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黄河上游宁夏-内蒙古段跃移沙粒起动风速的空间分布

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农业工程学报 2013年第14期29卷 210-219页

作者：杜鹤强薛娴王涛中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙漠与沙漠化重点实验室兰州730000

黄河上游宁夏-内蒙古段穿越河东沙地、乌兰布和沙漠和库布奇沙漠,大量风沙被吹入黄河,因此,迫切需要揭示宁夏-内蒙古河段沙粒起动风速的空间分布规律,从而为该区域的风沙防治工作提供理论依据。首先,应用归一化植被指数(normalized diff... 详细信息

黄河上游宁夏-内蒙古段穿越河东沙地、乌兰布和沙漠和库布奇沙漠,大量风沙被吹入黄河,因此,迫切需要揭示宁夏-内蒙古河段沙粒起动风速的空间分布规律,从而为该区域的风沙防治工作提供理论依据。首先,应用归一化植被指数(normalized different vegetation index,NDVI)数据集计算该河段地表植被盖度、植被迎风面积指数与粗糙度。而后,通过植被迎风面积指数计算摩阻起动风速的影响函数,研究河段摩阻起动风速的空间分布。利用实测数据检验摩阻起动风速的计算方法,表明摩阻起动风速的计算方法误差较小。研究表明,研究区内风速廓线均呈对数函数的分布规律,并利用风速廓线方程计算了研究区不同下垫面(10m高度)处的起动风速,进而得到跃移沙粒起动风速的空间分布。结果显示研究区风蚀风险最大的几个区域大多临近黄河。最后,根据当年最大NDVI值与下一年风季(3月至5月)NDVI平均值之间的关系,提出利用当年最大NDVI值对下一年风季起动风速的预测方法,该研究为黄河宁夏-内蒙古段的风蚀预报提供理论支撑。

关键词：植被风速度归一化植被指数宁蒙河段

乌兰布和沙漠沿黄河区域下垫面特征及风沙活动观测

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农业工程学报 2012年第22期28卷 156-165页

作者：杜鹤强薛娴孙家欢中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙漠与沙漠化重点实验室兰州730000

为明确乌兰布和沙漠沿黄河区域下垫面特征与风沙活动特点,该文对该地区的沙丘形态、粒度特征、风速、输沙率与风沙流结构及其相互关系进行了野外调查与室内分析。结果表明:研究区横向沙丘平均宽-高比约为12.75。沙丘表面平均粒径与分选... 详细信息

为明确乌兰布和沙漠沿黄河区域下垫面特征与风沙活动特点,该文对该地区的沙丘形态、粒度特征、风速、输沙率与风沙流结构及其相互关系进行了野外调查与室内分析。结果表明:研究区横向沙丘平均宽-高比约为12.75。沙丘表面平均粒径与分选系数呈现出由丘间地至落沙坡逐渐减小的趋势,偏度则呈现出增大趋势。沙丘各部位粒度累计分布曲线均为正偏、单峰态分布。在净风与起沙风环境下,仅丘间地与沙丘顶部风速廓线呈对数形式分布;迎风坡坡脚处风速廓线多呈幂函数分布;落沙坡与背风坡坡脚处风速廓线分布形式不统一。无论在高风能环境下还是低风能环境下,从丘间地至背风坡坡脚,沙丘断面近地表风速呈减小(至迎风坡坡脚),增大(迎风坡坡脚至丘顶),再减小(丘顶至落沙坡),再增大(落沙坡至背风坡坡脚)趋势。沙丘顶部是风沙活动最为强烈的部位,沙丘各部位90%以上的输沙量集中到10cm高度以下;沙丘各部位的风沙流结构均服从三次函数分布。最后,该文针对该区域下垫面与风沙活动的特点和危害,提出相应的防治对策,以期对该区域风沙危害的防治提供参考。

