乌珠穆沁沙地聚乳酸纤维沙袋沙障地表蚀积特征

沙障的蚀积特征对其发挥防护作用具有重要影响。为探究聚乳酸纤维(polylactic acid fiber,PLA)沙袋沙障对乌珠穆沁沙地沙化治理的效果,设置0.5 m×0.5 m、1.0 m×1.0 m、2.0 m×2.0 m和3.0 m×3.0 m共4种规格的聚乳酸纤维沙袋沙障,采用悬测法测量障格内部凹曲面形态,并分析不同规格沙障内部凹曲面的形态特征、蚀积效应。结果表明,沙障凹曲面中心风蚀深度随沙障规格的增大由5.17 cm增加到21.23 cm,而堆积强度随沙障规格的增大由3.86 g·cm^(-3)降至0.42 g·cm^(-3),障格内由堆积变为风蚀;蚀积系数稳定在1/9~1/8,随沙障规格的增大蚀积系数逐渐减小;障格内风蚀最深点随主风向偏移,障格内与主风向一致的方位风蚀量更大,剖面曲线开口更大;坡顶处凹曲面拟合效果大于坡中和坡底。综上所述,在乌珠穆沁沙地内,风蚀多发生在西北-东南和西-东方向上,且坡顶处形成的凹曲面较稳定,该地区适合布设2.0 m×2.0 m规格PLA沙障,研究结果为PLA沙障在乌珠穆沁沙地防沙工程中的合理应用提供了科学参考。

区域风沙蚀积量和蚀积强度初步研究——以晋陕蒙接壤区为例

根据晋陕蒙接壤地区不同下垫面的实测输沙率和风力特性因子，确定了输沙通量；结合对边界下垫面类型的遥感解译、量测，计算了蚀积量和蚀积强度。结果表明，该地区风蚀总量为１０９×１０６ｔ／ａ，平均风蚀强度为１６００ｔ／ａ·ｋｍ２，并且由东南黄土丘陵区向西北沙漠区增强。

吉兰泰盐湖防护体系地表蚀积特征

采用矩阵式插钎法对盐湖防护体系不同防护功能区地表进行野外观测,探究吉兰泰盐湖防护体系地表蚀积特征。结果表明:吉兰泰盐湖防护体系不同防护功能区地表蚀积月际变化呈现明显的波动性。流沙固阻带、封沙育草带主要以风蚀为主,防风阻沙带和盐湖防护林带主要以风积为主。地表沉积物质由外向内趋于细化。流动阻沙带和封沙育草带粒度组成主要以细砂和中砂为主;防风阻沙带和盐湖防护林带粒度组成主要以极细砂和细砂为主。盐湖防护体系表层沉积物平均粒径Φ值、分选系数、峰态和偏度分别为1.66~3.32,0.99~2.91,1.23~2.05和-0.08~-0.89。表层沉积物平均粒径、分选系数、偏度、峰态随着盐湖防护体系由外向内逐渐增加。总体看来,盐湖防护体系营建使地表沉积物趋于细化,有利于土壤细粒物质沉积,对地表起到一定保护作用。

青海湖沙地麦草方格沙障的蚀积效应与规格选取

根据青海湖克土沙地6种不同规格麦草方格沙障的全年插钎蚀积监测和风季后凹曲面形态测量,各规格凹曲面的形成主要受控于冬春季节西风和西北风的控制。东西向1 m间距的小规格堆积沙埋严重,蚀积强度大于15 g/cm2,且全年处于不断堆积状态;2 m间距的大规格中心偏南部位侵蚀严重,蚀积强度小于10 g/cm2;1.5 m间距的规格蚀积强度适中,容易形成稳定凹曲面,且蚀积年变化较小。综合分析,1.5 m×1.5 m规格的综合防护指数最大为0.64,为高寒沙区最为适宜的规格,其余规格可视地形和风况环境适当采用。

