1、地理位置
北京師範大學房山綜合實驗基地位於北京市房山區竇店鎮下坡店村北,地處北緯39°35′,東經115°425′,為華北平原與太行山交界地帶。基地西部和北部是山地、丘陵,東部和南部為沃野平原。基地占地46畝,總建築面積7500m。基地距市中心20km,離學校50km。
北京師範大學房山綜合實驗基地屬於北方平原區與山區的過渡地帶,同時也屬於大都市圈的城市與郊區的過渡地帶,其區域代表性較為明顯,具有非常顯著的區域可研究性。
北京師範大學房山綜合實驗基地主要由“風沙環境與工程實驗室”、“土壤侵蝕模擬實驗室”、“水旱災害模擬實驗室”和“地震振動模擬實驗室”四部分組成。基地主要研究方向為土壤水蝕模擬與水土流失防治、土壤風蝕模擬與風沙災害防治、乾旱和洪澇災害防治以及地震災害損失評估等方面,起到為退化生態系統恢復重建、土地退化防治等相關學科方向的研究提供一個綜合性的基礎實驗平台。
北京師範大學房山綜合實驗基地為自然地理學科研究領域提供了很好的實驗平台基礎,主要涉及到的學科研究方向為地表過程研究中的水、風、溫度等地表過程要素,具有很強的學科代表性,當前地表過程系統研究領域越來越受到國內外學術界的重視,因此對於這些地表過程要素的研究尤為重要。
2、風沙環境與工程實驗室
(1)實驗室功能
可開展風沙運動模擬,各種風沙災害防治工程技術的大比例模擬,大氣污染物擴散模擬,一般的風工程模擬等。包括大型風沙環境與工程風洞和中型風沙環境與工程風洞。
(2)關鍵實驗儀器設備
三維移測與供沙系統、電子壓力掃描閥(128通道)、熱膜風速計(IFA300)、數字式粒子圖像測速系統(PIV)、風沙流風場數據採集系統(2套,15風速通道+溫濕壓三個通道)、土壤風蝕天平、風沙土工程力學測試儀器(一套)等。
3、土壤侵蝕模擬實驗室
(1)人工模擬降雨大廳
人工模擬降雨大廳是繼研究黃土高原的土壤侵蝕與旱地農業國家重點實驗室人工模擬降雨大廳後,建成的我國第二個大型人工模擬降雨大廳。降雨大廳內裝備有室內人工模擬降雨系統、水槽沖刷實驗系統、泥沙和土壤理化性質分析室,並在室外配有坡面徑流小區。
人工模擬降雨大廳主要為以下研究提供實驗條件:(1)土壤水動力學過程及其定量表達;(2)土壤侵蝕模型參數率定;(3)土壤侵蝕影響因子與過程控制實驗;(4)水土保持效益對比實驗;(5)土壤養分遷移過程及其參數測定等。
降雨大廳在滿足我校教學科研的同時,也對外開放使用。目前,已向江西農業大學、長江科學院水土保持研究所、中國科學院成都山地災害研究所、中國科學院地理與資源科學研究所和中國科學院生態環境研究中心等單位的相關科研工作者提供了開放服務。(2)人工模擬降雨實驗場
人工模擬降雨實驗場包括準備區、降雨區、耕作措施影響試驗田和坡面徑流小區等,實驗場可開展的實驗研究包括:
(1)降雨、坡長和坡度與入滲、產流、侵蝕的關係;
(2)土壤侵蝕水動力學機理實驗;
(3)同等降雨條件下不同土壤入滲、產流、產沙的差異;
(4)降雨徑流、入滲、結皮形成及其與入滲的關係;
(5)坡面土壤侵蝕過程和機理,如濺蝕、薄層水流侵蝕、細溝侵蝕等;
(6)水土保持措施效益;
(7)坡面土壤養分的遷移與非點源污染;
(8)137Cs、7Be等核元素示蹤分析。
4、水旱災害模擬實驗室
水旱災害模擬實驗室包括20m2的土壤資源實驗室、20m2的植物資源實驗室、20m2的海冰化學實驗室以及20m2的海冰物理實驗室四個分室;20°、40°、60°大型坡面模型6個以及1400 m2的全自動日光溫室一座。
