冰-水相态辨识方法研究综述

王浩浩; 岩峰; 林昱奇; 佟朝鲁门; 王翠; 呼瑞婷

doi:10.19509/j.cnki.dzkq.tb202603037

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土壤含水率测量与冻土冰-水相态辨识方法研究综述

环境地质与工程 | 更新时间：2026-11-05

- 土壤含水率测量与冻土冰-水相态辨识方法研究综述
- 土壤含水率测量与冻土冰-水相态辨识方法研究综述
- 地质科技通报 2026年45卷第4期页码：248-268
- 作者机构：
  
  1. 中铁二十局集团有限公司
  2. 南京大学地球科学与工程学院
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划项目（2023YFF1303501）
- DOI：10.19509/j.cnki.dzkq.tb202603037
  中图分类号： P642.14;S152.7
- 纸质出版：2026
- 稿件说明：
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王浩浩, 岩峰, 林昱奇, 等. 土壤含水率测量与冻土冰-水相态辨识方法研究综述[J]. 地质科技通报, 2026,45(4):248-268.

王浩浩, 岩峰, 林昱奇, et al. 土壤含水率测量与冻土冰-水相态辨识方法研究综述[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2026, 45(4): 248-268.
王浩浩, 岩峰, 林昱奇, 等. 土壤含水率测量与冻土冰-水相态辨识方法研究综述[J]. 地质科技通报, 2026,45(4):248-268. DOI： 10.19509/j.cnki.dzkq.tb202603037.

王浩浩, 岩峰, 林昱奇, et al. 土壤含水率测量与冻土冰-水相态辨识方法研究综述[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2026, 45(4): 248-268. DOI： 10.19509/j.cnki.dzkq.tb202603037.

摘要

土壤含水率是刻画土体三相、冰-水多相介质、表征冻融相变过程的核心物理参数，广泛支撑水文循环解析、农田墒情调控、生态演化评估与岩土工程稳定性评价。当前现有综述多局限单一监测尺度或单一测量技术，缺少面向冻土场景冰、水组分定量解耦的系统性对比，难以满足冻土路基、边坡、滑坡等工程冻胀融沉风险精准评估需求。以2005—2026年CNKI、Web of Science核心文献为基础开展文献计量分析，梳理国内外发文时序、核心科研机构与关键词演化规律，明确领域研究热点由传统单点监测逐步转向多源数据智能融合。系统梳理土壤含水率全套监测技术，划分为接触式基准/原位传感、非接触浅层地球物理/遥感两大体系，涵盖烘干基准法、时域反射（TDR）/频域反射（FDR）介电传感、热脉冲、核磁共振（NMR）、探地雷达（GPR）、电阻率成像（ERT）、卫星遥感等手段，从测量原理、适用尺度、误差来源、冻土冰-水辨识能力开展全面对比评价；围绕冻融相变带来的热、介电、核磁、弹性波物性差异，剖析未冻水、冰晶赋存形态对各类传感信号的干扰机制；系统归纳土壤质地、盐分、温度、植被覆盖、设备耦合条件3类测量误差来源，给出配套标定与校正方案。研究表明：烘干法仅可作为标定基准，无法实现长期连续监测；原位传感可点位实时观测，但易受土体理化条件干扰；地球物理、遥感可拓宽监测空间范围，但存在物性多解与尺度偏差；冻土冰、水组分区分是现有监测体系核心短板，单一手段识别可靠性低，必须多源观测交叉验证。对比纯物理机理、纯数据驱动、物理-数据融合3类反演路径，物理约束智能模型兼顾机理解释与预测精度，优势显著。未来应推进天-空-地一体化协同观测网络构建，发展多源传感融合、物理信息神经网络反演技术，实现跨尺度、高精度土壤含水率与冻土冰-水组分同步监测，为寒区地质工程防灾减灾提供理论支撑。

Abstract

关键词

Keywords

references

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