【编者按】由我校、丹麦皇家建筑艺术学院和兰州理工大学共同发起主办的“极端环境中建筑结构设计”国际学生研习营，历时20天，经兰州周边沙漠和极端环境地区行程近5000公里的科学考察，我院参加科考的队员们记录下他们眼中的科考过程和经历，现刊发于此，与大家分享。
(一）
今天天气晴朗。兰州理工大学、我校和丹麦皇家建筑艺术学院三校的同学一起去参观兰州新区。
兰州新区位于东经103°29′22″～103°49′56″，北纬36°17′15″～36°43′29″。作为甘肃省下辖的国家级新区，是国务院确定建设的西北地区重要的经济增长极、国家重要的产业基地、向西开放的重要战略平台、承接产业转移示范区。兰州新区占地1700余平方公里,人口18.95万，地广人稀，发展潜力巨大。
上图 新兰州公园内合照
抵达兰州新区后，我们首先参观了新兰州公园。丹麦皇家建筑艺术学院学生Otis Sloan Brittain在这里采集了水样，他试图收集兰州当地水体之中的藻类进行培养，并希望通过藻类在建筑设计中的应用改善兰州当地的空气污染。
上图 样品采集
参观公园之后，大家参观了碧桂园的城市花园项目，并站在最高的建筑上观看城市花园周围的建筑群。新城的建设中有些村庄尚未搬迁，呈现出当地原始建筑的特色：由于当地缺水，建筑的屋脊总是斜向一侧用于收集雨水，四面的围墙则用于抵御风沙。
上图 碧桂园-城中花园前合照
上图 兰州新区
（崔弥达）
（二）
在
西固区的黄河边是我们科考的第一站。专业主攻污水处理方向的Maja，去黄河边取水样。她将黄河水装入矿泉水瓶子里带回实验室研究，对水的污染程度和类型进行鉴定，并尝试可否将其转化为可饮用的水。
上图 Maja在黄河边取水样
研究室内空气净化的Otis Sloan Brittain，也进行了采样。他主要想获得水中的藓类生物，将其带回培育，种植在一个方形的薄板上。如果要净化房间内部的空气，只需将薄板挂到墙上就可以了。建筑设计的一个原则就是就地取材，尽量不加重环境的负担。
上图 Otis Sloan Brittain取水中藻类生物样本
科考的第二站是西固区的一家化工厂。远处的烟囱冒着股股白烟，大家可以直接闻到空气中的异味。科考队员在此测定了空气污染物浓度和辐射到空气中的浓度。
上图 西固区化工厂冒出的白烟
上图 Rikke Winzents测试化工厂附近辐射的强度
第三站是甘肃省博物馆。甘肃省博物馆是一所综合博物馆，始建于1956年，位于中国甘肃省兰州市七里河区。队员们参观了古代丝绸之路，看到了许多反映古丝绸之路的精美文物，包括北方草原文化青铜器、铜奔马及仪仗队、汉唐丝织品、佛教造像、金银器、唐三彩、元青花等丰富多彩的文化遗产。
上图 研习营师生在甘肃博物馆前合影
当天的行程结束后，队员们回到住地开始商讨极端环境考察路线。经讨论，参加极端环境考察的19名学生（6名我校学生，7名兰州理工大学学生，6名丹麦皇家艺术学院学生）以及两名教授将兵分三路，从不同角度进行极端环境考察：当大部队经过银川时，将有6名学生留在银川。他们在利用湖底沉淀物进行建筑砂浆研究的同时，将利用绿色植物对污水净化进行研究。接着，将有6名学生留在吉兰泰镇，测定风沙对建筑产生的影响，研究空气净化和水污染处理等问题。剩下的7名学生将继续前往包头，参观包头的稀土高新区，并对那里的空气污染以及空气中的辐射进行测定。队员们从11月24日陆续分开进行科考研究，11月29日将在巴彦淖尔会合，进行接下来的研习营活动。
上图 Group2商量极地考察的路线及行程
（刘一荻）
（三）
今天将要辗转两个城市，目的地是宁夏省会银川，因此队员们的出发时间非常早。清晨5点，我们一行人就集结到位，沿着109国道——G30连霍高速——G6京藏高速，依次赶赴沙坡头、中卫、银川等地区考察学习。
沙坡头是今天考察的第一站。沙坡头地区位于宁夏回族自治区中卫市，腾格里沙漠东南角，濒临黄河，属草原化荒漠地带，该地区的沙丘群呈阶梯状分布。在进入沙漠区之前，队员们一直沿着黄河岸边行走，途经一座黄河悬索桥横跨两岸。此桥是人行桥，采用的是格构式桥塔，桥的主梁为浅梁，桥面板非常轻，下面用吊索张拉，以增加横向刚度，防止主梁左右摇摆。
