近40a甘肃河西地区大风日数时空分布特征

以1951-2000年甘肃河西19个气象站气象记录为主要数据源，运用气候统计学方法，分析了河西地区近40a大风日数的时空变化特征及其区域差异，结合地形地貌和大尺度天气系统变化，分析了导致大风日数分布特征的自然环境背景。结果表明：大风日数高值区位于河西地区的西部及高山地，从年内分布看，3～6月较多，占全年的60％以上，其次是2月和7月；从年际变化看，河西大风日数年际变化的共同特点是：1963—1976年是大风天气的频发期，之后呈波动式减少趋势，20世纪90年代中期是大风天气的低发期，90年代后期进入新一轮的波动增长期。大风天气受全球气候变化、大尺度天气系统及局地地形和下垫面性质的影响，大风日数多发期与反厄尔尼诺事件和干冷气候期相对应。

机械防沙体系防沙功能的衰退过程

作为一种十分有效的防治流沙的方法,机械防沙体系在防止风沙前移显示出很大的优越性,其目的就是要把流沙滞留在体系内,体系在发挥其功能的同时也是逐步丧失其功能的过程。在平坦地形条件下,草方格沙障积沙是从前沿向纵深发展的。在复杂地形地貌条件下,流沙的堆积具有不平衡性,且积沙形式多样。无论积沙形式如何,都有整体向前推进的趋势。阻沙栅栏的积沙形式因材料及孔隙度的大小而异,阻沙栅栏在初期时,可以拦截较多的沙量(75%),草方格固沙带只承担25%的积沙量,随着时间推移,阻沙栅栏的效益逐渐降低,草方格固沙带则要承担较多的积沙量。从阻滞的沙量来看,一道栅栏阻拦的沙量至少等于40行草方格滞留的沙量,在工程实践中应优先考虑栅栏的应用。

阿拉善高原频发沙尘暴因素分析

阿拉善高原是几条强冷空气的主要交汇处，冷空气活动频繁，干旱荒漠区风的作用十分强烈，年大风日数西北部多达50～100d，东南部较少，也达15—30d。阿拉善高原上的尘源物质丰富，有流动沙丘79928km^2，半固定沙丘13113km^2粉粒含量在1．18％～2．00％。阿拉善高原有11个干旱湖盆，总面积达10581．3km^2。粉粒平均含量达到63．08％。人类活动对沙尘暴加强作用主要表现在三个方面：不合理用水导致湖泊萎缩，形成干旱湖盆；破坏地表植被及十体结构；采矿业增加工业粉尘。

塔克拉玛干沙漠腹地风沙土的力学性质

风沙土是形成于干旱、半干旱区的一种特殊性质的土 ,其力学性质不同于一般土体 ,结构松散性为其最主要的特点。通过对塔克拉玛干沙漠腹地 14个风沙土样进行压缩试验和抗剪试验 ,获得了风沙土的基本力学参数 :风沙土压缩模量值在 5 0 .0 0～ 142 .86MPa之间 ,是一种低压缩性土 ;风沙土的内摩擦角值在 31°5 5′～ 36°19′之间 ,低于河流冲积砂的内摩擦角值 ;风沙土存在结构力 ,其力学效应相当于粘聚力 ,可以在剪切试验中测出 ,其值在 0 .6～ 9.3kPa之间。

3种固沙剂固沙能力的野外试验研究

以国内3种化学固沙剂为研究对象,对其不同用量下形成的结皮渗透性能、结皮厚度、抗风蚀能力、力学强度进行了野外实验观测研究。结果表明,DST、改性聚醋酸乙烯的渗透性较好,入渗深度分别可达到4.0～5.0 mm和3.2～5.0 mm,星火A渗透性差。在3种固沙剂中,DST形成的结皮厚度大,可达到10～13 mm,抗压强度也最大,为1.22～2.27 MPa。改性聚醋酸乙烯和星火A形成的结皮厚度小,只有DST结皮的1/4～1/5。改性聚醋酸乙烯结皮在用量为150 g/m^2时抗压强度为0.98 MPa,中小用量强度较低。星火A 3种用量结皮强度都弱。野外实验表明,DST无论是耐候性和抗紫外线辐射性能较好,具有较强的抗风蚀能力,改性聚醋酸乙烯的耐候性和抗紫外线辐射性能较差。相比之下,DST是一种优良的固沙剂,用量还可以降低,以降低成本。

