中国北方三流域河流—沙漠过渡带地表沉积物化学元素空间差异分析

通过对克里雅河、毛布拉格孔兑以及西拉木伦河三流域的河流-沙漠过渡带地表沉积物的7种常量氧化物以及15种微量元素进行因子分析,结果显示:三个流域之间或不同河段因子分析提取的公因子均可以概括为较稳定的铁锰矿物、较不稳定的长石类和方解石（白云石）类等硅酸盐矿物以及稳定的稀土元素和重矿物等类别;河流间因子分析结果表明,自西向东三个流域沿河地表沉积物的化学元素富集与迁移程度呈递增趋势,化学风化程度增强;流域内因子分析结果表明,自上游至下游,样点化学组成均愈变复杂,不同河段或不同河岸沉积物化学元素空间分布规律与其物源、地貌格局以及水分条件等因素有关;自河床至阶地,不同地貌单元地表沉积物化学元素呈相异的递变规律,这与在距离河道远近不同,物源、动力因素的分配不同有关。     

近地表气温遥感反演研究进展

高时间分辨率的近地表气温空间分布数据是许多陆面过程模型中非常重要的输入参数之一.在常规气象观测站点稀少或没有的情况下,利用遥感技术进行较高时空分辫率的近地表气温估算与反演,在理论方法与业务实践上都具有重要研究意义.根据地表能量平衡与辐射平衡原理,在气温遥感反演物理机制分析的基础上,总结了国内外近年来气温遥感反演的研究进...     

地表过程研究进展与趋势

地表过程复杂多样、涉及广泛。针对当前地表过程研究现状,从地球系统科学和全球变化的视角讨论了与地表过程相关的一些概念及研究内涵。在分析单要素地表过程和多要素地表过程的基础上,从研究内容的综合性、多国合作的国际性、针对区域突出问题的区域性、以过程变化为核心的动态性及研究方法的多样性等方面论述了地表过程研究的特点,总结性地给出了国内外研究的总体趋势。在上述分析基础上,进一步从国际科学发展趋势、国家需要和信息、技术等方面分析了中国地表过程研究所面临的机遇;从多学科交叉、自然与人文过程的定量与有机耦合等方面讨论了地表过程研究所面临的挑战。     

微量元素方法应用于近地表油气化探研究进展

介绍了微量元素应用于近地表油气化探的基本原理、微量元素观测方法的分类、指标的示油气意义,及其在油气藏勘探方面应用研究的进展,指出了微量元素地球化学研究的发展趋势.     

地表冻融过程被动微波遥感机理研究进展

地表冻融过程及参数特征是陆表过程、气候模式、全球变化等研究的重要方面。被动微波遥感由于具有对土壤水分敏感、高时间分辨率等特点,非常适合用于地表冻融过程的监测和相关参数的反演。在分析地表冻融过程被动微波遥感机理研究发展现状的基础上,面向全球范围内大尺度陆表冻融过程微波遥感算法发展的需求,针对由土壤、积雪和植被组合的复杂地...     

沙漠绿洲变化的遥感监测方法

提出一种利用气象卫星数据研究沙漠绿洲时空变化规律的方法。该方法采用归一化植被指数反映绿洲植被的发育程度,借助裸沙土壤线校正法消除大气和土壤背景值的影响,特别是,提出的等面积校正法实现了不同年份间遥感数据的对比。最后,将该方法用于内蒙古额济纳绿洲面积变化规律的研究中,取得了良好效果。     

