2010年春季民勤沙地近地面沙尘气溶胶浓度特征

为了更好地研究沙尘气溶胶起沙和输送特征,2010年4—5月,在民勤周边沙地利用EZ LIDAR ALS300ALS450型激光雷达和GRI MM180型颗粒物采样器进行了大气气溶胶的外场连续观测,取得了晴天、浮尘、扬沙和沙尘暴天气条件下沙尘气溶胶总后向散射垂直剖面图和PM10、PM2.5、PM1.0质量浓度采样资料,其中包2010年4月24日特强沙尘暴过程资料。结果表明:春季民勤近地层大气中沙尘气溶胶浓度较高,且随气象要素的变化很大;在整个观测期内,PM10、PM2.5和PM1.0的平均质量浓度分别为202.3、57.4μg/m3和16.7μg/m3。在不同天气条件下,PM10、PM2.5和PM1.0质量浓度的变化有较好的相关性,但变化趋势有所不同。在沙尘暴天气条件下,PM10的日平均质量浓度高达2469.1μg/m3,是背景天气条件下PM10日平均质量浓度的100多倍,是浮尘天气条件下PM10日平均质量浓度的8倍,是扬沙天气条件下PM10日平均质量浓度的2倍。PM2.5在沙尘暴天气下日平均质量浓度为460.3μg/m3,是背景天气条件下PM2.5日平均质量浓度的45倍,是浮尘天气条件下PM2.5日平均质量浓度的6倍,是扬沙天气条件下PM2.5日平均质量浓度的1.4倍。PM1.0在沙尘暴天气条件下的日平均浓度为92.7μg/m3,是背景天气条件下PM1.0日平均浓度的13倍,是浮尘天气条件下PM1.0日平均浓度的7倍,是扬沙天气条件下PM1.0日平均浓度的1.3倍。可见,风速增大时,沙尘粒子浓度的增加对粒子粒径是有选择的,小粒子比重随沙尘浓度增加而相对减小,大粒子比重随沙尘浓度增加而相对增多。通过对2010年4月24日特强沙尘暴过程的研究表明,一次沙尘暴过程往往包括沙尘暴、扬沙和浮尘天气中的两种类型。通过对激光雷达数据分析发现,在强沙尘暴发生过程当中,民勤沙地发生了非常严重的风蚀起沙现象。     

民勤“2010.4.24”黑风天气过程的稳定度分析

 2010年4月24日民勤出现黑风天气,给当地经济和社会造成严重影响。利用民勤黑风发生前后2010年4月24日08时~25日08时的探空观测资料,对大气不稳定能量、热力参数“V—3θ”和动力参数“相对风暴水平螺旋度”进行了计算分析。结果表明：黑风发生时,民勤近地面存在正不稳定能量,促使黑风在近地面层爆发性发展,使沙尘粒子在正不稳定能量区聚积,形成黑风墙。民勤黑风爆发前和爆发时大气温湿结构呈现出上湿下干的分布特征,低层湿度较小不利于降水产生,为沙尘扬起提供了较好的垂直方向的环境场条件;黑风爆发前大气层结500 hPa以下风场的垂直分布形成顺时针滚流,为对流性不稳定层结,气层有利于黑风生成和发展;黑风过境后,风场的垂直分布顺时针滚流下降至700 hPa以下,说明大气层结的对流不稳定层结变薄、减弱,700～500 hPa存在逆时针滚流,抑制上升运动,预示黑风将减弱。黑风爆发期间在河西走廊中部存在一个相对风暴水平螺旋度负值中心,中心值达到-870 m2 /s2,远小于强沙尘暴发生的临界值-600 m2 /s2,沙尘暴的强度与相对风暴水平螺旋度负值中心存在很好的对应关系。当民勤测站的相对风暴水平螺旋度＜0,其上游存在≤-600 m2 /s2的最小中心时,民勤测站将出现强沙尘暴;当民勤测站的螺旋度＜0,其上游存在正值中心时,下游存在负值中心时,民勤测站的沙尘暴结束,能见度好转。     

1999-2013年民勤绿洲地下水埋深年际变化动态及影响因素

为探究内陆河下游绿洲地下水动态变化规律,以民勤绿洲1999-2013年实测数据,在对绿洲地下水年际尺度埋深动态及潜在影响因素进行描述性统计分析的基础上,运用主成分分析法提取12个影响地下水埋深的主要因素,并采用灰色关联度方法分析了地下水埋深对各影响因子的敏感程度。结果表明：（1）绿洲地下水埋深总体呈逐年增加趋势,且不同区域、不同时期有明显差异;（2）民勤绿洲地下水埋深动态对12个因子的敏感程度依次为化肥使用量 >农膜覆盖面积 >年平均气温 >年末耕地总面积 >人口规模 >经济作物种植面积 >有效灌溉面积 >森林面积 >降水量 >蒸发量 >生产用电度数 >大牲畜年存栏量。     