沙丘表面沙土密度分布特征及其成因

沙土是存在于干旱、半干旱地区的一种特殊性土,其岩土工程性质与风沙环境紧密相关。沙丘表面沙土物质成分均一,比重一致,但密度的离散性很大。观测表明,新月形沙丘迎风坡密度较大,但中部存在一个低密度区,落沙坡密度最小,接近该类沙丘沙样的最小干密度。线性沙丘上,则是沙丘脊部沙土的密度最大,接近该类沙丘沙样最大干密度,两腰部密度较小。沙丘表面沙土密度分布特征与风沙流结构和沙丘表面压力关系极为密切。

黄河源区玛多县沙漠化成因与发展过程

通过分析黄河源区玛多县沙漠化的成因和过程,结果表明,玛多县沙漠化成因类型有三种,分别为固定沙丘/古沙丘活化、滑塌陡坎及风蚀斑块,其形成都与多年冻土退化相关.在固定沙丘或古沙丘分布区,冻土退化导致热融沉陷,形成沉陷坑,沉陷坑边缘形成拉裂缝或陡坎,使下伏松散沙露出.在斜坡上,冻土退化形成滑塌陡坎,使底层土壤从侧面暴露.在平坦的冲积平原,差异性冻胀和融沉导致草皮拉裂,形成积水坑洼,冻土退化导致土壤变干,土壤的底层暴露.下伏风成沉积物暴露后,遭受风蚀,形成侧向凹槽,致使上部土体坍塌,使更多的风成沉积物暴露,这些过程的不断重复,使风蚀坑、陡坎、风蚀斑块扩大相连,最终形成流动沙丘、风蚀劣地、戈壁等地貌.

沙漠地区不良工程地质现象——以塔克拉玛干沙漠腹地为例

风沙土是形成于干旱区、半干旱区的一种特殊性质的土。由于风沙土赋存环境及其工程地质性质的特殊性 ,沙漠地区的工程建筑要经受更为严酷的自然环境的考验 ,常常引起不良的工程地质现象 ,影响工程建筑的安全运行。沙漠地区的地质灾害主要为盐害、沙害及地基不均匀沉降。本文分析了产生这些不良工程地质现象的原因及条件 。

北方农牧交错带风水蚀复合区水土流失现状、分布特点及发展趋势

对我国北方农牧交错带风水蚀复合区的水土流失与生态安全状况进行考察,完成范围界定及分区,研究了水土流失的现状、分布特点和发展趋势。考察结果表明:受侵蚀营力系统与环境系统的制约,风水蚀复合区的水土流失类型表现出明显的地域分异规律。近20多年来,复合区大部分地区的水土流失面积有所减少,侵蚀强度有所降低。随着国家生态建设力度的不断加大,预计在未来的几十年里,该地区的水土流失态势将呈现逐步好转的趋势,但局部地区水土流失形势依然严峻。

沙漠地区工程地质勘察重点及道路选线方法

风沙土广泛分布于我国北方干旱、半干旱的沙漠地区 ,是一种特殊性质的地基土 ,其工程地质勘察重点、方法及沙漠地区道路选线的原则与其他地区不同。本文从实际调查和试验分析出发 ,提出了沙漠地区工程地质勘察重点主要为沙漠地貌、风沙环境、植被状况及水文条件。勘察方法主要有遥感和地面调查、室内分析和模拟试验及现场的一些简便试验。道路选线原则主要是 ,绕避严重流沙地段、选择有利地貌形态、选蚀不选积、有利于防沙工程的布设、有利的风向、尽可能少的改变原始地貌形态 ,选择在沙害较轻地带通过。

近40年阿拉善高原大风天气时空分布特征

以196l-2000年阿拉善高原10个气象站气象记录为主要数据源,运用气候统计学方法,对阿拉善高原40年大风天气的时空变化特征及其区域差异,结合地形地貌和大尺度天气系统变化,导致大风天气自然环境进行了分析.分析结果表明：大风天气高值区位于阿拉善高原的西部,从年内分布看,研究区年内大风天气集中于4～7月,占全年大风天气的54.3%,3月和8月次之,占全年的18.0%.从年际变化看,阿拉善大风天气年际变化的共同特点是：20世纪60年代大风天气是逐渐上升的,70年代或80年代达到峰值,90年代逐步下降,90年代为40年来的最小值.阿拉善高原大风天气受全球气候变化、大尺度天气系统及局地地形和下垫面性质的影响,沙尘天气多发期与反厄尔尼诺事件和干冷气候期相对应.

