敦煌莫高窟岩体风蚀机理及其防护对策的研究

利用风洞模拟实验研究莫高窟岩体的风蚀机理，结果表明，挟沙风风蚀速率明显大于净风。沙岩（层）结构、构造脆弱是产生岩体风蚀差异的主要原因。其中“沙楔”作用加速了风蚀烈度。采用１０％的ＳＳ和１０％的ＰＳ材料加固岩体是防止岩体风蚀的一条重要途径。     

干旱区盐风化过程的初步研究

盐风化是干旱区一种重要的岩石风化过程。本文初步研究了盐风化作用的性质、机制和强度及其在地貌塑造和生产实践上的意义。盐风化包括盐结晶风化作用和盐水化风化作用两种类型。盐风化的强度在很大程度上取决于盐类矿物性质和气候条件。高温和干旱相结合的气候最有利于盐风化过程。通过对未风化岩石和风化岩石的对比,证明盐风化发展的速率很高。Tafoni是盐风化发展阶段的一种重要标志。     

论敦煌莫高窟的若干风沙问题

本文根据莫高窟风沙活动规律和风沙危害方式对以往的防沙工程进行了评述,提出了治沙的必要性和长久性,建议在窟顶沙山前沿应采取以阻沙为先导,以窟柄戈壁输沙及崖体固沙为两翼“六带一体”的防护体系。     

敦煌莫高窟顶尼龙网栅栏防护效应研究

野外监测和风洞模拟实验结果表明,孔隙度为20%~25%的尼龙网栅栏,其保护范围达23.5H~29.5H,栅栏前后的积沙范围主要集中在2H(栏前)~3H(栏后)。砂砾质戈壁区尼龙网栅栏直接阻止了偏西风向洞窟搬运沙量的80%以上,但其侧导能力微弱,外围栅栏对来自主风向的外侧积沙的侧导率平均达到35%;对其内侧的侧导作用,在偏东风时为57.51%,偏西风时平均为15.89%,反映了防护效益的季节变化特征。在网后1H处,20cm、50cm、100cm和150cm高处的风速分别降到网前3H的48.6%、38.6%、40.7%和66%。在NW风作用下,网后10m、2m的输沙量分别是网前10m、2m的1/29和1/43,并受栅栏设置等因素的影响。流沙区尼龙网栅栏的防沙效益亦表现出在三组不同风向上的差异。栅栏的阻沙效益与沙源供给关系密切,沙源充足时以风积为主,相反,则出现较强的风蚀作用。3~5月间,对比分析前方沙源充足(1992年)、基本控制(2002年)和较好控制(2003年)3种情况,窟前栈道不同部位洞前积沙分别减少39.4%~83.3%、75.4%~95.2%和94.0%~98.7%。尼龙网栅栏是比其他材料更优的一种防沙材料,不仅价格便宜,施工简单,而且在沙障被埋后容易移动重设,在阻止沙丘前移和防止过境风沙流具有优势。目前在网栅周围形成的局部积沙,在综合防护体系逐渐建立,前方沙源截留的前提下,利用窟顶输沙能力的季节变化特别是偏东方的反向搬运功能,局部积沙可以得到较好的输导。同时建议维护调整现有砂砾质戈壁区尼龙网栅栏防护体系。     

敦煌莫高窟顶灌木林带防护效应研究

风洞模拟实验和野外观测结果表明,平均林带高H=1 5m,疏透度β=50%的两条灌木林带周围的气流场分为7个能量区。在贴地层,有林带前的拐角绕流阻滞减速区,林带中的灌丛阻挡湍流衰减区,林带后的回流涡旋减速及速度恢复区,林带远方的气流附体加速区。在林带上部,有林带间的阻滞减速区和林带后的涡旋减速区,在林带顶后部有集流加速区。风沙流在阻滞、涡旋回流减速区沉积,而在加速区则会产生风蚀,在林带顶上下层气流交换加强。在低速时林带阻沙能力较强,当风速为10m·s-1时,有林带的输沙量可减少一个量级,即阻滞90%的风沙流;在中高风速时(风速为15m·s-1及以上),林带对风沙流的阻滞作用明显减弱,只阻滞20%。     

运用定量指标研究岩体风化问题的探讨

在分析国内外岩体风化问题研究现状的问题上，指出了目前岩体风化评价存在的主要问题。结合实际工程资料，从影响岩体风化的主要因素出发，选择了表征风化特征的代表性定量指标，并分析了指标间的相关性。这为风化岩体的量化评价提供了依据。     