新月形沙丘丘表流场与沙丘蚀积特征

对新月形沙丘和沙丘链丘表流场风向、风速和蚀积量进行测定。迎风坡均表现风蚀,背风坡和兽角处表现堆积,蚀积特征、速度与流场中风速、风向相吻合。

不同高度阻沙栅栏蚀积过程及防沙效益研究

通过对不同高度阻沙栅栏蚀积过程的野外观测,结合同时期区域风况资料,分析了阻沙栅栏前后地表蚀积形态、蚀积量以及蚀积强度的时空变化特征。结果表明,在沙源充足条件下,不同高度阻沙栅栏上风向表现为风沙堆积,下风向风蚀与堆积共存,且程度与栅栏高度有关,栅栏总体蚀积量和蚀积强度的变化趋势与下风向变化趋势相近。其中,60和70cm高度阻沙栅栏风沙堆积量最大,防沙效果最佳,但二者积沙方向存在差别。70cm高度阻沙栅栏上风向积沙较多;60cm高度阻沙栅栏下风向积沙较多。在实际应用中,应依据防护对象合理配置阻沙栅栏并适时加高,避免阻沙栅栏过低或过高,进而影响防沙效果。此外,依据断面形态、蚀积量和蚀积强度的变化,将栅栏前后分为风沙堆积区、风蚀区和蚀积平衡区。

北京市平原区农田土壤蚀积特征分析

采用野外观测、风洞模拟和实验室分析等手段,对北京市平原区土壤风蚀和大气降尘两种自然过程共同作用下的农田土壤蚀积状况及其对土壤理化性质的影响问题进行了研究。结果表明,2009年研究区农田土壤风蚀强度为0.64t/hm2,风蚀物颗粒以粒径在20～80μm的尘粒为主;大气降尘强度为1.00t/hm2,降尘颗粒以粒径在10～50μm的尘粒为主。降尘强度大于土壤风蚀强度,农田地表以沉积为主,强度约为0.36t/hm2.a。降尘粒径比风蚀物粒径明显偏细,长期的蚀积作用导致土壤粒度组成变细。降尘中重金属元素的含量明显大于土壤和风蚀物中的含量,长期沉积作用导致土壤中重金属元素的累积。

神府-东胜煤田采煤塌陷区塌陷强度与风沙蚀积量相关分析

以神府-东胜煤田补连塔矿风沙区为例,通过野外系统观测,以非塌陷区为对照研究了不同塌陷年限T2004年塌陷区和T2005年塌陷区塌陷强度、区域风沙蚀积量和蚀积强度变化,分析了不同塌陷强度的单体沙丘在植被盖度约为10%时,塌陷强度与区域风沙蚀积量的相关关系。结果表明：采煤塌陷后,区域风沙蚀积量受起沙风（≥5 m/s）频率、塌陷强度和地表结构等因素的影响最为明显。因此本文研究的主要目的是通过研究不同塌陷年限塌陷区和不同塌陷强度单体沙丘不同部位的风蚀积沙规律,为有效控制采煤塌陷后地表风沙运动而采取科学的措施提供依据。

土地利用/覆盖变化对地表蚀积过程的影响——来自^(137)Cs示踪的证据

土地利用/覆盖变化不仅影响地表137Cs总量的再分配,而且显著影响土壤137Cs剖面分布。坝上地区各类土地利用/覆盖条件下137Cs总量的再分配,显示该区总体处于风蚀环境,其中农田和撂荒地是风蚀最严重的土地利用类型;137Cs剖面分布则指示了土地利用/覆盖变化过程中的土壤风蚀/堆积过程的转换,蚀积过程的转换证实了风蚀重灾区退耕还林还草,特别是退耕还草,对控制土壤风蚀、改善生态环境的重要意义。分析还认为,利用137Cs示踪方法计算土壤风蚀/堆积速率时,应格外注意样地的土地利用/覆盖变化过程。