上图 黄河悬索桥
沙漠作为一种极端的自然环境，有着高温、强风、干旱等气候特点，因此被认为不适合人居住。但是，沙漠依然拥有巨大的建筑开发价值。研究沙漠地区的地质地貌，是本次研习营的重点目标之一。
上图 沙坡头沙漠地区
沙坡头沙漠地区砂土为绵砂,这种砂地是河水冲洗卵石的填隙物或淤积的黄土层中的砂粒层，砂粒直径一般
上图 沙漠合影留念
结束沙坡头考察后，队员们继续驱车赶赴中卫市。在中卫短暂停留并用过午饭后，大家继续向银川进发。科考队于下午5时左右到达银川，短暂休整后，David教授召集队员们集合，讨论晚上样品采集方案和之后几天的行程安排。Jack Cripps和Emilie Jaspers留在银川，他们将利用湖底沉淀物做建筑砂浆并利用绿色植物进行污水净化研究。讨论结束后，David教授带大家到银川郊区的黄河桥边进行水样采集。采集工作由Jack和Emilie负责，其他队员则帮忙进行路线引导和协助采集。
上图 水样采集器
上图 David教授布置取样过程拍摄点
上图 Jack Cripps采集黄河水样
当天已是接近
（张弛）
（四）
I：吉兰泰镇
今早盐湖小队（其中SEU队员为崔弥达、刘健强）的队员们6时出发，经过近4个小时的旅程，于上午10时左右到达内蒙古阿拉善左旗吉兰泰镇。吉兰泰镇以生产盐、纯碱著称。位于吉兰泰镇的吉兰泰盐湖是我国境内的中型盐湖之一，盐层平均厚度3~
上图 一处盐池
Lilli Wickström首先在小镇周边的一处盐池中采集了盐水的样本，并在盐池边组装了她的试验设备。Lilli设计的试验装置用于将盐水转化为纯水。晴朗天气下，通过铝片反射太阳光加热装置中的盐水，水受热蒸发后产生的水蒸气在塑料球罩上液化，在重力作用下液化水将自动汇集，而液化水中将不含盐分。接下来的两天时间里，Lilli将对装置的实际性能进行测试。
上图 Lilli Wickström正在组装试验设备
下午3时，在David Garcia教授的带领下，队员们进入沙漠支搭帐篷，在盐湖地区试验的丹麦学员将在沙漠里的帐篷中度过3个夜晚，体验低于
上图 David Garcia教授和学生准备进入沙漠露营地点
II：银川
银川分队由丹麦的Emilie Jaspers和Jack Cripps、兰州理工大学的高潇丽、裴美娟和张昆玉以及我校的吴森坤、张驰、刘一荻和姚程渊组成。银川是宁夏回族自治区的首府，西倚贺兰山、东临黄河，是历史悠久的塞上古城，素有“塞上江南、鱼米之乡”的美誉。在此，中国的同学们将协助Emilie和Jack完成其课题实验。
Emilie Jaspers主要研究城市的建造对自然水环境的影响，希望考察银川市区黄河的污染状况；同时她研制了植物净化水环境的设备，将在银川测试其净化效果。Jack Cripps主要研究从黄河的河水中提取砌体材料粘合剂原料的方法。银川小分队考察研究的第一天，主要任务是寻找合适的实验地点，购置实验材料和检测实验设备。
上午小分队在市区内采购了实验所需的材料。Emilie选择了铜钱草作为净化水的植物。铜钱草，学名为中华天胡荽（Hydrocotylechinensis Craib），水陆两栖，耐阴、耐湿，稍耐旱，适应性强，生性强健，种植容易，繁殖迅速，比较符合实验需求。
上图 Emilie Jaspers采购铜钱草
接着，银川小分队兵分两路，分别沿着黄河东西两岸寻找合适的测试地点。东岸银川黄河大桥和银川黄河二桥之间是水利部门测黄河水深的位置，流速较缓，交通便利。Emilie采集了两份样品，并用录像记录了此处黄河水环境的情况。在黄河的东岸，Jack于黄河二桥以北，找到了河岸规整的一段，并在小组同学的帮助合作下进行了采样。
上图 Emilie Jaspers和姚程渊采集黄河水样本
上图 Jack Cripps和吴森坤采集黄河水样本
黄河水岸情况考察结束后，一行人稍事休整后，又出发来到唐徕渠考察。唐徕渠又名唐渠，建于唐武则天年间，居银川平原十四条大渠之首。冬季枯水期唐徕渠水量很少，晚上结了一层薄冰。
上图 Jack Cripps和Emilie Jaspers考察唐徕渠