敦煌莫高窟大气可吸入颗粒物的化学元素特征

利用电感耦合等离子体质谱仪测定了敦煌莫高窟洞窟内外大气可吸入颗粒物中27种元素的质量浓度。结果表明:典型地壳元素Na、Mg、Al、K、Ca、Fe占测定元素总质量浓度的96%以上。通过洞窟内外PM2.5与PM10-2.5中元素质量浓度对比发现,Li、Na、Mg、K、Ca、Co、Ni、Zn、Sr、Cs、Ba、U等元素主要存在于PM10-2.5中。沙尘天气时,洞窟外环境中的Co、Ga、As、Cs、Ba元素质量浓度降低,表明沙尘过程对这些元素有稀释作用。富集因子分析显示,洞窟内外可吸入颗粒物中B、Na、Ca、Mn、Cu、Zn、As、Sr、Tl、Pb、Bi、U的EF值均大于10,表明人类活动产生的污染物对以上元素的富集起主要作用。富含Ca、Mn、Cu、Zn、As、Pb等元素的矿物颜料在洞窟壁画制作中被大量使用,其对区域环境大气可吸入颗粒物微量元素的富集也有一定的贡献作用。游客数量与洞窟内外元素Bi浓度存在较显著的线性关系,表明环境中的Bi元素浓度变化受游客活动影响。本研究首次对莫高窟大气可吸入颗粒物中元素含量进行了监测和分析,研究成果为石窟文物及其赋存环境中可吸入颗粒物污染的治理及控制提供了科学...     

敦煌莫高窟风沙危害综合防护体系设计研究

风沙危害是敦煌莫高窟保护面临的主要环境问题之一,建立一个完整的防护体系是解决这一问题的有效途径。在对20世纪80年代以来建立的防沙治沙试验工程防护效应分析研究的基础上,对敦煌莫高窟风沙危害综合防护体系设计进行了讨论。根据因地制宜,因害设防;以固为主,固、阻、输、导相结合;以工程和生物措施为主,兼顾化学固沙;高新技术与常规治理技术相结合;重点治理,分阶段实施与长远目标相结合的设计原则,认为根据不同地貌特征及地表组成物质,依次建立鸣沙山前缘流动沙丘和平坦沙地阻固区、窟顶戈壁防护区、洞体崖面固结区、石窟对面流动沙丘固定区、窟区防护林带建设区及天然植被封育保护区,可使危害莫高窟的风沙灾害得到有效控制,并达到莫高窟作为世界文化遗产和全国重点文物保护单位对环境质量的要求。     

敦煌莫高窟窟前林带防护效应的风洞实验

洞窟环境包括窟内的温度、湿度、光照、气流等环境因素的适宜程度,对保护洞窟内的壁画和彩塑是十分重要的。洞窟环境不仅因洞窟所处的位置、大小、型制、有无窟门及窟门形式等而异,而且与窟外整个大环境密切相关。不同风况对洞窟内的气流交换起着重要的作用,也是造成石窟壁画彩塑风沙尘粒沉积、崖面风蚀的主要原因。通过风洞模拟实验,从窟前流场、洞窟环流、崖角形状及其受力等几个方面研究了窟前林带的防护效应和崖角防风蚀机理。结果表明：从控制洞窟水汽因素来讲,窟前以通风结构林带最佳,疏透结构林带次之,紧密结构林带欠佳。控制窟前林带灌溉强度,建立多次、少量的窟前林带灌溉制度,同时,在偏东风条件下尽量减少对窟前林带的灌溉,是控制林带生长和底层洞窟侧渗的重要一环。考虑到促进洞窟自然通风的需求,采用一定疏透度的窟门和采取必要的强迫通风,能够较大改善洞窟的自然通风和环境适宜状况。     

SIMULATION OF SALT WEATHERING IN A CLOSELY REPLICATED COASTAL ENVIRONMENT

A fundamental concern in the practice of experimental research is how to ensure that laboratory simulations model field conditions as closely as possible, thereby providing useful information about natural and built environments. Salt weathering is one research area where studies conducted in the laboratory have fostered a significant portion of the knowledge, but the results of many experiments are difficult to apply to field sites because they focus on the salt weathering process itself, rather than the situation at a particular site. The design of the experiment reported in this paper, which simulates salt weathering along a hard-rock coast near Swansea, Wales, incorporates the results of previous work that demonstrated the critical importance of the salt solution, rock properties, and environmental conditions in determining the rate and nature of salt weathering. SEM images demonstrate the development of incipient weathering zones with characteristics specific to the type of salt solution used, a result that may have implications for the origins of larger-scale weathering features. Samples also gained mass due to the uptake of salt. This work is useful both for understanding a process that helps to shape hard-rock coasts, and in highlighting the importance of experimental design in salt-weathering research.     

