寒冬时节，祁连山上的地大“来客”

1月27日，春节的气息逐渐浓郁。中国地质大学（武汉）环境学院高寒山区水文地质学研究团队孙自永教授等师生8人，从千里之外的青海回到了武汉，结束了在祁连山中段黑河上游为期20天的水文地质野外调查。这些天里，他们身上发生了怎样的故事？

本次野外调查的目的，是为了了解高寒山区地下水，特别是冻土层下水对黑河径流的影响，确定其主要补给河段和形式，为夏季消融期温度示踪和钻探方案的设计提供依据。

在一般人看来，野外调查是在夏季，而这支研究团队为什么选择在寒冷的冬季，尤其是在春节将至的时候？研究团队的副教授李小倩介绍，夏季时，因河水来源丰富，冰川融水、大气降水、冻土层上水等都会干扰对冻土层下水补给的判断。寒冬时，高原的低温凝固了冰川融水、降水径流和冻土层上水的流动，这对研究而言，是不可错失的黄金季节。

祁连山被誉为“河西水塔”，石羊河、黑河和疏勒河三大内陆河都发源于此，是河西走廊的生命之河，也是我国西部一条重要的生态屏障。我校高寒山区水文地质学研究团队，为了推进国家自然科学基金项目“高寒山区冻土水文过程及其对河流溶解性有机碳输出的作用机制”（2018-2021）和中科院A类先导项目“祁连山冻土区水力联系和水环境变化的同位素示踪研究”（2018-2022），师生们在20天的野外调查中，覆盖了祁连山中段自西支源头至祁连县的黑河上游干流及其子流域，流程约长250千米，确定了冻土层下水的补给地段和形式，获取到了一批珍贵的冻土层下水样品。

孙自永说，高寒山区具有独特的地形地貌与沉积物特征，不仅为地表径流的形成提供了良好条件，而且使地下水在河道径流形成与调节中，发挥着与地表水同等甚至更为重要的作用。但是，长期以来，高寒山区水文地质学研究没有受到应有的重视。受冻土影响，高寒山区水文地质过程极为复杂和独特，使得野外调查显得尤为必要。目前，国际上尚末开展过针对高寒山区的大比例尺的水文地质调查，甚至连冻土水文地质学本身都尚在构建之中。

神秘的祁连山，是冰冻圈科学研究的殿堂，长期吸引了众多学者的关注。有关科研机构和高校，就高寒山区径流形成机制、气候变化和人类活动影响下冰川冻土的变化及其生态水文效应等，开展了大量研究。与其他研究团队不同的是：中国地质大学（武汉）高寒山区水文地质学研究团队关注的是更为隐蔽的地下水，探索它在复杂的高寒环境下如何储存、与地表水怎样转化、如何维持河道径流、对气候变化和矿产开采等活动怎样响应等等。

这次野外水文地质调查期间，天气寒冷，最低气温零下20摄氏度，海拔2960-4820米，垂直高差1860米。考察中每天面临自然环境和体能的双重挑战。每天清晨天刚蒙蒙亮，师生们冒着严寒，带上面包、饼干和矿泉水，驱车在野外进行调查和采样，一直到晚上才返回驻地。野外考察中，往返车程时常超过8个小时。在野外考察区域，很多地方没有路，不是冰雪覆盖就是砾石坑洼，主要的调查路线全部要靠步行，每天高山徒步至少2万步。

在祁连山开展野外水文地质调查，除了需要专业知识，还需要强健的体魄和战胜自然的勇气。随同考察的李小倩说，观测和采样设备，需要师生们随身携带，此外还要克服高原缺氧带来的身体不适以及狂风的侵袭。在茫茫雪原，孙自永教授总是走在最前面，他把野外当成教学课堂，沿途给学生讲解生态环境、水文地质或地质现象，引导学生学会观察和学会思考，让学生提升野外调查的工作方法，树立分析和解决专业问题的系统思维。

自2011年以来，该团队就开始在位于祁连山区的黑河上游开展野外科学调查与研究，承担了多项研究课题，并与中科院合建了一个覆盖面积20多平方公里、水土气生观测要素齐全的试验小流域。8年下来，累计调查面积超过5000平方公里，调查路线总长上万公里，采集样品5000余组。目前，围绕高寒山区水文地质学研究，团队已经培养博士生8人、硕士生5人。

虽然本次祁连山野外调查已结束，但是春节过后，团队师生将对采集的地下水样品进行测试分析，以开展更为深入的科学研究。孙自永说：“同学们天寒地冻在野外开展考察，克服了无数的困难，体现出新一代大学生敢于吃苦、敢于挑战、敢于创新的精神品质。”