黄土高原水蚀风蚀交错带小流域坡面表土砾石空间分布

利用数码照相和处理技术,对黄土高原水蚀风蚀交错带小流域坡面表土砾石覆盖度和粒径分布进行了研究.实验结果表明：在陡坡坡面上,坡面中部砾石覆盖度最大;在缓坡坡面上,砾石覆盖度沿坡面呈总体降低趋势.砾石覆盖度与坡度之间存在正相关关系,砾石粒径沿坡面有总体降低的趋势,砾石粒径随坡度增加而降低.坡面砾石平均粒径介于6-20mm之间,粒径〉50mm的砾石在坡面的数量很少.砾石在坡面不同部位的覆盖度与粒径〈40mm砾石数量显著相关,2-50mm砾石面积占砾石总面积的60%以上,该粒径的砾石决定了坡面的砾石分布.     

人工模拟戈壁风沙流与风程效应观测

风程效应是研究土壤风蚀和风沙流的一个重要概念,它影响土壤风蚀和风沙流的发生发展过程.对风程效应的研究有助于进一步认识风沙运动机制,为完善风沙物理和土壤风蚀研究提供科学依据.本文选择腾格里沙漠东南缘的中国科学院风沙综合观测场人工模拟戈壁为研究对象,利用多路方口集沙仪对戈壁不同风程长度的风沙流进行观测,旨在说明戈壁风程效应与风沙流的关系.研究表明,风程对风沙流通量具有明显的影响,风沙流通量的拟合系数和相对递减率均随风程增加先减小后增加.风程不同,输沙率不同,总体表现为输沙率随风程增加先增加后降低,地面以上部分最先达到最大值,风程长度为34m左右,随后降低;随高度增加,最大输沙率所对应的风程长度有增加趋势.     

青藏高原北部砾石粒径变化对气候和构造演化的响应

青藏高原周边广泛分布的晚新生代砾岩是高原强烈隆升的产物, 但也可能仅仅是气候变化造成. 通过对青藏高原北部代表性砾岩, 酒西盆地老君庙剖面上部酒泉砾石层和戈壁砾石层进行详细的砾石粒径变化研究, 发现约0.8 Ma以来酒泉、戈壁砾石层砾石粒径不仅具有明显的变粗趋势, 而且还发育了9个显著的粗细变化旋回, 并且可与黄土-古土壤和深海氧同位素气候旋回进行良好对比, 粗、细砾石层分别对应于季风气候的暖湿和干冷时期, 具有显著的大约10万年和4.1万年周期. 由于我国西北第四纪晚期的气候是持续变干, 因此, 初步认为酒泉-戈壁砾石层中砾石粒径的持续变粗反映了高原第四纪晚期持续强烈的构造隆升, 而其中的旋回是对第四纪冰期-间冰期气候旋回变化的响应, 后者叠加于前者之上, 从而为高原周边砾岩层主要是高原强烈隆升的产物提供了重要的证据.     

沙尘暴电效应的实验观测研究

利用国内大型风沙物理风洞实验模拟沙尘暴电现象,研究风沙起电机理,结果表 明,不同风速下不同沙粒会产生不同极性的电场强度和电位效应,风沙电随风速增大而增强 ,且随沙粒度增大而减小. 在沙漠区的16m,8m,4m和1m高度上观测到27次不同沙尘暴天气 过程的电场和风速随时间变化. 结果表明, 在晴天4个高度上的电场均为小正电场值,电场 随高度降低而减小,最大电场强度在5kV/m以下,日风速变化对各层电场起伏没有较大影响 . 有沙尘天气,各高度上的电场强度随风速变化而变化. 16m高度上电场均为负值,平均值 为 -20kV/m;中层8m 电场一般为较高正电场值,达到10～40kV/m,与16m高度上电场呈反相 关;下层1m 电场值变化一般很小,在1kV/m以下. 在强沙尘暴天气4个高度上的电场均为负 电值,电场值随高度降低而减小,16m高度上最大平均电场强度达到-200kV/m以上,瞬时值 超过 -2500kV/m,与晴天电场矢量相反.     

敦煌莫高窟的风沙危害与防治问题

对敦煌莫高窟风沙危害的分析表明,本区现实的风沙危害主要是来自鸣沙山沙物质所形成的戈壁风沙流,而沙山及其前缘小沙丘的移动对洞窟威胁不大.窟顶戈壁带不仅是一个天然输沙场,而且是阻止沙山和前缘小沙丘向窟区移动埋压的天然屏障.由此提出要保护莫高窟免遭风沙危害不是防治沙丘前移而是戈壁风沙流.为此,应在沙山前缘采取阻、固沙措施,不能在戈壁区设立任何阻沙工程,以免引沙入窟.     