DIFFERENTIAL ROCK WEATHERING IN THE 'VALLEY OF THE BOULDERS', KÄRKEVAGGE, SWEDISH LAPLAND

Kärkevagge is an alpine valley in the low arctic of Swedish Lapland. It is named after, and famous for, its large deposit of immense (c. 10–15 m) boulders that almost fill the lower valley. Above the boulder deposit, on the flanks of the valley, are more recent and generally much smaller (c. 1–3 m) individual boulders that have fallen from the valley-wall cliff face, presumably from post-glacial valley-side unloading. Some of these smaller boulders are seemingly fresh and unweathered while others have been reduced to no more than mounds in the tundra. These boulders must be younger than the larger, lower giant boulder deposit, but are not particularly recent rockfalls as they are partially buried in colluvium. Comparisons of mineralogy and chemistry indicate that the possibility exists that the incompetent, 'rotten' rocks, if not considerably older than their competent neighbors, are inherently self-destructive. They have evidence of increased sulfur content, which is a proxy for pyrite, a known weathering accelerant in Kärkevagge.     

南极乔治王岛菲尔德斯半岛土壤的化学风化作用

西南极南设得兰群岛乔治王岛菲尔德斯半岛土壤化学分析表明土壤中存在着一定的化学风化作用。相对于母质,土壤中的SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、FeO、MgO,GaO和Na_2O淋失,K_2O、H_2O~+、H_2O~-、TiO_2和P_2O_5富集。土壤中SiO_2/Al_2O_3的平均值为4.71,属弱风化壳类型。硅铝比反映出成土作用时间越长,土壤的风化程度越高,化学风化作用大于南极大陆边缘和内部。Al_2O_3在南极的淋失率大于SiO_2,使较老土壤剖面由下向上硅铝比增大。土壤的化学性质很大程度上取决于母质。南极强烈的冻融扰动作用破坏了土壤分层。土壤中存在着较强的水合作用。     

灌淤土壤可溶性盐分空间变异性与棉花生长关系研究

运用地统计学方法，在灌淤土壤上进行了棉田土壤可溶性盐分的空间变异规律与棉花生长关系系统研究。传统统计学分析表明土壤盐分测试数据基本符合正态分布；在一定取样间距下，土壤可溶性盐分的田间合理取样数目为27。半方差分析显示：土壤可溶性盐分具中等的水平变异性，但随着聚样深度的增加未表现出明显的垂直变异特性；随着棉花的生长发育，土壤可溶性盐分呈现出逐渐减弱的时间变异规律，采用直线或曲线拟合方程估计了可溶性盐分的半方差图及其参数，并绘制了其相应的等值线图。土壤可溶性盐分与棉花产量之间的相关分析表明：可溶性盐分含量与棉花产量之间呈显著负相关关系，且花铃期的相关性较播前显著。研究结果为提高田间试验有效性以及盐渍化土壤改良提供了科学依据与基础资料。     

中国重要古生物化石及其产地保护浅论

中国古生物化石资源丰富且分布较广,目前在化石的保护与利用上还存在着诸多问题,主要体现在以下几个方面:古生物化石流失严重;古生物化石管理机构不健全;保护法规宣传力度不够;对外交流工作不够;其科普教育价值没有充分发挥;公众保护意识较差等。据此提出如下保护策略及措施:加大相关法律宣传力度;正确处理化石产地、旅游与地方经济的关系;科学规划保护区;积极开展科研工作,大力推广地质科普游;建立健全稳定的资金投入保障机制;加强生态环境的保护;有机整合地质资源,增加吸引力。     

东南极拉斯曼丘陵米勒半岛遥感影象岩性自动分类初探

根据最大似然法应用ＴＭ影象数据，对拉斯曼地区米勒半岛进行岩性自动识别分类。结果提取出该区的５种主要岩石类型即：１．片麻状花岗岩；２．正长花岗岩；３．富Ｆｅ、Ａｌ片麻岩；４．混合岩；５．条带状混合岩。说明用自动分类法进行地质岩性填图在该地区是可行的。它为南极地质工作提供了一种新的方法，初步工作表明，该方法分类速度快，省时省力，能减少大量的野外工作。为利用遥感资料进行地质工作展示了良好的前景     

塔里木盆地北东缘群克地区土壤凝结水的初步研究

作者通过对土壤凝结水的实际试验所取得的观测数据,经综合分析研究,提出了土壤凝结水的存在证据,阐述了土壤凝结水的形成特征,并运用灰色系统理论的关联分析方法,找出了土壤凝结水形成的主要受控因素是潜水面处的地温与最低气温之差和空气相对湿度。从而明确了这两个主要因素的结合是凝结水形成的基本条件。     

柴达木盆地盐湖卤水硼、氯同位素的水化学特性探讨

通过对柴达木盆地盐湖硼、氯同位素组成和相应的水化学参数关系的讨论,揭示了盐湖卤水中硼、氯同位素组成变化与盐湖卤水演化之间的关系。盐湖卤水的硼同位素组成主要是与盐湖补给水的硼同位素组成和 Ｃａ 离子含量有关,氯同位素组成是受卤水的蒸发程度所控制。硼、氯同位素之间存在负相关关系。