甘肃省民勤干旱区红沙岗矿区水资源模拟与评价

结合甘肃省民勤红沙岗矿区疏干水利用实例,基于Visal Modflow4.1软件对矿区第四系疏干水可利用量进行了数值模拟计算,并对矿区第四系松散岩类孔隙水的补给及储量进行了研究。研究结果表明:矿区第四系松散岩类孔隙水天然补给源为沟谷雨洪水入渗量和基岩裂隙水的侧向流入量之和98.41×10~4m~3/a(2 696.16 m~3/d),其储存量为2 798.45×10~4 m~3;设计矿区疏干水开采时间为30年、40年及50年时,与其对应第四系可利用疏干水量分别为281.98×10~4m~3/a(7 725.48 m~3/d)、225.32×10~4m~3/a(6 173.15 m~3/d)和183.55×10~4m~3/a(5 028.77 m~3/d),矿区疏干水不能满足计划用水量600.00×10~4 m~3/a,需寻找新的供水水源;计算结果较真实地反映了矿区疏干水储量,具有较好的实用性;所建模型为其它类似矿区疏干水可利用量的计算提供了借鉴。     

对民勤绿洲生态退化问题的探讨

针对位于河西走廊东北部、石羊河流域最下游的民勤绿洲近40a生态环境逐渐退化的现象,从土地荒漠化、植被死亡等方面分析了民勤绿洲退化的特点;从气候变化和人类活动等方面分析了民勤绿洲退化的原因;最后针对保护石羊河流域生态环境提出几点建议。     

民勤盆地地下水水位下降特征与可持续利用评价

在水文地质调查的基础上，以地下水化学与同位素为基础数据，研究了民勤盆地地下水组成的琏本特征．自然演变规律和人类活动影响下的变化过程。地下水δ^18O较现代降水值低-3．5‰左右，表明民勤盆地地下水均为地质时期封存或入渗补给年代久远的古水，现代农业灌溉地下水是不可再生资源，大规模超采地下水导致地下水水位形成漏斗形曲面下降。作者以水量平衡理论为依据建立了估算地下水储量与农业经济规模灌溉可开采储量的“漏斗”模型，经计算绿洲浅层、深层地下水可开采静储量632亿m^3；绿洲浅层地下水淡水农业生产经济资源可开采总量为110亿m^3；按照目前开采速率，维持目前产业经济规模极限时问约为16．7a。因此，必须实施农业种植业经济向农业畜牧业、草业经济发展，以及产业调整期经济平稳过渡。     

民勤沙井子地区降水特征及干旱周期分析

利用民勤治沙综合试验站３４年（１９６１～１９９４年）降水的观测资料，对沙井子降水量、降水日数及其季节分配、降水强度、降水变率及降水保证率进行了统计分析，并采用降水变率和湿润指数（ＭＩ），应用最大熵谱方法（ＭＥＭ）对该区的干旱状况作出了周期分析     

干旱沙区野生观赏花卉的引种栽培

在干旱沙区，通过对部分野生观赏灌木草本花卉的引种研究，初步摸清了主要优良种类的生物学特性、栽培要点和绿化观赏价值。     

甘肃民勤绿洲北部荒漠区地下水水化学特征及成因分析

民勤绿洲北部荒漠区作为国家北方防沙带的重要组成部分以及石羊河下游生态保护治理区,在地下水水化学方面的研究程度很低。在野外调查、勘探及采样测试的基础上,综合运用数理统计、Piper三线图、离子相关性分析、Gibbs图及离子比例系数等方法对民勤绿洲北部荒漠区的地下水水化学特征及成因进行了研究分析。结果表明：研究区地下水溶解性总固体以及硬度值较高,水化学类型主要为Cl^-·SO₄^2--Na⁺型。地下水水质总体能够满足生态屏障区种植旱生、耐盐植被的需要。地下水水化学演化是由蒸发浓缩作用主导、风化溶解和阳离子交换共同作用的结果。地下水中超标的高硝酸盐氮水与牲畜粪便污染有关,高氟水的形成受原生地质环境背景影响。成果不仅进一步提高了区内地下水水化学的研究程度,亦可为民勤绿洲区保护、北方防沙带以及石羊河下游生态保护治理区建设提供科学依据。     

几种主要固沙措施的价值分析

以甘肃民勤沙区为例,采用ABC分析法选取了当地6种主要固沙措施,将其功能分解为主要功能和次要功能。主要功能定义为固阻流沙的功能,以1-蚀积系数表示;次要功能定义为改善土壤理化性质的功能,以增加土壤有机质、全氮量和<0.1mm的沙粒的相对值表示,调查计算了固沙措施功能周期内的全部成本,从功能和成本两方面进行了价值分析,为选用固沙效果显著且投资相对低廉的固沙措施提供科学依据。