黑河地区鼎新戈壁与绿洲和沙漠下垫面地表辐射平衡气候学特征的对比分析

利用2006年2月至2007年1月在甘肃酒泉金塔地区进行的"绿洲系统能量与水分循环过程观测与数值研究"野外试验中鼎新戈壁下垫面地表辐射观测资料,对戈壁地区不同天气条件下和季节平均的辐射平衡特征进行了分析,并将其辐射平衡各分量的年变化特征与HEIFE实验区张掖和沙漠站1991年同期的辐射观测资料作了对比分析.结果表明:鼎新戈壁地区7月典型晴天下,其辐射各分量表现出了标准的辐射平衡的日变化形态,总辐射峰值达到1081 w·m-2,净辐射峰值也在650w·m-2以上;由于阴天和降水天气过程的影响,使7月平均的辐射特征与典型晴天相比,短波辐射减少了30%左右.辐射收支的季节差别非常明显,季节平均日积分值由大到小依次为夏季、春季、秋季和冬季,冬季的总辐射日总量不到夏季的一半,净辐射只有夏季的1/4多些;总辐射年总量达到6 500MJ·m-2以上,4月沙尘天气对这一地区总辐射有一定的影响.地表反射率整体表现为夏季小、冬季大,年平均值为0.241,比绿洲的大,而小于沙漠地区.而地面有效辐射却在夏季最大,冬季最小,年变化趋势与沙漠地区极为相近;春、夏、秋季有效辐射与吸收辐射之比在0.5左右,冬季增大到0.7以上,年平均分别为0.56,比沙漠的稍小而远大于绿洲地区;地表净辐射年变化与总辐射相同,年总量达到2 360 MJ·m-2,大于沙漠地区而比绿洲地区小很多.     

近地表低速带反演

利用瑞雷面波在近地表传播特点，用最小阻尼二乘法迭代反演近地表低速带厚度和速度，给出了大庆两个地区实例试算结果，表明该算法是稳定的，适用于近地表参数反演。     

风沙环境下沙漠路基风蚀破坏数值模拟研究

基于Fluent气固两相流,运用 湍流模型,对风沙环境下沙漠路基的风蚀破坏规律进行数值模拟研究。分析路基不同横断面下风沙流扰动、增速、减速、恢复的过程,以及路基障碍物的存在对风沙流扰动后造成的风速减弱区和恢复区,总结路基坡面特征点的风速变化规律,与现场实测结果作比较,二者具有很好的一致性。研究结果表明,不同路基横断面下风速减弱区和恢复区的分布对路基高度变化敏感,受边坡坡率的影响较小,不同路基高度、不同边坡坡率下路基沿程风速变化明显不同。边坡坡率一定,随路基高度的增加,路基周围流场扰动被增强,迎风坡坡顶风速增大显著,背风坡坡底风速下降愈明显;路基高度一定时,边坡坡率越小,路基沿程风速变化越平缓。当边坡坡率为1:3时,路基模型高度由1m增加到3 m时,迎风坡坡顶风速增加12%,背风坡坡底风速降低约80%。建议为避免沙漠路基的风蚀破坏,路基高度不宜太大,边坡坡率较小为宜。     

近地表低速带反演

利用瑞雷面波在近地表传播特点，用大小阻尼二乘法迭代反演近地在低速带厚度和速度，给出了大庆两个地区实例试算结果，表明该算法是稳定的，适用于近地在参数反演。     

风沙地貌形态动力学研究进展

风沙地貌是广泛分布于干旱、半干旱,甚至部分湿润地区,由风力作用形成的一种地貌类型。风沙地貌学是研究在风力作用下物质运动形成的地表形态特征、空间组合规律及其形成演变的科学,是地貌学中以风为外营力形成的地貌为对象的分支学科。风是风沙地貌学研究的基础,其贯穿整个风沙地貌学研究。风况决定了风沙地貌的形态特征、空间组合特征和演化过程,同时,沙丘表面气流和风沙流控制沙丘的形态演化过程和移动过程。风沙地貌经过100多年的发展,在沙丘形态特征、动力学过程等方面取得了长足发展。从风沙地貌观测方法、分析方法和形态动力学角度出发,总结了近年来风沙地貌形态、形成风况以及动力学方面的研究进展。随着新技术的发展,全站仪、三维地形扫描仪等新的形态观测设备开始应用于风沙地貌形态测量,使得大范围风沙地貌形态精准测量成为可能,为风沙地貌形态动力学研究提供精确的地形特征资料。同时,三维超声风速仪等高频风速观测仪器也广泛应用于风沙地貌动力学观测,从而探讨风沙地貌形态—近地层气流的互馈机制。但是,针对具体的分析方法,如风况与沙丘形态的对应关系,近地层气流的分析方法以及形态—气流互馈关系等方面,目前还没有好的解决办法。     