内蒙古阿拉善盟2000年土地沙漠化遥感监测

以阿拉善盟2000年TM卫星影像遥感信息为主要依据,根据中国北方土地沙漠化动态分类系统,在遥感影像上进行解译和面积量算,获得了阿拉善盟2000年土地沙漠化状况:沙漠化土地总面积3666232.9hm2,占土地总面积的15.48%。阿拉善盟主要的沙漠化类型为沙丘活化或流沙入侵(1846880hm2)、灌丛(草地)沙漠化(735369.5hm2)、砾质沙漠化(1064944hm2)和耕地沙漠化(19039hm2)。沙丘活化或流沙入侵主要分布在阿拉善左旗境内,巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠和乌兰布和沙漠之间的一些低山丘陵和荒漠干草原上;灌丛(草地)沙漠化主要分布在阿拉善东部;砾质沙漠化主要分布在阿拉善盟的西部,尤其以额济纳旗最多;耕地沙漠化主要集中在额济纳绿洲。

近六年来阿拉善高原沙尘暴特点分析

选取阿拉善高原9个代表站2000～2005年的沙尘暴实测资料,分析了最近6a阿拉善高原沙尘暴过程特点。结果表明:2000～2005年阿拉善高原沙尘暴日数和强度比20世纪90年代有较大幅度增加,全年都有发生沙尘暴的可能,以3、4、5月出现频率最高,分别为18.2%、18.8%、17.6%。6、7、8月份出现频率逐月递减。沙尘暴呈现两个多发区,拐子湖和锡林高勒。在阿拉善高原,拐子湖沙尘暴的持续时间最长,其他台站沙尘暴的持续时间都较低,仅为拐子湖沙尘暴持续时间的1/5～1/8。沙尘暴平均日持续时间可以反映起尘的难易程度,与多年平均降水量之间相关性较好。

塔克拉玛干沙漠公路沿线风沙活动的时空分布

利用塔克拉玛干沙漠公路沿线的肖塘、满参和塔中3个定位观测站1个自然年的监测资料,对以起沙风和输沙强度为表征的风沙活动进行了分析.选取气象站标准高度10 min风速中大于临界起沙风速(≥6.0 m/s)的风,按16方位分别统计不同级别风的次数及其方位,计算输沙量.结果表明,风沙危害的主风向为偏东风,频率范围48%～76%.风沙活动集中在4～9月;从沙漠边缘向腹地风沙活动加强.向沙漠腹地深入,应加大公路风沙危害防护力度.

1961-2010年青藏高原降水时空变化特征分析

利用青藏高原69个气象台站的降水量资料,采用旋转经验正交函数分析(REOF)、线性趋势分析和累积距平法,系统地研究了1961-2010年青藏高原降水的时空变化规律,揭示了青藏高原不同区域降水变化的差异性.研究表明:近50 a来青藏高原降水量总体呈现增加趋势,增长率为6.7 mm·(10a)-1;青藏高原降水季节分配极不均匀,雨季和旱季非常明显,雨季降水占有主导作用;青藏高原降水由东南向西北递减,而且年际变化具有一定的多元化特征;青藏高原降水量变化空间分布差异显著,采用REOF法将整个高原划分为10个小区,每个小区降水变化都具有不同的特征,除了青海东北部区和青海东南部-川北区降水呈减少趋势外,其他8个小区降水均呈增加趋势.

青藏铁路格拉段风沙危害及其防治

青藏铁路地处高寒低压环境，地表风沙危害形成过程与干旱、半干旱沙漠和戈壁地区有较大差异。青藏铁路沿线多大风、风力强劲、风向相对单一，主导风向以西风为主；各站点年输沙势DP均高于400VU，属于高风能环境，合成输沙方向间于85．8°～89．8°；“风旱同季”，风水复合侵蚀和冻融作用时空交错，地表抗蚀能力差，从而加剧了铁路沿线风沙活动强度。通过对青藏铁路沿线风沙灾害特点、风动力环境、工程防沙措施及其防护机理等分析，提出了青藏铁路沿线风沙危害防治原则和防护体系：应逐步建立以阻沙栅栏、砾石方格、化学固沙、植被恢复相结合的综合防治体系。

