發(fā)布時(shí)間：2021-02-28 10:11

　　分析流動(dòng)沙丘脊線處的風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)對(duì)認(rèn)識(shí)其形態(tài)-動(dòng)力學(xué)過(guò)程至關(guān)重要,進(jìn)而為干旱區(qū)綠洲保護(hù)和生態(tài)重建提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。利用傳統(tǒng)的被動(dòng)式集沙儀,分別對(duì)正風(fēng)向與反風(fēng)向情況下新月形沙丘脊線附近0～60 cm高度內(nèi)的風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)進(jìn)行觀測(cè),通過(guò)函數(shù)擬合方法分析風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:正風(fēng)向時(shí),輸沙量隨高度增加符合冪函數(shù)遞減的規(guī)律,氣流對(duì)沙物質(zhì)的輸運(yùn)集中在近地表30 cm高度內(nèi);反風(fēng)向時(shí),輸沙量隨著高度的增加先增加后減少,變化趨勢(shì)近似符合雙高斯函數(shù),氣流含沙量在30～50 cm高度內(nèi)最多。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)沙漠. 2019,39(06)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

研究區(qū)概況Fig．1Studyareaoverview

46cm高度。在沙丘對(duì)稱軸的上風(fēng)向設(shè)置風(fēng)速儀以記錄風(fēng)速，風(fēng)速桿與新月形沙丘的距離為28m。共進(jìn)行了兩次觀測(cè)，時(shí)長(zhǎng)分別為50min和20min，風(fēng)速廓線給出的對(duì)應(yīng)指示摩阻風(fēng)速為0．29m·s－1和0．61m·s－1。文獻(xiàn)［22］僅分析了輸沙率沿脊線的分布特征，這里進(jìn)一步探討丘頂附近脊線處的風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)。反風(fēng)向作用的觀測(cè)地點(diǎn)位于烏力吉東南部(圖1觀測(cè)點(diǎn)2)。選取一新月形沙丘為研究對(duì)象，高45m，兩個(gè)翼角之間的水平距離為314m，從沙丘脊線中部到迎風(fēng)坡腳的長(zhǎng)度為162m。如圖2所示，在新月形沙丘反風(fēng)向脊線附近的右翼設(shè)置新型方口集沙儀，集沙儀與脊線水平距離為43cm，自下而上的第一個(gè)集沙盒與脊線在同一高度，并且始終與地面垂直。反風(fēng)向的風(fēng)沙流在沙丘脊線處向正風(fēng)向一側(cè)吹動(dòng)，由于風(fēng)力較大，使含沙氣流向空中揚(yáng)動(dòng)。集沙儀總高85cm，可收集距地面60cm高度內(nèi)所有的風(fēng)蝕物，由固定座、前蓋的盒體、集沙盒3部分組成［27］。集沙儀的前面有10個(gè)進(jìn)沙口，進(jìn)沙口之間留有空隙，可使部分氣流順利通過(guò)集沙儀。每個(gè)進(jìn)沙口對(duì)應(yīng)一個(gè)集沙盒，集沙盒分別設(shè)置在2、12、22、32、38、44、49、53、57、60cm高度。集沙盒由鐵皮制成，長(zhǎng)3cm，寬1．5cm，面積為4．5cm2。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)表明該集沙儀的集沙效率與沙粒粒徑有關(guān)，當(dāng)顆粒粒徑小于0．25mm時(shí)，集沙效率小于25%，粒徑0．25～0．5mm，最大集沙效率達(dá)69．7%，粒級(jí)0．5～0．85mm，集沙效率為59．6%［27］。在同側(cè)翼角中部脊線處設(shè)置超聲風(fēng)速儀以記錄風(fēng)速，頻率為5Hz，設(shè)置在距地面50cm高度處［28］。觀測(cè)時(shí)間分別為12、13

流中含沙量增加，而在26cm以上高度輸沙率變小，則說(shuō)明風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)以躍移為主，氣流在近地表搬運(yùn)沙子的能力較強(qiáng)。在此風(fēng)速條件下，用式(1)的冪函數(shù)進(jìn)行擬合，圖3B給出了擬合參數(shù)和相關(guān)系數(shù)。由此可知，較強(qiáng)的相關(guān)性再次證實(shí)了輸沙率隨高度符合冪函數(shù)遞減的特征。2．2反風(fēng)向反風(fēng)向數(shù)據(jù)采集的時(shí)間分為3段，時(shí)長(zhǎng)分別為12、13、9min。由脈動(dòng)風(fēng)速計(jì)算得到3個(gè)時(shí)間段的摩阻風(fēng)速分別為0．15、0．21、0．20m·s－1。按照與正風(fēng)向情況相同的數(shù)據(jù)分析方法處理，得到反風(fēng)向風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)圖(圖4)。顯然，與正風(fēng)向的風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)有本質(zhì)上的差別。新月形沙丘背風(fēng)坡短而陡，反向的近地表氣流急劇加速，導(dǎo)致躍移速度和長(zhǎng)度都有明顯的增加，從而風(fēng)沙流中的沙粒對(duì)氣流有很強(qiáng)的跟隨性。越過(guò)沙脊后繼續(xù)隨著反向風(fēng)以一定角度上揚(yáng)，風(fēng)速越大，上揚(yáng)高度越高(圖2)。反向風(fēng)時(shí)3個(gè)風(fēng)速條件下的風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征相似，皆呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)。具體來(lái)看，在風(fēng)速為0．15m·s－1時(shí)，0～30cm高度內(nèi)，輸沙率隨高度變化趨勢(shì)比較和緩;30～50cm高度內(nèi)，輸沙率隨著高度劇烈增加，隨后又迅速下降。輸沙率在0～30cm高度內(nèi)只占7．04%;在30～50cm內(nèi)占到了總輸沙率的80．19%;在49cm高度處達(dá)到最大值，占總輸沙率的36%。當(dāng)風(fēng)速增大到0．21m·s－1時(shí)，輸沙率在0～30cm高度內(nèi)隨高度變化較為緩慢，而在30～45cm高度增加劇烈，最高值出現(xiàn)在44cm高度處，峰值輸沙率占總輸沙率的37%，之后在45～60cm高度輸沙率隨著高度的增加迅速下降，輸沙率在0～30cm只有9%，在30～50cm高度內(nèi)占總輸沙率的84．44%，50cm以上只有2．

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3055699