地下水溢流积冰(也被称为冰湖、冰丘、涎流冰等),是指地下水从地表或河冰裂缝溢流出后,受低温影响冻结而成的积冰体。在我国东北大兴安岭地区,溢流积冰漫延开来,会侵害道路或建筑物,以及对基础设施的性能产生负面影响,是寒区特有的一种水文地质灾害。为了更好地解决我国地下水溢流积冰问题,选取世界典型地下水溢流积冰点西伯利亚布鲁斯作为典型研究区。在梳理地下水溢流积冰相关理论的基础上,对研究区的水文、气象和地质等方面进行详细调查研究,总结地下水溢流积冰的形成条件。并对西伯利亚布鲁斯溢流积冰区域现场温度、降水量、地下水位以及冻深进行观测、进行水样的收集与水化学成分的测定。同时对现场积冰体体积进行现场观测和遥感监测。结合气象监测数据与着重分析气象、地质和冻土层三个主控因素对溢流冰形成的影响,进而揭示溢流积冰点的形成机理,并通过研究区进行水热耦合模拟进行验证,得到以下主要结论。(1)气象因素是地下水溢流积冰形成的外因。其中水源是地下水溢流积冰形成的基础,地下水的补给主要依靠大气降水。长期持续的负温条件是地下水溢流积冰形成的先决条件,主要决定了地下水溢流积冰的持续时间。(2)地质因素主要包括地形地貌和岩层构造特征。地形地貌所形成的地下水水头差为溢流积冰的形成提供了大部分的水源驱动力,而特殊的水文地质构造(由上至下分别为季节性冻土层、含水层和弱透水层)是地下水溢流积冰形成的内部条件,上部季节性冻土层与下部弱透水层间的含水层是地下水向积冰体进行水源补给的主要过水通道,其渗透性直接或间接地决定地下水溢流积冰的形成规模。(3)冻土环境是气象因素和地质因素的整体性表现。季节性冻土层的厚薄,是影响溢流积冰体形成速度快慢以及规模大小的重要因素。冻土层形成的密闭体中未冻结的水在0～4℃反膨胀压力也为地下水的溢流提供部分驱动力。(4)采用模拟软件结合气象数据对2018-2019年不同时期边坡典型剖面的温度场、渗流场的分布特征进行耦合模拟。模拟结果表明了研究区冻土层完整的冻融循环过程,同时反映出地下水在多年冻土层内的水热变化规律,印证了上文的机理分析。同时得出了地下水溢流积冰的形成过程是一个循环过程,结冰-封堵-水力梯度增大-水分积聚-胀破-地下水溢流-结冰。不断的循环往复,在地表就形成大规模的地下水溢流积冰。在上述研究后,对几个拓展问题进行了简要探讨,给出了地下水溢流积冰点分布研究的方法和俄罗斯科学院西伯利亚分院麦尔尼科夫冻土研究所对冻土水文地质研究方面的相关研究以及对中国的启示。