古尔班通古特沙漠工程防护体系内的蚀积变化与植被的自然恢复

通过两年的实地监测和研究表明 ,古尔班通古特沙漠工程行为扰动地表后 ,草方格能有效固定沙面 ,并在初始两年形成稳定凹曲面。无人工辅助条件下 ,在草方格设置当年草本植物即可侵入 ,但小乔木和灌木的定居尚需近一步观测研究。线形工程的走向和风况影响植物种的传播 。

新疆策勒县固定沙地骆驼刺带状平茬对地表蚀积变化的影响

[目的]在对新疆策勒绿洲—沙漠过渡带绿洲边缘的固定沙地风蚀风积变化研究基础上,结合地表风速变化分析,探讨骆驼刺带状平茬和地形等对地表蚀积变化影响及其规律。[方法]采用插钎法、地形测量法、风速野外观测等方法。[结果]春季骆驼刺平茬初期,由于地表植被覆盖度大量减少,平茬带和保留带内地表主要以风蚀为主。夏季随着植被覆盖度的增加,地表主要以风积为主,地势较低、植被稀疏地表以轻微风蚀为主,秋季地表植被盖度基本保持最大和稳定,同时风力的减弱明显地减少了地表的风蚀量和风积量,地表主要以风积为主。[结论]春季骆驼刺带状平茬4m保留3m宽度利用方式不能有效地抵御地表风蚀危害,而夏秋季具有较好的防护效益。

海床蚀积变化电阻率原位监测系统设计与实验

设计了一套基于电阻率方法的海床蚀积变化原位监测系统,该系统能够在数米水深处实施长距离自动监测。系统同时采用USB海量存储技术和GPRS无线通信两种数据存储和传输方式,可以实现长期无人值守原位监测。利用海水和沉积物两者电阻率的差异性,把布设等间距环形电极的探杆置入海床,连续测定海水和海床沉积物界面上下一定范围内的电阻率,找到电性发生显著变化的区间,并采用合适的方法判定界面的具体位置。界面位置随时间的变化,即为海床的蚀积变化。实验室测试结果表明该系统测试的沉积过程中蚀积变化数据与实际数据相符,最大误差0.3cm。说明应用该系统测量海床蚀积状况具有可行性。

柽柳灌丛沙堆及丘间地蚀积分布随背景植被变化的风洞实验

以塔克拉玛干沙漠南缘沙漠—绿洲过渡带广泛分布的柽柳灌丛沙堆及丘间地植物为原型,依据风沙运动相似理论,制作背景植被盖度依次为0%、4%、10%、16%和26%五组灌丛沙堆模型,在风洞中进行蚀积变化规律模拟实验。结果表明:柽柳灌丛沙堆及丘间地蚀积分布可划分为6个区域,依次为沙堆前积沙区、沙堆迎风坡风蚀区、沙堆两侧风蚀区、沙堆背风侧涡流积沙区、沙堆后尾流积沙区和不受沙堆影响区。随着指示风速增大,沙堆前积沙区和尾流积沙区范围缩小而沙堆两侧风蚀区面积明显增大。随着背景植被盖度的增大,沙堆前积沙区和尾流积沙区范围增大而沙堆两侧风蚀区范围明显减小。灌丛沙堆及丘间地整体风蚀面积比、风蚀率、各分区蚀积强度均呈指数规律递减。背景植被盖度为0%时,灌丛沙堆影响区风蚀率明显高于不受沙堆影响区,说明裸露地表条件下灌丛沙堆的存在会加剧地表风蚀;当背景植被盖度为4%~16%时,灌丛沙堆影响区风蚀率均低于不受沙堆影响区,可见丘间地植被存在可使灌丛沙堆起到一定的防风阻沙作用。当背景植被盖度>16%时,柽柳灌丛沙堆及丘间地整体蚀积强度和风蚀率变化趋于平稳。据此认为维持不低于16%的背景植被覆盖,是沙漠—绿洲过渡带柽柳灌丛沙堆科学保育的关键。