风积砂毛细现象的试验研究

为了研究颗粒配比对风积砂中毛细现象的影响,本文通过9种不同颗粒配比的风积砂进行室内竖管法毛细水上升高度试验,得出了如下结论:(1)在单一砂样试验中,粗砂(粒径0.5～2 mm)、中砂(粒径0.25～0.5mm)、细砂(粒径0.075～0.25 mm)、粉土(粒径<0.075 mm)的最大毛细水上升高度分别为7.5 cm、16.0 cm、30.5cm、98.0 cm;(2)在混合砂样试验中,中砂和粉土以9:1、8:2、7:3、1:1混合,最大毛细水上升高度分别为32.0 cm、51.0 cm、71.0 cm、73.0 cm。揭示了风积砂平均粒径越小,最大毛细水上升高度越高,并建立了风积砂毛细水上升高度h(cm)-时间t(min)lnh=a(lnt)2+b(lnt)+c形式的预测模型,其中a、b、c是与风积砂物理性质有关的物理量,为生态保护及工程应用提供参考依据。     

Progress of Research on Wind-blown Sand Prevention and Control of Railways in China

Based on the development of railways in desert areas of China, the types, characteristics, schemes, measures and technical systems of wind-sand disaster prevention and control were systematically analyzed in this paper. In view of the regional characteristics of sandy areas and the genres of railway sand damage in China, the results achieved and problems faced of wind-sand hazard and prevention technology in quicksand surface, plateau cold region and Gobi gale area were discussed as a case study. Combined with the expanding trend of railways in desert zone in China at present, starting from the theoretical research and the practice of sand control in engineering, it was proposed that the railway sand harm of complicated terrain and special environment is the key research direction in the field of wind-sand engineering in the future, which is also the crucial and difficult point in the protection and control of railway sand hazard in sandy zones.     

济阳坳陷南部横向变换带构造演化及其油气聚集规律

利用高精度三维地震资料解释成果,分析了济阳坳陷南部中、新生代不同构造运动期与多位态主断裂(系)相伴生的横向变换带特征。研究表明,印支运动期横向变换带为NNE向展布,由侧向挤压褶皱和侧断坡组成;燕山运动期横向变换带走向为NEE向,由传递断层和横向凸起构成;而喜马拉雅运动期横向变换带则表现为NW向,由走向斜坡和传递断层组成。横向变换带构造演化使其不同构造部位具有叠加与迁移演化的差异性变化,从而形成不同的构造背景,造成了油气的差异聚集,其中变换带叠加可形成复式油气聚集带,变换带迁移则造成"满洼含油"的油气分布格局。     

中国铁路风沙防治的研究进展

基于中国沙区铁路的发展历程,系统分析了铁路沙害类型、特点以及风沙防治方案、措施和技术体系。针对我国沙区地域特征和铁路沙害类型,作为个例分类剖析了途径流沙地表、高寒环境与戈壁大风区铁路风沙危害与防治技术取得的成效和面临的问题。结合目前我国沙区铁路的发展趋势,从理论研究和工程防沙实践出发,提出复杂地形、特殊环境铁路沙害是今后风沙工程学领域的重点和理论研究趋势,也是沙区铁路沙害防治的关键和难点。     

沙石颗粒群沉降实验研究

在立井回填过程中,出现了回填高度不稳定、悬吊管受力变化幅度大等异常现象。分析认为：沙石回填沉降行为是影响回填高度不稳定、悬吊管受力变化幅度大的主要因素。利用模拟井筒进行沙石颗粒群沉降实验表明,细颗粒的存在,使井筒中出现明显软夹层,该层强度相对较低、含液量高,一般悬浮在井筒中,是影响回填高度不稳定的主要原因。     