典型下垫面风沙流中风速脉动特征研究

通过对流沙、戈壁地表风沙流中风速特征研究发现：对于特定的下垫面, 风沙流中各高度层脉动风速具有很好的相关性; 随不同高度间距离增加, 瞬时风速在时间序列上波动的均一性呈递减趋势; 瞬时风速的波动性主要与其所在高度层的沙粒数量和运动状态有关, 二者存在一种动态的互馈关系; 脉动强度随进口风速的增加而增大, 而脉动风速的相对值与进口风速无关, 只是对应高度的函数.     

嘉峪关市场地类别的划分

1.前言1989年兰州地震研究所承担了嘉峪关市抗震防灾规划编制的基础研究工作。通过工程地震勘探测得嘉峪关市覆盖层即戈壁砾石层(Q_3)的厚度及横波速度和酒泉砾石层(Q_2)的     

有限水域近水面气流演化特征试验研究

气流作为湖泊、湿地等有限水域的主要驱动力之一,其演化特征是研究水-气间能量与物质传递的基础,决定了水域水环境与水生态格局,具有重要研究意义.采用室内风洞水槽,通过设置不同试验风速,研究近水面气流与风速和吹程的响应关系与演化特征,并将光滑壁面条件下的气流特征作为试验对照组,分析时间域内风速垂向分布形式、摩阻风速、特征粗糙...     

鸣沙表面结构特征与共鸣机制的模拟实验研究

鸣沙发声机制是风沙物理学中长期悬而未决的重要问题. 在前人研究的基础上, 通过采自沙漠和海滩哑沙及敦煌鸣沙山鸣沙变哑的哑沙的冲洗实验、玻璃微珠表面化学溶蚀实验、表面覆盖实验及SEM的分析. 发现: 鸣沙发声与沙粒表面有无 SiO₂凝胶无关, 也与其表面的化学组成无关, 而与自然沙粒表面由风蚀、水蚀、化学溶蚀及硅凝胶沉淀等多种因素所形成的多孔(坑)状物理结构所构成的共鸣腔有关. 其共鸣机制与亥姆霍兹共鸣腔相似. 其次, 粉尘或更细的黏粒等杂质侵入沙粒表面的孔洞所产生的阻尼作用, 可导致鸣沙共鸣机制丧失而变为哑沙. 因此, 清除石英颗粒表面各种细小杂质对多孔结构的污染是恢复哑沙发声的有效途径     

砂砾岩储层岩石粒径定量估算新方法

利用电成像测井图像的直观特征进行岩性识别是目前砂砾岩储层评价的一项主要内容,但是对于电成像的利用研究仅仅停留在定性阶段,缺乏定量的表征,主要成果为基于电成像的图像-岩性识别模式.特别是由于电成像测井资料有限,在缺乏定量数据的前提下,无法将电成像取得的成果推广到常规测井资料,这一难题一直制约着砂砾岩岩性识别的研究.以盐家油田沙四段砂砾岩为例,对其电成像测井图像进行灰度化、盲区充填、图像滤波、图像分割、砾石提取等操作后,电成像图像可转化为连续的岩心砾石信息,进而可以提取纵向的砾石含量、最大粒径、最小粒径、平均粒径等参数.以最大砾石粒径作为砂砾岩储层岩性指示的标志,通过粒径与常规曲线的敏感性分析,建立了砂砾岩岩石粒径与电阻率、自然伽马和密度等常规测井曲线的统计关系,并提出了该地区岩性识别的定量标准.     

沙尘暴起电的风洞模拟实验研究

沙尘暴过境经常有放电现象并对人类造成危害. 在回顾国内外沙尘暴起电研究现状的基础上, 利用大型风洞对沙尘暴中蠕移跃移扬沙、悬移扬沙和加水悬移扬沙的电场状况进行了模拟实验. 根据测定结果, 对电场结构和形成机制作了分析讨论, 对电荷量和电场力分别进行了测量和计算. 最后得出几点结论.     