两种沙障内蚀积地表形态及其空间格局观测研究

以腾格里沙漠西缘流动沙丘布设的纤维网沙障(Fibermesh sandbarrier,FSB)和土工编织袋沙障(Geotechnical wovenbagsandbarrier,GSB)为研究对象,采用三维激光扫描技术并结合传统测量法对沙障内微地貌形态进行测算。结果表明:(1)2种沙障区侵蚀深度、侵蚀量和侵蚀表面积均呈沿主风向逐渐增大的趋势。沙丘中线迎风侧GSB侵蚀深度、侵蚀量和侵蚀面表面积都比FSB大,其中侵蚀深度比后者深20%~40%,侵蚀量高于后者45%~70%。(2)2种沙障均在沙丘中南部沙障破损严重,高于其余位置30%~50%,由于土工编织袋被风掏蚀损坏较大,沙障破损范围和破损程度均高于纤维网沙障。(3)在沙障方格内部侵蚀深度最大值多数不是位于方格中心,其中北—北东—东—南东方位带为侵蚀区即弱堆积区,中心和西部为强堆积区。(4)土工编织袋沙障区的侵蚀深度大于纤维网沙障区,同时后者破损率大大低于前者,因此纤维网阻沙障效果优于土工编织袋。利用三维激光扫描技术进行微地貌形态反演不仅可以准确测量出侵蚀深度,而且可以通过软件操作实现侵蚀量和侵蚀面表面积的计算,为风沙地貌和防沙治沙领域精确研究微地貌提供了新型工具和方法。

现行黄河三角洲叶瓣蚀积演化对动力环境的影响

现行黄河三角洲地貌演化已使河口动力环境发生了显著变化,但黄河改道清8汊后,现行河口以及废弃河道清水沟河口动力环境如何变化尚不清楚。基于1976、1995和2002年黄河三角洲实测水深数据,应用Delft3D模型对清水沟流路不同时期冬夏季河口动力环境进行了数值模拟,定量研究了黄河三角洲地貌演化对动力环境的影响。模拟结果表明,黄河现行三角洲地貌演化导致河口动力环境发生了显著变化,1976年河口动力环境弱,随着河嘴向海突出,1995年河口处涨、落潮最大流速较1976年增长了约60%~90%,潮致剪切力增大约2倍,冬季大风条件下浪致剪切力较1976年增加1个数量级,2002年黄河改道清8汊入海后,现行河口处涨、落潮最大流速较1995年减小约20%,潮致剪切力减小1/3,冬季大风条件下浪致剪切力是1995年的1~2倍,而废弃河道河口处涨、落潮最大流速较1995年减小约20%~40%,潮致剪切力减小约20%。黄河三角洲动力环境变化也显著影响了入海泥沙的搬运与沉积,造成清水沟河口呈"南肥北瘦"形态,且废弃后侵蚀速率不断降低。同时,地貌形态与动力环境之间的耦合关系对黄河三角洲冲淤模式的转变有重要影响。

生物基可降解聚乳酸沙障的蚀积特征

[目的]分析不同铺设规格生物基可降解聚乳酸(PLA)沙障障格内风蚀稳定凹曲面形态特征、断面轮廓及蚀积效应等指标,为聚乳酸沙袋沙障规格优选提供理论依据。[方法]以内蒙古自治区吉兰泰盐湖周边流动沙垄铺设的0.5 m×0.5 m,1 m×1 m,1.5 m×1.5 m和2 m×2 m规格的聚乳酸沙袋沙障为研究对象,待风季后测量障格内稳定凹曲面蚀积形态,绘制凹曲面形态图并计算蚀积参数等。[结果] 4种规格沙障障格内均能形成稳定的凹曲面,且呈四周高中间低的整体格局。0.5 m×0.5 m,1 m×1 m,1.5 m×1.5 m和2 m×2 m障格内的净堆积强度分别为17.29,7.09,0.61,-8.2 g/cm^2。[结论]障格内稳定的凹曲面形成前,0.5 m×0.5 m和1 m×1 m障格内以堆积为主;1.5 m×1.5 m障格内风蚀堆积近乎平衡;2 m×2 m障格内部在布设初期呈风蚀状态,但稳定凹曲面形成后,仍可控制地表风蚀。