全自動日光溫室屋脊走向為東西向,橫向32.4m,縱向44m,共3棟11跨,總面積1425.6 m2。溫室配套設備有:內遮陽系統、外遮陽系統、濕簾風扇降溫系統、供水及灌溉系統、水暖供熱系統、計算機控制系統以及配電系統。全自動日光溫室可以承擔溫、濕和光等生態參數控制和開展保育塊製作與培育技術實驗、農作物抗旱機能實驗與人工生長基質層的成分配比實驗研究。
5、地震振動模擬實驗室
地震振動模擬實驗室為彩鋼板結構廠房,東西方向長度16m,南北方向寬度10m,總面積160 m2。
地震振動模擬實驗室的主要功能
原狀黃土物理力學參數測試;
黃土斜坡模型與天然斜坡相似理論研究;
研究地震動參數下斜坡模型地震動力回響規律;
地震作用下斜坡模型破壞過程、結構面作用。
6、房山綜合實驗基地其他配套設施
(1)房山綜合實驗基地氣象園
房山綜合實驗基地氣象園建於2006年,位於基地中央空曠區域,周邊為綠地,氣象場按照標準氣象站要求設計,長25m,寬25m,總面積625.00m2。內部安裝了大、小百葉箱各一、雨量筒、虹吸式自記雨量計、小型蒸發皿和地溫表等氣象觀測儀器。
主要進行溫度、溫度變化過程,濕度、濕度變化過程,降雨量、降雨過程,蒸發量和地溫等氣象要素的觀測。另有HOBO自動記錄氣象站一套,主要觀測要素包括:總輻射、光合有效輻射、淨輻射,氣溫,氣壓,相對濕度,風速、風向,降雨量,蒸發量,地溫、地表熱通量和CO2濃度等。記錄數據時間間隔為10分鐘。
氣象要素觀測主要以自記為主,輔之以人工觀測。自2007年7月開始進行了連續的觀測,至今已積累6年多的氣象數據。
(2)科研綜合樓
科研綜合樓建築面積1780.60m2,主要為基地實驗人員辦公住宿用房,磚混結構,地上三層,局部四層,建築物檐高14.40m。房間配置為辦公用房、餐廳、活動室、會議室及標準客房。室內配有空調,衛生間配置電熱水器,可以接待實驗師生40餘人開展實驗。
7、房山綜合實驗基地實驗儀器與設備
房山綜合實驗基地目前擁有各類儀器設備110餘台(座),總價達1398萬元,其中主要的大型儀器設備設施包括大型風洞1座,中型風洞1座,人工模擬降雨設備和野外模擬降雨設備各1套,自動監測氣象站1座,大型坡面模型6個以及全自動日光溫室大棚1座。在房山綜合實驗基地,科研、觀測儀器設備的管理與使用有專人進行負責,實驗基地有專門的儀器設備存放室,並且建立了儀器設備使用與歸還登記制度。
北京師範大學房山綜合實驗基地現有的儀器設備,已經能夠滿足自然地理學領域國家野外站的試驗觀測要求,其中兩座風洞設備以及相關的配套觀測儀器設備可以進行風沙災害與土壤風蝕方面的實驗模擬與研究,而室內人工模擬降雨機設備和野外人工模擬降雨機設備可以分別進行室內外的土壤侵蝕模擬實驗,另外還有一些相關儀器設備可以進行室內和室外的作物水旱災害模擬實驗。
房山綜合實驗基地現有的儀器設備都有專門的工程實驗人員進行維護保養和使用,所有的儀器設備都能正常運轉和工作,如儀器設備出現問題,實驗基地也會有相應的處理機制和維修措施。現有的儀器設備使用率都比較高,大約能達到40%左右,其中幾個大型的儀器設備,如大型風洞設備和人工模擬降雨機設備的使用率更高,可以達到70%左右。
8、開放交流
房山綜合實驗基地作為一個重要的以地表過程研究為基礎的實驗平台,從建成以來就受到國內外相關研究機構和學者的廣泛關注,因此也陸續接待了多位專家學者的參觀和訪問,起到了積極的宣傳作用。