【摘要】：風沙流是一種近地表沙粒的群體運動,風沙流特征不僅是判斷地表蝕積狀態(tài),掌握風成地貌形態(tài)發(fā)育及演變規(guī)律的依據(jù),也是風沙地貌學、防沙治沙工程的重要理論之一,因此風沙流的研究在風沙科學中占有很重要的地位。由于自然環(huán)境下風的脈動特征、地表濕度、下墊面屬性和風程長度等因素的時空變化對風沙輸移的影響,野外直接觀測輸沙率成為風沙流研究的重要基礎。風沙輸移是風和地表相互作用的結果,地表特征對風沙運動的變化有深刻影響,橫向沙丘不同部位輸沙率的時空變化是沙丘形成的基本因素。本文選擇在位于騰格里沙漠東南緣的中國科學院風沙觀測場內(nèi),直接觀測不同地表類型及橫向沙丘不同部位的輸沙率,初步探究自然環(huán)境中下墊面特征對風沙輸移的影響和橫向沙丘不同部位的風沙流特征。 通過觀測不同地表類型的輸沙率,對比研究下墊面性質(zhì)對風沙運動的影響。在三塊面積均為80m×80m的試驗區(qū)域(礫石覆蓋地表、草方格包圍地表和無障礙包圍流沙地表)進行輸沙率觀測,使用LDDSEG集沙儀收集1m高度風沙沉積物,分析三種地表類型輸沙率和風沙流通量廓線特征。主要結論如下： (1)輸沙率。三種地表類型的輸沙率整體上和觀測期間的平均風速及最大風速的三次方成正比；擬合分析發(fā)現(xiàn)輸沙率和輸沙勢之間的相關關系更加顯著；草方格包圍地表和礫石覆蓋地表的輸沙率相似,流動沙地表的輸沙率則比草方格包圍地表和礫石覆蓋地表的輸沙率大很多。 (2)風沙流通量廓線函數(shù)。三種地表類型風沙流通量廓線均遵循指數(shù)遞減規(guī)律；草方格包圍沙地和無障礙流動沙地的風沙流通量廓線相似,兩者和礫石覆蓋地表的風沙流通量廓線相比有較大差異：隨風速和高度增大,礫石地表的風沙流通量逐漸大于流沙地表和草方格地表。 (3)風沙流通量廓線參數(shù)。風沙流通量廓線函數(shù)中回歸參數(shù)表征風速和地表性質(zhì)對風成輸沙率的影響,參數(shù)a和輸沙率有關,參數(shù)b表征風沙流通量廓線的相對遞減率及躍移沙粒的平均躍移高度。b值越大風沙流通量隨高度遞減越慢,表明風速越大,更多沙粒在較高層的氣流中運動。 橫向沙丘形成時不同部位輸沙率和順風向距離不同。在橫向沙丘不同部位(迎風坡坡腳、迎風坡中部、坡頂、背風坡坡腳)布置觀測點,探究正在形成的橫向沙丘輸沙率及風沙流通量廓線的變化規(guī)律。主要結論如下： (1)輸沙率。所觀測沙丘處于形成初期階段,形態(tài)和當?shù)仫L況尚未達到平衡狀態(tài),而處于達到飽和輸沙率狀態(tài)前的“緩沖過程”,因此輸沙率和順風向距離的關系在觀測期間不斷變化。橫向沙丘不同部位的輸沙率趨勢線表明沙丘表面的輸沙率總體隨風速增大而增加；從迎風坡坡腳到坡頂,輸沙率逐漸增大,坡頂輸沙率最大,迎風坡坡腳輸沙率和背風坡坡腳輸沙率大致相同。 (2)坡頂／迎風坡坡腳輸沙率比率。迎風坡坡腳和坡頂輸沙率的差異主要取決于沙丘的高度,本研究中橫向沙丘高度為2.5m,坡頂／坡腳輸沙率比率遠小于高大沙丘,且坡頂／坡腳輸沙率比率隨風速增加而增大。 (3)風沙流通量廓線函數(shù)。橫向沙丘不同部位風沙流通量廓線分布的總體趨勢是距地表越近輸沙量越多,隨高度增加風沙通量逐漸減小,沙丘不同部位的風沙流通量廓線均近似遵循指數(shù)函數(shù)遞減規(guī)律。 (4)風沙流通量廓線參數(shù)。風沙流通量函數(shù)中的參數(shù)與輸沙率和風速有關,參數(shù)a隨輸沙率的平方根呈線性增加趨勢,參數(shù)b表征風沙流通量隨高度增加的相對遞減率。野外環(huán)境中沙丘輸沙率和風速之間關系較復雜,沙丘不同部位輸沙率的相對遞減率及沙粒的平均躍移高度和風速的相關關系并不明顯,其相關性遠低于此前的研究結果。
【學位授予單位】：陜西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：P931.3

【參考文獻】

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1 楊保,鄒學勇,王周龍,董光榮,劉玉璋;氣流中躍移顆粒的受力分析[J];地理科學;1999年05期

2 董玉祥;P A Hesp;S L Namikas;馬駿;;海岸橫向沙脊表面風沙流結構的野外觀測研究[J];地理科學;2008年04期

3 凌裕泉,吳正;風沙運動的動態(tài)攝影實驗[J];地理學報;1980年02期

4 王濤,吳薇,薛嫻,孫慶偉,張為民,韓致文;近50年來中國北方沙漠化土地的時空變化[J];地理學報;2004年02期

5 鄒學勇,董光榮;風沙物理學的發(fā)展與展望[J];地球科學進展;1993年06期

6 王洪濤,董治寶,張曉航;風沙流中沙粒濃度分布的實驗研究[J];地球科學進展;2004年05期

7 屈建軍,黃寧,拓萬全,雷加強,董治寶,劉賢萬,薛嫻,俎瑞平,張克存;戈壁風沙流結構特性及其意義[J];地球科學進展;2005年01期

8 張克存,屈建軍,俎瑞平,方海燕;不同下墊面對風沙流特性影響的風洞模擬研究[J];干旱區(qū)地理;2004年03期

9 張正Pr;董治寶;趙愛國;韓蘭英;錢廣強;羅萬銀;;沙漠地區(qū)風沙活動特征——以中國科學院風沙觀測場為例[J];干旱區(qū)研究;2007年04期

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本文編號：2730883