青藏铁路沿线砾石方格固沙机理风洞模拟研究

通过对青藏铁路沿线砾石方格内风速特征、固沙效率的风洞模拟实验研究发现,当气流运行至砾石方格前缘,水平风速迅速降低,砾石方格对风速的削弱作用非常显著,达到50%左右。气流在沿砾石方格向下风向移动过程中,水平梯度风速逐渐减小,但其减小幅度比较缓慢。砾石方格中风速随高度的分布遵循对数规律,各方格间风速变化趋势相对稳定。砾石方格地表粗糙度在5.2cm左右,摩阻速度为2.4 cm/s。砾石方格中固沙量随着进口风速的增加而增加,在相同风速下,固沙量随离沙源距离的增加呈指数关系递减。     

非水相液体污染场地源区自然消除研究进展

污染场地的健康风险和环境地质危害备受关注, 自然衰减被公认是优选修复技术。对存在非水相液体的场地, 源区非水相液体残余导致的“拖尾和反弹”问题对污染场地自然衰减技术提出了挑战。近年来源区自然消除技术的出现丰富深化了自然衰减修复的内涵, 展现了解决“拖尾和反弹”问题的巨大潜力。本文综述了轻非水相液体(LNAPL)污染场地源区自然消除的研究历程和最新成果, 研究显示: ①2000年至今, 自然衰减修复的相关研究逐渐从地下水污染羽衰减转向包气带源区自然消除; ②包气带自然消除过程被证实是源区自然消除的关键生物过程, 占LNAPL总质量损失的90%~99%;③LNAPL挥发过程中的生物降解是源区自然消除的主要研究对象。在以上研究过程中,建立的源区自然消除研究方法：①可分为LNAPL源区-羽识别、定性判断和定量估算三个部分; ②包气带定量评估常用浓度梯度、二氧化碳通量(动态密闭室和静态捕集)和热力学梯度是量化评估的三类方法。综合已有的研究进展和难点, 可以预见, 在未来研究中, 识别源区LNAPL的成分变化、明确源区自然消除的限速因子,以及开发恰当的气体脱气和气泡逃逸观测方法,是源区自然消除修复方法应用推广需解决的关键科学问题。     

厚松散层下风氧化带内煤层安全开采关键技术的研究

根据百善煤矿开采试验工作面的大量现场观测资料，①底含水层的水文地质条件及其渗透稳定性，②煤层开采以后覆岩变形破坏移动规律，③控制软弱顶板尤其是存在弱面的顶板控制技术。对两淮煤田浅部煤层的安全开采具有参考价值。     

典型岩溶包气带洞穴滴水水文过程研究——以桂林硝盐洞为例

选取桂林丫吉试验场硝盐洞为研究对象,通过示踪试验和高分辨率水文水化学监测,确定滴水补给来源,研究典型岩溶包气带洞穴滴水对降雨响应的水文过程。研究结果表明,硝盐洞XY5滴水主要受到两种径流成分补给,即集中补给的管道流和弥散流。硝盐洞上部包气带中可能存在表层岩溶带含水层,长期维持滴水流量。滴水流量、电导率和示踪剂浓度的峰值均出现在强降雨时段,表现出快速响应的管道流特征,存在降雨阈值引起硝盐洞滴水降雨响应。降雨前岩溶含水层水分条件是包气带水文响应差异的主要原因,雨季滴水对降雨响应迅速,XY5滴水对降雨响应的滞后时间为10 h;而旱季对降雨的响应滞后明显,滞后时间达9.8天,体现了土壤和表层岩溶带的调蓄作用。74.4 mm降雨量是旱季转雨季滴水响应的降雨阈值。借助于洞穴滴水的水文动态变化和示踪试验技术对于研究包气带水文过程,深入了解岩溶含水层结构及特征,揭示岩溶区降雨入渗补给机制具有重要作用。