关键词：风效应沙侵蚀沙丘形态粒度特征输沙率风沙流结构

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淤地坝溃坝风险性评估综述

灾害学 2025年第1期40卷 123-128,134页

作者：黄波张耀南中国科学院西北生态环境资源研究院兰州甘肃730000 中国科学院大学北京1000493 国家冰川冻土沙漠科学数据中心兰州甘肃730000 甘肃省科学数据总中心兰州甘肃730000

淤地坝作为一种关键的防灾减灾设施,对于粮食生产、水资源保持和洪水控制等方面发挥着至关重要的作用。上世纪六七十年代修建的大部分淤地坝面临淤满失效问题,突发的暴雨、地震等自然灾害将极大概率引起溃决,从而导致引发更为严重的次... 详细信息

淤地坝作为一种关键的防灾减灾设施,对于粮食生产、水资源保持和洪水控制等方面发挥着至关重要的作用。上世纪六七十年代修建的大部分淤地坝面临淤满失效问题,突发的暴雨、地震等自然灾害将极大概率引起溃决,从而导致引发更为严重的次生灾害。该文通过梳理黄土高原淤地坝溃坝风险性评价文献,总结了现有淤地坝溃坝风险性评价方法。结果表明,传统淤地坝风险性评价方法对影响因素数据的依赖程度很高;选取评价因子及其权重赋予存在较强的主观经验性;缺乏大范围的风险评估。因此,该文建议整合数据驱动模型的研究思路,利用多源数据,区域尺度上开展淤地坝溃坝风险性评价,为相关部门提供更可靠的决策支持,及具有提高防灾减灾能力实践意义。

关键词：淤地坝溃坝数据工程风险性评价

降尘收集方法对沙尘理化性质的影响及环境意义

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中国环境科学 2014年第12期34卷 3034-3040页

作者：张正偲董治宝中国科学院寒区旱区环境与工程研究所、中国科学院沙漠与沙漠化重点实验室甘肃兰州730000

利用建立在腾格里沙漠东南缘的中国科学院风沙观测场内收集的降尘,分析了不同降尘收集方法收集的降尘粒度、化学元素含量、富集因子、硅铝率和硅铝铁率,旨在优化干旱区降尘收集方法、确定我国的沙尘源区.降尘物质的微量元素Ba的含量最大... 详细信息

利用建立在腾格里沙漠东南缘的中国科学院风沙观测场内收集的降尘,分析了不同降尘收集方法收集的降尘粒度、化学元素含量、富集因子、硅铝率和硅铝铁率,旨在优化干旱区降尘收集方法、确定我国的沙尘源区.降尘物质的微量元素Ba的含量最大,可达255~474μg/g, Nd的含量为0.3~9.6μg/g；常量元素SiO2的含量最大,79.30%, MgO含量最小,0.98%.微量元素的富集因子值在0~3之间,但常量元素差异较大.结果表明,减速法和湿法收集的降尘从粒度分布、化学元素含量、富集因子、硅铝率和硅铝铁率等方面均具有一致性.平均粒径湿法最细（Φ值2.84）,干法最粗（Φ值2.46）.因此,减速法能够作为代替湿法在干旱区进行收集降尘的方法.同时,由降尘的地球化学性质可知,西北干旱区沙漠是我国的主要沙尘源区之一.

关键词：降尘收集方法理化性质

毛乌素沙地风沙沉积物磁学特征及其古环境意义

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地球物理学报 2015年第10期58卷 3706-3718页

作者：赵爽高福元贾佳李冠华夏敦胜靳鹤龄兰州大学西部环境教育部重点实验室兰州730000 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙漠与沙漠化重点实验室兰州730000

在沙漠沉积环境中,成土作用对磁化率的贡献较小,往往被原生磁信号掩盖,因此分离两种磁组分对气候和粉尘代用指标的提取至关重要.本研究选取位于毛乌素沙地东缘的锦界风沙沉积剖面为研究对象,利用多变量一元线性回归中的"平均值概念"进... 详细信息

