高立式尼龙网沙障防风阻沙特征及其合理配置

高立式沙障在线性工程风沙灾害防护中被广泛应用,布置模式直接影响工程防风阻沙效率和成本效益。在乌兰布和沙漠穿沙公路迎风侧,选择上疏下密式尼龙阻沙网分别设计4种高度单行、4种高度3种间距双行沙障来模拟风沙灾害防治观测场,使用阶梯式集沙仪与HOBO风速采集仪对不同风速下防风阻沙效率参数进行观测。结果表明:(1)低风速(12 m·s-1)背景下,高立式尼龙阻沙网沙障障后有效防护距离单行为3H(相同沙障高度的距离)以内,双行为12H。(2)单行高立式尼龙阻沙网沙障的障后3H沙障截留率平均为85.14%,障后5H平均为91.23%;双行障后3H平均为93.53%。(3)在中低风能地区线性工程防护中配置尼龙阻沙网时,不建议使用0.6 m及以下高度沙障;8 m·s~(-1)风速及以下可配置1 m高度单行尼龙阻沙网沙障;8～12 m·s~(-1)风速可配置间距8H、高度0.8～1.0 m双行尼龙阻沙网;在大风速区(12 m·s~(-1))选择拓宽间距至10H、高度1.2 m尼龙网沙障多条带复式配置。此模式可优化治沙工程设计,完善线路工程沙害防治体系。     

尼龙网方格沙障防风效应复变规律

方格沙障的布设参数直接影响防风效应的复变作用,定量表达其复变规律,对于沙障配置模式的确定具有重要意义。在乌兰布和沙漠机械整平的风沙观测场,铺设9种不同高度、规格的尼龙网方格沙障,观测其在不同风速背景下的风速流场特征,揭示方格沙障防风效应的复变规律。结果表明:尼龙网方格沙障防风效应复合变化受不同指示风速下,沙障高度与规格共同的影响。沙障内部0. 1 m高度的风速随防护宽度的增加呈对数函数递减,指示风速增大1 m·s~(-1),风速衰减率增加0. 07倍;沙障高度增大0. 1 m,风速衰减率增加0. 20倍;方格边长增大1 m,风速衰减率减小0. 07倍。观测的9种规格方格沙障,30 cm高度1 m×1 m规格沙障复变作用最强,15 cm高度2 m×2 m规格沙障复变作用最弱。该结果可为确定沙障合理防护宽度、节约沙障铺设成本、优化沙障布设技术提供基础数据和理论支撑。     

塔克拉玛干沙漠4种结构尼龙阻沙网的防风阻沙效益对比

常用尼龙阻沙网的孔隙度为均匀分布,而风沙流结构在垂直方向上是非均匀分布的。通过设计4种孔隙度非均匀分布的尼龙阻沙网：大条带上疏下密式（A）、大条带上密下疏式（B）、小条带疏密相间式（C）,将其布设在塔克拉玛干沙漠腹地的垄间平地,以均匀结构阻沙网为对照（CK）。对4种阻沙网前后的风速变化、防风效能、积沙形态、积沙量进行对比。结果表明：① B阻沙网有效防护距离最短,仅为6H（H为阻沙网的高度）,其余3种结构有效防护距离差别不大,均为15H;在网后10H处0.15 m、0.3 m和0.5 m 3个观测高度,风速削弱程度的平均值存在明显差异,呈C>A>B>CK。② 在风季后期,4种结构阻沙网前后积沙量B最小,其余3种类型差别不大。③ 综合考虑防风和阻沙效益,C阻沙网提供了一个较好的结构模式,防护效益最好,B阻沙网最差,A和CK阻沙网效益相差不大。研究结果为高立式沙障结构优化设计提供了参考依据。     