兰新铁路百里风区极端风况特征及形成机制

为揭示兰新铁路百里风区大风的形成机制,利用兰新铁路百里风区及周边5个气象站的日极大风速观测数据,分析百里风区极大风的风速、风向时空分布特征及规律;结合地形地貌,着重分析冷空气爬坡翻山现象及下坡地形的加速作用。百里风区十三间房气象站测到的多年平均日极大风速为18.7m·s^(-1),显著高于百里风区周边其他四站(5.5~9.1m·s^(-1)),且十三间房的盛行风向为北风和北西北风,也显著不同于其他四站。局地气压梯度的增大是形成兰新铁路百里风区大风的根本原因,其具体表现在:1冷空气东移,因受天山山脉东段的阻挡而积聚,使天山山脉的南北气压梯度提高;2在吐鲁番—哈密盆地,地面因日照受热而使热气流上升,与积聚在天山山脉东段的冷空气相遇后,使吐鲁番—哈密盆地与山脉之间的气压增大;3百里风区及其周边特殊的地形加强了由气压梯度所形成大风的风速。

北方农牧交错带风水蚀复合区水土流失现状与综合治理对策

风水蚀复合区是中国北方农牧交错带的一部分。区域的东面与南面毗邻水蚀地貌形态,东南界为沙漠化土地发生、发展的东南界;区域的西面与北面与风蚀地貌形态接壤,西北界为旱作农业的西北界。复合区包括74个县(旗),面积42.77万km2,总人口2400万(2004年)。主要生态问题为:沙漠化持续发展,沙尘暴频发;土地退化严重,承载力急剧下降;生态环境恶化,自然灾害频繁。复合区水土流失的主要特点表现为风水蚀在时间上交错,空间上叠加。受侵蚀营力系统与环境系统的制约,水土流失类型表现出明显的地域分异规律。2000年水土流失面积26万1517.35 km2,占全区土地面积的61.14%;复合区每年流失土壤11.97亿t,其中水力侵蚀量5.55亿t,风力侵蚀量6.42亿t。近20多年来,复合区大部分地区的水土流失面积有所减少,侵蚀强度有所降低。随着国家加大生态建设的力度,预计在未来的十到几十年,复合区的水土流失态势将呈现逐步逆转的趋势,但局部的水土流失状况依然很严峻。风水蚀复合区水土流失治理要以预防为主、保护领先为原则,生物措施、农业技术与工程措施相结合综合治理,把国家的生态需求与农户的经济需求相结合,依法协调经济开发与环境保护的关系,注重科学研究,提高科技含量。根据风水蚀复合区现状,提出了一些治理工程项目,主要包括复合区黄河粗泥沙综合治理工程和生态修复工程。这些工程的实施,将大大减少进入黄河的粗泥沙量,风水蚀复合区水土流失状况可以得到改善。

从石羊河流域沙漠化土地分布看区域协调发展

石羊河流域沙漠化状况的遥感监测和野外调查表明:(1)2000年石羊河流域中、下游沙漠化土地总面积7711.91km2,沙漠化类型主要表现为耕地沙漠化、草地沙漠化和沙丘活化、流沙入侵,其中下游以沙丘活化和流沙入侵为主,中游以耕地沙漠化为主;(2)下游民勤地区已经发展到了沙漠化过程中的顶级状态,中游地区沙漠化土地则多处于正在发展的过程中。通过对研究区沙漠化土地分布状况的分析,初步得出结论:由区域经济发展不平衡而导致的区域间不合理的资源分配是下游地区沙漠化的根本原因,而中游地区的环境退化又是下游地区沙漠化的必然结果。

近52a黄河源区降水量和气温时空变化特征

利用黄河源区8个气象台站的降水量和气温资料,采用线性趋势法、滑动平均值法、累计距平法和回归分析法,系统研究了黄河源区1960—2012年降水和气温的时空变化规律,揭示了黄河源区不同区域降水量和气温变化的差异性。结果表明:1黄河源区降水量和气温呈增加趋势,增长率分别为1.92 mm/10 a和0.29℃/10 a,黄河源区降水量变化趋势与青藏高原一致,降水增加速率低于青藏高原的,升温幅度高于青藏高原的,为全国异常变暖区之一;2从5 a滑动平均曲线可以看出,黄河源区降水和气温变化趋势不同,降水量在20世纪70年代末至80年代中期显著偏高,1986年之后迅速减少,直到2004年又开始增加,气温在70年代末至80年代中期显著偏低,1986年之后迅速回升,进入显著高温期;3黄河源区降水量在春、夏季和冬季呈升高趋势,秋季呈减小趋势,气温在全年都呈升高趋势,降水量的增加主要发生在春季,而气温的升高主要发生在冬季;4黄河源区降水量空间变化差异显著,呈现出由东南向西北逐渐减小的变化规律,气温从西部向东部、北部和东南部地区升高,表现出以西部地区为中心,呈同心圆向四周升高的空间变化规律。