在沙漠沉积环境中,成土作用对磁化率的贡献较小,往往被原生磁信号掩盖,因此分离两种磁组分对气候和粉尘代用指标的提取至关重要.本研究选取位于毛乌素沙地东缘的锦界风沙沉积剖面为研究对象,利用多变量一元线性回归中的"平均值概念"进行磁化率的原生碎屑组分0和次生成土组分Xpedo的分离,并探讨磁学参数所承载的气候和环境意义.结果显示,磁学比值参数(如Xpedo/X0、Xfd/HIRM、Xfd%和XARM/SIRM)彼此之间存在显著线性或指数/对数相关关系,它们对成土强度指示明确,可以在一定程度上减小或避免磁性矿物背景值差异所产生的误差,与磁化率相比更适宜用于该区的古降水量重建.HIRM主要由碎屑赤铁矿含量控制,HIRM与X0存在明显正相关关系,表明碎屑赤铁矿随原生磁性矿物总体含量的增加(减少)而增加(减少),在粉尘成因磁性矿物中所占比例大致稳定,从而HIRM可以指示源区粉尘通量的变化.锦界剖面的原生和次生磁性矿物浓度均明显低于黄土高原黄土,不同地层X0和Xpedo在磁化率中所占的比例存在较大差异,因此磁化率的环境意义比较复杂,在使用其恢复古气候古环境时需慎重.

关键词： X0和Xpedo 降水量粉尘通量环境磁学毛乌素沙地

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21世纪初科尔沁沙地沙漠化土地变化趋势

地理学报 2006年第9期61卷 976-984页

作者：李爱敏韩致文许健马绍休黄翠华中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙漠与沙漠化重点实验室兰州730000

以2000年和2005年TM影像为信息源,在建立目视解译标志的基础上,利用GIS的图像、数据处理功能,对科尔沁沙地近5年来土地沙漠化动态变化进行监测。结果表明,科尔沁沙地沙漠化面积由2000年的22423.1 km2变为2005年的22422.4 km2,仅以0.14 k... 详细信息

以2000年和2005年TM影像为信息源,在建立目视解译标志的基础上,利用GIS的图像、数据处理功能,对科尔沁沙地近5年来土地沙漠化动态变化进行监测。结果表明,科尔沁沙地沙漠化面积由2000年的22423.1 km2变为2005年的22422.4 km2,仅以0.14 km2.a-1的速度减少,表明该区沙漠化面积不断加剧的态势得以控制并趋于相对稳定状态;不同类型土地的沙漠化动态变化程度不一,原沙漠化土地沙漠化程度明显减轻,沙漠化逆转与恶化面积的差值为958.9 km2,但监测期间有113.3 km2非沙漠化土地沙漠化,发展速度为22.7 km2.a-1,这一态势值得引起足够重视。

关键词：科尔沁沙地土地沙漠化遥感监测

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降尘收集方法对降尘效率的影响

环境科学 2013年第2期34卷 499-508页

作者：张正偲董治宝中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙漠与沙漠化重点实验室兰州730000

大气降尘收集方法较多,但目前还没有通用的野外观测方法,由于降尘收集方法的多样性以及降尘缸收集效率的不同,所观测的结果很难进行对比.目前对各类降尘缸收集降尘效率的研究较少.在腾格里沙漠地区,利用国家标准规定降尘缸,对干法、湿... 详细信息

大气降尘收集方法较多,但目前还没有通用的野外观测方法,由于降尘收集方法的多样性以及降尘缸收集效率的不同,所观测的结果很难进行对比.目前对各类降尘缸收集降尘效率的研究较少.在腾格里沙漠地区,利用国家标准规定降尘缸,对干法、湿法、过滤网法、过滤网+玻璃球法和减速沿法这5种降尘收集方法进行对比研究,旨在探讨不同降尘收集方法的收集效率,为准确评价区域降尘量提供依据.干法收集的降尘量仅占湿法的5%～62%;减速法仅占湿法的50%～95%;过滤网法仅占湿法的43%～89%;玻璃球+过滤网法仅占湿法的40%～80%.不同的降尘收集方法,风速明显影响降尘效率,平均风速2.5 m·s-1时,降尘效率与平均风速之间无明显规律.湿法收集的降尘粒度最细,依次为减速法、玻璃球+过滤网法、过滤网法和干法.平均风速,>5 m·s-1的平均风速与湿法,减速法收集的降尘量之间可以用指数函数表示.不同降尘方法观测的数据可以相互转化,干法、过滤网、过滤网+玻璃球法、减速沿法与湿法收集的降尘量之间为线性相关.在干旱及半干旱地区,减速法能够作为一种替代湿法进行收集降尘的有效方法.