中国北方近500年沙尘暴活动及机制

由于缺乏可靠的、长时间、高分辨率沙尘暴地质记录,中国北方沙尘暴的历史及机制迄今尚未完全澄清.本研究基于内蒙古岱海准确定年的沉积物粗粒度组分(63μm)重建了中国北方过去～500年沙尘暴活动历史.高分辨率数据显示岱海地区沙尘暴频发期主要集中在AD1520～1580、AD1610～1720、AD1870～2000三个阶段.该区的沙尘暴活动与其他典型的历史资料及地质档案所记录的中国北方沙尘暴事件基本同步,且尘暴事件频发期大致对应于寒冷时段.我们认为受温度变化调控的西伯利亚冷高压强度变化以及西风强度变化可能是沙尘暴活动的主控因素.一个重要的特征是,尽管沙尘暴活动在近代全球变暖时期呈系统性增强,但在该时段内却呈现出明显的减弱趋势.近现代沙尘暴活动的增强可能与因人类活动增强而导致的粉尘供应量增加有关,而该时段内沙尘暴减弱趋势可能与近现代全球变暖导致的平均风速降低有关.     

塔里木河流域12kaBP以来沙漠演化与气候变化研究

通过对塔里木河流域 1 2kaBP以来地层沉积相特征研究和气候环境代用指标的测试分析 ,从时空的角度讨论了该流域沙漠演化过程、发育模式与气候变迁的关系 .认为从 1 2kaBP以来随着全球气温的回升 ,在 1 2～ 1 0kaBP期间 ,气候温凉偏干旱、泛洪堆积明显、风沙活动弱 ;1 0～ 8kaBP期间 ,气候干冷、风沙活动强烈 ,是沙漠大规模扩展时期 ;8～ 3kaBP期间的全新世高温期 ,气候干燥炎热 ,塔里木河流域周围和山区冰雪融水增多 ,河流水量增加 ,河流泛洪沉积十分活跃 ,但流沙规模的缩小、沙丘固定仅限制在河湖沿岸和沙丘低洼地区 ;从 3kaBP至今 ,在新冰期作用下 ,加上人类不合理的经济活动导致流域环境恶化、风沙活动盛行、沙尘暴频繁 .地层沉积相的古气候证据提示 :1 2kaBP以来该流域在全球气候波动的影响下叠加了内陆干旱盆地的环境效应 ,是总体干燥气候条件下 ,具有暖干与冷干交替变化规律 .     

西北地区戈壁局地陆面物理参数的研究

采用2000年8月～2001年9月在敦煌戈壁上观测的陆面过程资料，分析了敦煌地区荒漠戈壁地表反照率与太阳高度角和土壤湿度的关系以及土壤热传导率与土壤湿度的关系，初步给出了具有试验基础的戈壁局地反照率和土壤热传导率的多因子参数化公式. 并通过与观测值的比较发现试验资料拟合的参数化公式能够比较好地反映降水等气候因子引起的动态变化.     

中蒙地区沙尘暴研究的若干进展

本文首先回顾了近20多年来我国沙尘暴研究的3个主要阶段，然后从沙尘观测、沙尘暴气候学、沙尘暴爆发和沙尘传输的环流型、沙尘暴活动的年代际变化和原因、以及待深入研究的问题等5方面简要评述了它的研究进展和问题. 指出中蒙沙尘主要来源于中国西北及蒙古国南部和西北部地区；随沙尘天气强度逐渐加强（即从背景大气到浮尘、扬沙、沙尘暴、强及特强沙尘暴），它们的地面沙尘浓度约按3倍的比率依次递增；揭示了我国北方及蒙古国南部的七大沙尘暴多发区，沙尘暴主要出现在春季午后至傍晚间丰富的沙源，强风和不稳定的大气层结是形成沙尘暴的3个主要因子；中蒙地区沙尘暴爆发的环流主要有低压冷锋型和低压、冷锋加中尺度系统的强对流型两类，前者占绝大多数，后者是极少数，但为沙尘暴爆发短期预报的难点，沙尘的传输主要决定于低空环流型；近50年来中蒙地区的沙尘暴活动呈波动变化，而且中蒙中、东及西区三区系的变化不完全相同. 它们与北方风沙区生态环境恶化，特别是蒙古及日本海附近气旋频数的年代际变化有关；防御沙尘暴重点要抓上述七大多发区生态环境的治理及沙尘暴预警系统的建立，治理措施要因地制宜；要加强沙尘暴爆发和沙尘输送的数值预报和模拟研究.     