考察途中，Emilie和队员们探讨了他对黄河受污染的看法，大家一致认为要对自然充满敬佩，环境保护重在千秋。一天下来，在
（刘健强、姚程渊）
（五）
今天是银川小分队到达银川的第三天。早上8点半一行人出发继续赶赴黄河东岸的黄河大桥和黄河二桥之间的水域考察。EmilieJaspers的研究目标是城市建设对水环境的影响，并了解银川市区黄河的污染状况。今天她将利用研制的植物净化水的设备，测试其净化效果。Jack Cripps将利用他制作的试验装置从黄河中提取砌体材料粘合剂原料碳酸钙，希望增加砌体材料的强度。
昨天队员们已经完成了取样选址工作，今天上午就直接开始实验过程。上午的任务是实验仪器的搭建，由于大家已经熟悉了实验仪器的基本构架并且具备一定的结构设计概念，实验仪器的搭建进展得很顺利。黄河边刮起了大风，水面一直处于波动状态，Emilie觉得这种天气非常不利于水样采集，但是大家依旧按计划进行安排。
上图 张驰和Emilie Jaspers布置实验场地
上图 实验装置拼装完成
Jack展示了他的设计理念和原理图，非常简洁明了。装置利用三根木棒固定在地面上，每根木棒利用拉索及钢钉锚固在地面中，结构具有很高的稳定性。装置的顶部是太阳能电池板，用来提供装置所需要的电能，大家将收集到的水样放置于容器中进行电解，Ca2+吸附于电池阴极，当Ca2+吸附量足够大时，将其与二氧化碳反应，得到碳酸钙。Jack的想法是希望充分利用黄河中的钙离子，达到净化黄河水的同时获取到大量的砌体材料粘合剂。
上图 Jack Cripps实验装置立面图
上图 实验装置拼装完成
在考察的过程中，Emilie提出来黄河的银川流域并不是最佳取样位置，因为黄河没有经过银川市区，城市的建设过程对黄河的影响较小，不能达到原先期望的目的，因此取消了下午的实验。经过讨论，队员们选择的下一个考察城市是黄河沿着城区流过的城市——内蒙古乌海。此次项目需要实时拍摄实验装置和黄河水位的动态过程，所以即便没有进行实验，所有队员都秉持严谨的态度，依然坚守岗位到晚上8点。任务完成后，一行人在黄河边合影留念。
上图 一行人合影留念
（张驰）
（六）
早上8点，David Garcia教授带着Rikke Wincentz Rasmussen以及3位兰州理工大学的同学乘车出发前往包头，剩下的人员将在吉兰泰镇继续进行试验。前一天晚上丹麦学员就已经组装、安置好试验装置，在其他队员步行到达露营地点时，他们已经在进行试验，收集相关数据。
上图 丹麦学员的露营地点
Lilli Wickström的试验装置安装在沙丘顶上，以尽可能多地接受日光照射。Lilli的试验装置可将盐水转化为纯水，通过铝片反射太阳光加热装置中的盐水使水分蒸发，水蒸气液化就得到了达到可饮用程度的纯净水。Lilli每隔1小时对试验地点的光照强度进行测试，同时测量装置内部与外部的温度，从而对装置的性能进行评价。经过一段时间的日光照射，可以明显的看到塑料罩上布满了小水珠，说明试验装置起到了预期的作用。
上图 Lili Wickström的试验装置正在工作
Alexander Guldager Kongshaug则关注空气的净化，他设计的试验装置有4个口径、位置均不同的进出气口，通过调整不同进出气口的开启或关闭，可以调节空气在装置内的流动路径和流速，Alexander将用测试设备对空气流速进行测量。进出气口均安装了过滤装置，能够起到净化空气的作用。过滤装置是采用预制的格网，在当地盐池水中浸泡，盐分结晶后附在滤网上而制得，充分利用的当地的地理条件。
上图 Alexander的试验装置
上图 Alexander试验装置的滤网
Christian Lopez的研究课题是观测沙丘的移动。他在沙丘中打入多个细杆，通过测量细杆的外露高度、细杆的倾斜、相邻细杆顶的距离和相邻细杆顶连线与水平面的夹角，去评估沙丘在风作用下的移动。在半天时间里，细杆的外露高度可变化达
上图 Christian在测量相关数据
明天丹麦学员将继续测试装置，并可能考察当地的风土人情，后天我们将再次出发，前往巴彦淖尔与David教授会合。
（刘健强）