关键词：降尘降尘缸效率野外观测方法

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干旱区高山泥炭磁学特性研究

地球物理学报 2013年第6期56卷 1974-1984页

作者：张俊辉夏敦胜张英刘宇航兰州大学西部环境与气候变化研究院兰州730000 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙漠与沙漠化重点实验室兰州730000

对干旱区高山—新疆阿尔泰山中段连续的泥炭沉积序列进行详细系统的磁学分析,获得泥炭沉积物中磁性矿物的类型、含量以及粒径大小等磁学特性,探讨了在富含大量有机质的氧化还原条件下磁性矿物的保存与变化机理.岩石磁学结果表明沉积物... 详细信息

对干旱区高山—新疆阿尔泰山中段连续的泥炭沉积序列进行详细系统的磁学分析,获得泥炭沉积物中磁性矿物的类型、含量以及粒径大小等磁学特性,探讨了在富含大量有机质的氧化还原条件下磁性矿物的保存与变化机理.岩石磁学结果表明沉积物中亚铁磁性矿物的富集程度低,磁性较弱.主要含有磁铁矿、赤铁矿、顺磁性矿物以及大量的抗磁性矿物组分,并且证实泥炭沉积物中不可能含有生物成因的趋磁细菌.沉积物的磁性颗粒主要以细颗粒为主,但同时还存在粗颗粒成分.研究结果指示在泥炭表层酸性的亚氧环境中,亚铁磁性矿物在较短的时间内伴随着部分溶解和改造,导致沉积物磁性浓度的降低和粒径的减小,快速的沉积和埋藏之后,长期处于缺氧的碱性还原环境下,磁铁矿发生的变化很小或基本不会再次被改造.

关键词：泥炭沉积磁学磁铁矿氧化还原环境

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兰州市街道尘埃磁学特征及其环境意义

环境科学 2007年第5期28卷 937-944页

作者：夏敦胜余晔马剑英王冠杨丽萍金明刘秀铭陈发虎中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙漠与沙漠化重点实验室兰州730000 兰州大学西部环境教育部重点实验室兰州730000

兰州市是全球大气污染最为严重的城市之一,为城市颗粒物污染研究的理想场所.分析了兰州市街道尘埃样品的磁学参数(包括磁化率、无磁滞磁化率、等温剩磁、磁滞回线和热磁曲线)变化特征.结果表明,兰州市街道尘埃中磁性矿物含量较高,主要... 详细信息

兰州市是全球大气污染最为严重的城市之一,为城市颗粒物污染研究的理想场所.分析了兰州市街道尘埃样品的磁学参数(包括磁化率、无磁滞磁化率、等温剩磁、磁滞回线和热磁曲线)变化特征.结果表明,兰州市街道尘埃中磁性矿物含量较高,主要磁性矿物是铁磁矿、磁赤铁矿和赤铁矿,并伴有少量顺磁性矿物;磁性矿物粒度主要是准单畴(PSD);市区污染春季较夏季严重,春季高频率的强沙尘暴可能带来了更多的磁性矿物;兰州市污染物的沉积和分布在很大程度上受到气象条件和地形地貌格局的影响,市区每个盆地东端高于其它地区;兰州市污染以人为活动产物为主,人为活动贡献约为81.9%,其中包含交通约22.6%的贡献,自然降尘贡献约为18.1%;特殊的地形和气象条件,使得兰州市区的大气环境容量比平原城市的环境容量小得多,进而导致严重的大气污染.

关键词：环境磁学街道尘埃城市污染兰州市