塔克拉玛干沙漠风沙运动若干特征观测研究

以塔克拉玛干沙漠公路沿线为研究区, 选取复合沙垄、新月形沙丘和平沙地三种典型风沙地貌为床面, 通过实地观测与分析, 研究了塔克拉玛干沙漠风沙流结构及其输沙强度等风沙运动特征. 横向沙丘链、纵向沙垄及平沙地上风沙流输沙量的对数与高度之间表现为线性关系, 即风沙流输沙量百分数随高度增加呈指数函数递减, 10 cm高度内输沙量占观测高度(40 cm)内总输沙量的80% ~ 95%, 20 cm高度内输沙量占总沙量98%以上. 不同地貌类型和地貌部位, 输沙率差异甚大. 并根据对风沙地貌成因、形态类型与分布特征的调查分析, 将复合横向沙丘链-冲积平原与高大复合纵向沙垄-垄间低地两种塔克拉玛干沙漠典型地貌组合的风沙流运动划分为若干状态特征带, 由工程设施所处地形与地貌部位, 可定性判断风沙危害类型与强度, 进而确定防治方案和措施.     

湿陷性黄土层桩基侧摩阻力的试验研究

本文依托西安市东北二环立交工程实际,通过现场黄土层浸水试验以及桩基静载试验,研究在湿陷性黄土层中桩基侧摩阻力和桩端阻力的发挥情况、桩基负摩阻力取值问题及桩周土的沉降变化情况,并分析了其实验结果。在总结国内工程界多次试验结果的基础上,给出了湿陷性黄土层负摩阻取值的科学合理方法及应考虑的因素,并分析了影响负摩阻大小取值的因素和引起桩周土沉降差异的因素。研究结果表明：①本工程桩基提供负摩阻力段控制在3～9 m之间,取值建议为-2.0～-5.0 kPa;②桩基上的负摩阻值与特定桩长和地质环境有关,同时与湿陷下沉量及土的粘聚力大小也有关系。从而建议在西安平原地区,黄土层较小时（桩长20 m以上,湿陷层5 m以内）,可不考虑湿陷性对桩基承栽力的影响。本次试验为未来工程实践中湿陷性黄土层的沉降的研究及桩基负摩阻力的取值提供了参考依据和工程实践经验。     

2000年春季沙尘暴动力学特征

综合分析研究2000年春季影响北京地区沙尘暴天气过程, 揭示了沙尘暴天气在起沙、扬沙、水平输送以及沉降过程中关键动力学问题. 研究结果表明, 2000年3~4月份影响北京地区沙尘暴过程起沙的动力条件与春季冷空气活动等气候因素有关, 并与北方土壤干土层面积、地面风场摩擦速度呈异常显著相关. 沙尘暴活动特征可用起沙-扬沙-远距离输送综合物理模型来描述. 研究结果为我国沙尘暴预报理论和治理决策提供了科学依据.     

利用反射波进行桩基质量检查

引言桩基础是工程建设中的一种重要基础形式。抗震设计规范中规定：软弱场地土类型和Ⅲ类建筑场地土类型的场地上的建筑要采用桩基础,以保证工程的抗震能力。新疆大部分地区的场地为戈壁卵砾石层,属天然良好建筑场地,很少采用这一形式,但新疆融汇大厦（高６５ｍ）因其地基坐落在防空洞上,且防空洞被地下水浸泡,地基土松软而采用了桩基础的建筑形式。融汇大厦的桩基础采用的是大直径挖孔灌注桩工艺,桩直径为２００ｍｍ,桩长为６００ｍｍ;桩中钢筋直径为２０ｍｍ,骨料占７０％,是用纯净砾石砂、５２５号硅酸盐水泥和水拌制而成的;…     

蒙古西北部Tolbo湖沉积物粒度敏感组分记录的全新世风沙活动

作为全球主要的粉尘源区之一,亚洲中部干旱区全新世环境变化备受关注,但目前仍缺乏连续的风成沉积记录。本文利用蒙古西北部Tolbo湖岩芯（TB19-A,332 cm）沉积物,在AMS14C定年和粒度分析基础上,采用对数正态分布函数拟合及粒级-标准偏差相结合的方法分离出沉积物中风成组分以重建区域风沙活动历史。结果显示,Tolbo湖沉积物中值粒径为15～84μm和大于84μm的组分分别是区域尘暴和局地风沙活动的良好指标。蒙古西北部地区末次冰消期晚期（13.75 11.6 cal ka BP）,Tolbo湖流域内有较强的局地风沙活动,可能与YD寒冷事件有关。全新世以来,流域内局地风沙活动与蒙古西北部区域尘暴活动的变化具有一致性,具体表现为：早中全新世风沙活动总体较弱,其中9.7 8.6 cal ka BP和7 6 cal ka BP为区域尘暴较强时段;5 cal ka BP之后局地风沙活动与区域尘暴强度显著增加,直至0.7 cal ka BP两者均维持在较高水平;0.3 cal ka BP以来区域尘暴活动再次增强。蒙古西北部与中国北方公海、博斯腾湖记录的尘暴历史具有一致的变化趋势,反映了与西伯利...