多年冻土是指地表下一定深度内，温度持续在0℃或0℃以下两年或两年以上的土层或岩层。它是冰冻圈的重要组成部分，覆盖了全球陆地表面的很大面积。统计表明，我国多年冻土区总面积为2.15×106Km2，其中青藏高原多年冻土区面积大约有1.50×106Km2，约占全国多年冻土区总面积的70％。　　 多年冻土是特定条件下大气与地面长期相互作用的产物，其热状况的发展变化一方面受气候条件的控制，另一方面对气候的变化进程产生反馈作用。对于多年冻土的分布情况、特征、类型以及它们与大气、寒区水文和生态环境相互响应、相互影响等诸多问题的研究和认识，均离不开通过各种有效勘察与观测手段准确、高效地获取多年冻土区有关的第一手勘测资料。冻土勘查的主要手段有：地面地质测绘(地质、地貌、水文调查)；建立观测点(包括地温、水分、盐分、气象要素等的观测与分析)；地质勘探(钻探、坑探、地球物理探勘等)。其中的地球物理勘探是一种无损勘探方法，不需要破坏土层，即可探测到地下的构造，它具有快捷、精准、勘探剖面连续等特点。地球物理方法是最有效、便捷快速和准确的冻土勘察方法，为了获取这些多年冻土本底数据资料提供技术和理论上的保证。　　 由于冻土及地质体在形成过程中，地下温度梯度的变化受外界温度的变化影响，导致土体中所含水分的迁移和冻结，从而引起水分在地质体中的不同部位以不同形式进行富集或消散，形成类型、结构、构造等形态各异的冻土体。冻土区内矿物颗粒、水分、空隙，以及结构、构造等诸多方面的不均匀性，造成不同单元地质体、地层诸多物理特性的不同，地球物理方法正是利用和通过对地质体的这种物性差异的勘测，间接达到对地下地质情况勘测和了解的目的。　　 同样随着冻土研究的不断深入，物探技术在冻土的勘察和研究中发挥着愈加愈来愈重要的作用，物探技术的应用已成为冻土勘察和研究中的重要方法之一。物探方法在确定冻土分布区域、确定冻土上限、识别冻土类型和划分冻土地层方面取得了长足的进步。但有关常用方法在冻土勘察中的进一步应用研究如多年冻土层厚度的勘察、冻土常用电学等参数经验公式的完善、地球物理模型的建立、多种不同数据处理方法的对比与结合等方面的研究尚显不足。　　 本论文结合科技部基础性工作专项“青藏高原多年冻土本底调查”项目的总体目标，选取青藏高原典型多年冻土区(温泉地区)和青藏公路沿线(西大滩-两道河)为主要研究区域，以地球物理勘探和钻探相结合的技术手段，开展对多年冻土分布边界和特征(活动层厚度、浅层地下冰分布状况)、土壤、植被、气候和地貌等方面的综合调查，在现有检测网点的基础上，完善青藏高原多年冻上综合观测网络，获取冻土与环境因子的本底数据资料，辅以遥感技术，进行青藏高原多年冻土分布综合制图，完成对多年冻土现状的综合评估。本文主要工作如下：　　 (1)结合前人所做实验与经验，分析不同参数(如水分、温度等)对冻土的电阻率、介电常数的影响，将冻土的电阻率和介电常数作为模型参数，计算多年冻土区不同条件下电法和探地雷达的正演模型。电法正演计算结果表明由于冻融土电阻率的差异较大，体现出冻土的高阻和融土的低阻特征，且异常较为明显；雷达正演汁算结果表明冻融土分界面由于含冰量的变化导致的介电常数的不同，存在强反射层，且随含冰量的多少，振幅产生相应的变化。正演计算结果为野外实际工作提供了理论上的基础和后期数据解译的参考；　　 (2)分析了青藏高原不同场点活动层的冻融过程及水热变化特征，结果表明不同场点冻融过程和水热变化存在较大的时空差异，不同场点活动层的厚度分布不均匀，影响因素很多，包括地形地貌、岩性及水文地质和热物理因素等；活动层冻融过程中在一定时期内土壤的冻结融化深度和范围，土壤水分和土壤温度的协同关系十分显著，并且在不同区域土壤水分和土壤温度的时空分布存在明显差异；活动层冻融过程的快慢和地温的时空分布状况与土壤含水量有关。不但含水量对活动层冻融过程及热量分布有较大影响，地表状况(如积雪)也对土壤温度分布有较大的影响，活动层水热差异为开展时域激电法(TDIP)提供了物性基础。　　 (3)应用TDIP多年冻土区活动层进行探测，确定典型场点活动层厚度，并且通过连续对相同剖面的探测，探测活动层整个冻融过程的电性差异特征，为分析活动层冻融过程的物理机制和数字模型模拟提供了基础。根据TDIP反演出的真实电阻率，建立半经验化公式，计算活动层的冻融过程含水量变化，分析活动层冻融循环中水热变化特征，TDIP计算出的未冻水含水量与实测资料吻合较好；　　 (4)利用探地雷达(GPR)探测效率和精度高的特点，对青藏高原东部多年冻土典型区(温泉地区)的活动层厚度、冻融区边界等要素进行探测，分析典型区活动层厚度变化规律，大致圈定了冻土区与融区的分布边界；　　 (5)利用瞬变电磁法(NanoTEM)不接地的优良特点，选择地球物理自动迭代反演方法，对比钻孔与地温测温资料，对青藏高原不同典型区探测冻土的上限与下限，揭示不同地区多年冻土发育规律；　　 (6)总结所做工作，比较TDIP、NanoTEM与探地雷达在不同环境条件下的优缺点，为在多年冻土区开展物探研究工作提供参考依据。