戈壁近地表粉尘释放的环境动力机制研究—以敦煌莫高窟及周边地区为例
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:41871018
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:D0101.地貌学
- 结题年份:2022
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:姚正毅; 谭立海; 赵素平; 高扬;
- 关键词:
项目摘要
Gobi dust has always been a major environmental problem that threats to the protection of cultural relics in the Mogao Grottoes, Dunhuang. Dust weakens the artistic effect of the wall paintings by making them discolor, fade, crisp and even fall out. Quantifying the contribution of dust emission from varied types of gobi is the key for the protection of the wall paintings in Mogao Grottoes, while the quantification cannot be realized right now. The main reason is that the parametric study on gobi surface properties is relatively weak, lacking the dust emission mode reflecting the characteristics of environmental dynamics and related field observation. This project carries out studies on environmental dynamics of dust emission over near-surface gobi by field observation and wind tunnel simulation, which can evaluate quantitatively the effect of soil shear strength of different types of gobi on dust emission, establish the mathematical relationship between ground-air temperature difference and vertical speed and quantify the response of vertical speeds to dust emission rates of different types of gobi, thus revealing the environmental dynamism of dust emission over near-surface gobi. Besides, dust emission modes with environmental dynamic features can be developed, and it can be applicable to accurately quantify dust emission intensity for different types of near-surface gobi in Mogao Grottoes and its surrounding region and thus to evaluate scientifically the contribution of dust emitted from different types of gobi under different wind speeds to the grottoes. Therefore, this project can not only provide the scientific theory basis for the control of dust hazards in the Mogao Grottoes, but it is of guiding significance for the prevention of dust hazards for other cultural relics in the gobi region along the “One Belt And One Road”.
戈壁粉尘一直是困扰敦煌莫高窟文物保护的主要环境问题之一。粉尘使壁画变色、褪色、酥脆,甚至脱落。莫高窟文物保护亟待解决的一个关键科学问题是量化不同类型戈壁粉尘源对洞窟粉尘的贡献。目前还不能准确计算戈壁近地表粉尘释放通量,造成这种现状的原因是戈壁地表性质参数化研究薄弱,缺乏实地观测以及具有环境动力性质的戈壁粉尘释放模式。本项目通过野外观测以及风洞实验对敦煌莫高窟及周边地区不同类型戈壁粉尘释放过程的环境动力机制进行研究,定量评价不同类型戈壁土壤抗剪强度对沙尘释放的影响,建立不同类型戈壁地气温差与垂直风速的数理关系,揭示戈壁地表粉尘释放的环境动力机制,构建具有环境动力性质的戈壁近地表粉尘释放模式,评估各种戈壁类型对莫高窟洞窟粉尘的“贡献”,不仅为莫高窟粉尘危害的防治提供科学理论依据,而且对“一带一路”沿线其他戈壁地区文物的粉尘危害防治具有指导意义。
结项摘要
戈壁地表粉尘含量是决定粉尘释放的一个重要因素,其贡献率要大于剪切风速。在相同剪切风速下,粉尘释放通量随戈壁地表粉尘含量(<63µm)的增加呈指数增大。水平输沙通量是戈壁地表起尘动力机制的另一个关键物理量,也是建立粉尘释放模型的一个重要参数。地气温差导致的粉尘气动抬升对于戈壁粉尘释放过程中的作用不容忽视,粉尘浓度随戈壁地表温度的升高呈线性增大,尤其在较高风速条件(>12m.s-1)下粉尘气动抬升作用更加明显,在27-57.7℃变化范围内14m.s-1的粉尘浓度是12m.s-1的3.2倍。建立了戈壁地表粉尘含量(C)、水平输沙通量(Q)及气动夹带作用(a)与粉尘释放通量(F)的数理关系:F"=a"*〖"1.05" 〗^c*Q。粉尘释放通量观测值与模拟值二者相关性较好,决定系数R2>0.90。跃移沙粒的冲击及反弹能量的转化是粉尘释放的一个重要动力过程。跃移沙粒的反弹能量与粉尘释放通量相关性最强,冲击能量次之,5cm高度撞击能量相关性最小。莫高窟周边沙砾质戈壁是威胁洞窟文物的主要尘源地。初步估算表明:莫高窟窟顶重点保护区内PM10年释放总量约为87266.74kg,其中沙砾质戈壁单位面积PM10年释放总量为7.07×10-3 kg·m-2·a-1,沙漠单位面积PM10年释放总量为5.23×10-3 kg·m-2·a-1;莫高窟窟区年降尘总量(TSP)约为2489.58kg,其中PM10降尘量约为1867.18kg,与1992年莫高窟综合防护体系未建成时研究的降尘结果相比减少90%以上,表明莫高窟顶风沙综合防护体系对抑制粉尘释放及传输具有重要作用。本项研究为甘肃省生态保护及重大水利工程“引哈济党”提供了关键科学依据,科学翔实的调研报告助推引哈济党工程早日立项建设。