澳大利亚新南威尔Hill End早期变质蚀积岩中金矿的同位素和地球化学模式

在新南威尔士Hill End金矿田的HawkinsHill矿区、含金石英脉矿体主要由平行层里的矿脉群组成,其成矿主岩为晚志留世多期形变的板岩-变质杂砂岩浊积岩系。这些矿脉仅仅分布于Hill背斜的脊部,其成因与早石炭世早期绿片岩相变质作用期间发生的滑动机制密切相关。矿脉的性质则体现了肠状褶皱和香肠构造的形态特征。矿脉的就位伴生一条窄的绿泥石化和白云母化围岩蚀变带及更广泛的碳酸盐化(方解石、含铁镁方解石和铁白云石)。

不同沙源供给条件下砾石床面的风沙流结构与蚀积量变化风洞实验研究

通过对不同沙源供给条件下各种砾石床面的风沙流结构、床面风蚀及堆积沙量变化的风洞实验,结果表明,风沙流结构是判断戈壁风沙流饱和与不饱和的一个重要途径,不同的戈壁风沙流结构对床面输、阻沙特性具有不同的指示意义。近地表0～6 cm高度内的风沙流结构决定了床面的输、阻性质,而6 cm以上的风沙流结构反映了风力对沙物质的输送状况。沙源供给的丰富与否,决定了风沙流的饱和程度,以及风沙流在砾石床面产生的蚀积状况。同等风速条件下,饱和风沙流的输沙率是非饱和风沙流输沙率的2～8倍。在饱和风沙流情形下,床面过程总体以积沙为主,且随风力的增强,床面积沙量急剧增加。在不饱和风沙流情形下,砾石床面总体以风蚀和输送沙物质过程为主,风沙流结构在0～2 cm高度内反映出砾石床面具有明显的阻沙功能,在2～5 cm高度上出现最大输沙值。

基于三维激光扫描技术的草方格沙障内蚀积形态监测

三维激光扫描技术是近年来发展起来的新型空间信息测量技术。本文将三维激光扫描技术引入治沙工程领域,通过实验对草方格沙障内的蚀积微形态变化过程进行了模拟,并应用三维激光扫描仪测定草方格沙障内蚀积变化状态,认为草方格沙障内的蚀积状态,蚀积深度以及由堆积转化为侵蚀的位置等由于坡度等条件的不同而有所差异,从而证明了应用三维激光扫描技术监测微地貌形态变化过程的可行性。同时认为该技术在沙丘移动监测、机械沙障合理设计及防沙治沙效益评估等方面具有独特的优势和广泛的应用前景。但其技术本身和应用方面仍有一些问题亟待解决。

黑河中游荒漠-绿洲过渡带斑块植被区风沙蚀积强度特征

荒漠-绿洲过渡带对风沙防治具有重要作用。对黑河中游荒漠-绿洲过渡带斑块植被区2012—2015年风沙蚀积状况进行了连续观测,并选用风沙蚀积强度Re为评价指标对风沙蚀积状况进行了半变异函数及空间格局分析。结果表明：观测期间,风沙活动由风蚀向风积方向转变,但具体日期不能仅由风沙蚀积强度Re的频率和平均值做出判断。风沙蚀积强度Re的半变异函数理论拟合模型均为Linear模型,块金系数0.8508-0.9616,为强变异,变异主要由风、降水、动物活动、人为扰动等随机性因素引起。风沙蚀积强度Re的空间分布格局显示研究区以轻度和微度风蚀风积为主,且风蚀面积下降而风积面积增加,风沙蚀积强度的空间格局变化与区域地形、植被盖度、气象因素等有关。