项目成果
期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Intermittent aeolian saltation over a gobi surface: Threshold, saltation layer height, and high‐frequency variability
戈壁表面间歇性风盐跃动:阈值、跃动层高度和高频变化
- DOI:10.1029/2019jf005329
- 发表时间:2020
- 期刊:Journal of Geophysical Research: Earth Surface
- 影响因子:--
- 作者:Lihai Tan;Zhishan An;Kai Zhang;Jianjun Qu;Qingjie Han;Junzhan Wang
- 通讯作者:Junzhan Wang
Vertical flux density and frequency profiles of wind-blown sand as a function of the grain size over gobi and implications for aeolian transport processes
戈壁上风沙的垂直通量密度和频率分布与颗粒尺寸的关系及其对风沙输送过程的影响
- DOI:10.1016/j.aeolia.2022.100787
- 发表时间:2022
- 期刊:Aeolian Research
- 影响因子:3.3
- 作者:Lihai Tan;Jianjun Qu;Tao Wang;Weimin Zhang;Suping Zhao;Hongtao Wang
- 通讯作者:Hongtao Wang
Temporal Variation of Airborne Dust Concentrations in the Mogao Grottoes, Dunhuang, China
中国敦煌莫高窟空气中粉尘浓度的时间变化
- DOI:10.1007/s10533-017-0366-1
- 发表时间:2022
- 期刊:Frontiers in Environmental Science
- 影响因子:4.6
- 作者:Guobin Zhang;Lihai Tan;Weimin Zhang;Hongtao Zhan;Fei Qiu
- 通讯作者:Fei Qiu
The effect of roughness density of gobi beds on the entrainment of sediment by wind: A wind tunnel study
戈壁层粗糙度密度对风夹带泥沙的影响:风洞研究
- DOI:10.1016/j.jweia.2019.05.002
- 发表时间:2019
- 期刊:Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics
- 影响因子:4.8
- 作者:Lihai Tan;Weimin Zhang;Zhishan An;Jianhua Xiao;Jianjun Qu
- 通讯作者:Jianjun Qu
Dust Emission from Gobi under Different Dust Content Conditions: A Wind Tunnel Study atop the Mogao Grottoes
不同含尘量条件下戈壁扬尘:莫高窟顶风洞研究
- DOI:10.3390/atmos12111498
- 发表时间:2021
- 期刊:Atmosphere
- 影响因子:2.9
- 作者:Linhao Liang;Weimin Zhang;Lihai Tan;Shuyi Chen
- 通讯作者:Shuyi Chen
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
p16、DAPK和RARβ基因启动子CpG岛甲基化与非小细胞肺癌临床特征的关系
- DOI:--
- 发表时间:2011
- 期刊:Chinese Journal of Medical Genetics
- 影响因子:--
- 作者:张晨烨;金永堂;徐鹤云;张虎;张伟民;孙肖瑜;谭聪;陈春梅
- 通讯作者:陈春梅
合成孔径雷达影像地形校正半经验模型
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:测绘学报
- 影响因子:--
- 作者:鲍艳松;王军战;张友静;屈建军;张伟民;陈晨
- 通讯作者:陈晨
兰新高铁烟墩大风区风沙地貌制图与风沙灾害成因
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:中国沙漠
- 影响因子:--
- 作者:高扬;张伟民;谭立海;边凯
- 通讯作者:边凯
不同砾石盖度戈壁床面动力学特征研究
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:干旱区研究
- 影响因子:--
- 作者:张克存;张伟民;屈建军;安志山;谭立海;ZHANG Ke-cun;ZHANG Wei-min;QU Jian-jun;AN Zhi-shan
- 通讯作者:AN Zhi-shan
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
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:中国沙漠
- 影响因子:--
- 作者:张克存;柳本立;张伟民;汪万福
- 通讯作者:汪万福
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
内容获取失败,请点击重试
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图
请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
张伟民的其他基金
高大沙山动态变化及风沙动力过程研究-以鸣沙山-月牙泉为例
- 批准号:41271023
- 批准年份:2012
- 资助金额:80.0 万元
- 项目类别:面上项目
复合床面蚀积量变化与风沙流结构互馈机制研究
- 批准号:40671022
- 批准年份:2006
- 资助金额:35.0 万元
- 项目类别:面上项目
应用地面立体摄影测量研究金字塔沙丘形成发育动态过程
- 批准号:49501014
- 批准年份:1995
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}