新月形沙丘顶点与沙脊线重合和分离的两种过程——以甘肃河西走廊沙区为例

为了揭示新月形沙丘顶点与沙脊线重合和分离的两种过程,对甘肃河西走廊沙区绿洲边缘的新月形沙丘进行了调查观测,并在民勤绿洲边缘新月形沙丘上进行了流场观测。结果表明:1新月形沙丘的顶点与沙脊线的重合和分离两种过程交替进行,春季≥5 m·s~(-1)的NW风是沙丘顶点与沙脊线重合的主要原因,夏季≥5 m·s~(-1)的SE风是沙丘顶点与沙脊线分离的主要原因。重合的过程也是沙丘前移的过程。2沙丘顶点与沙脊线重合时,沙丘顶点的风速大于上风向旷野风速;沙丘的顶点与沙脊线分离且当旷野风速≥8 m·s~(-1)时,沙丘顶点至沙脊线之间的风速小于上风向旷野风速。3从沙丘迎风坡底部到沙丘顶部,中沙增多细沙减少;沙丘各部位的细沙粒度与≥2 m·s~(-1)的风速正相关,中沙粒度与≥2 m·s~(-1)风速为负相关;沙丘各部位粒度的不确定性是由两个相反方向的风沙流过程造成的,此过程与沙丘顶点与沙脊线重合和分离两种过程的交替进行是对应一致的。     

基于野外观测的风沙流跃移和蠕移运动规律研究

利用H11-sensit风蚀传感器、风速仪、微梯度集沙仪,于2014.7~2014.8在塔克拉玛干沙漠腹地塔中地区进行了风沙流跃移和蠕移运动连续观测试验,分析了该区域典型天气和不同风速下跃移、蠕移运动的规律。结果表明:(1)85mm高度范围内,随风速的增加,跃移量/蠕移量之比呈负幂数函数下降,最终趋于稳定,当风速在8.5m·s~(-1)左右时,跃移量/蠕移量之比约为8~10;(2)风速达到6.9m·s~(-1)时,总跃移量最大值为1952.01g;风速达到7.6m·s~(-1)时,总蠕移量最大值为211.79g。(3)总跃移量和总蠕移量的比值随风速的增加呈指数递减,典型天气过程中不同风速下的总跃移量和总蠕移量比值约为8~24。     

紫花苜蓿中心支轴式喷灌灌水均匀性试验研究

为提高紫花苜蓿中心支轴式喷灌灌水均匀性及定量分析其主要影响因子,在鄂尔多斯市鄂托克前旗昂素镇示范区进行了紫花苜蓿中心支轴式喷灌灌水均匀性试验,采用基于标准差的Wilcox-Swailes均匀系数法计算了不同风速条件下的喷灌灌水均匀系数,并定量化研究了喷灌对漂移损失、冠层截留损失、漂移和冠层截留总损失以及土壤含水率的影响。结果表明:风速对喷灌灌水均匀系数影响显著,平均风速为2.57 m·s~(-1)和1.53 m·s~(-1)时均匀系数分别达到0.88和0.92,说明喷灌均匀性良好,平均风速为3.34 m·s~(-1)时均匀系数为0.72,喷灌均匀性较差;研究区喷灌灌水定额40 mm时最大土壤入渗深度为80 cm,灌水后0~40 cm土层土壤含水率的提高非常显著,新增灌水量在该土层的分配占85.0%~95.0%;风速对喷灌漂移损失影响显著,随着风速的增大漂移损失率明显提高;风速对冠层截留损失影响不如对漂移损失的影响显著,较大风速时冠层截留损失率反而较低;即使在风速较低时(1.53 m·s~(-1))紫花苜蓿分枝期喷灌漂移和冠层截留总损失率也在11.0%~15.0%,损失较大。     

锡林郭勒典型草原区平坦草地风雪流结构特征

通过对锡林郭勒典型草原区平坦草地积雪全覆盖状况下风雪流野外观测,分析了近地表100 cm高度内的风雪流结构。结果表明:风雪流结构表现为移雪强度随距离雪面高度增加而急剧减弱。风雪流活动范围随着2 m处风速增强而逐步增大。风雪流结构函数在低风速条件下(4~7 m·s~(-1))符合对数函数关系衰减,高风速条件下(8 m·s~(-1))呈幂函数关系衰减;风雪流搬运高度主要集中在近地表20 cm范围内,该高度内移雪量达到总移雪量的80%以上;近地表100 cm高度范围内的平均移雪强度与2 m处风速符合极显著的幂函数关系,关系式为Q=3.378 6×10~(-7)·V~(5.5390)(P0.001,R~2=0.972 9)。近地表风速的增加,会导致风雪流搬运能力的急剧增强。相关结论可为典型草原区风雪流防治提供理论依据。     

单一行带式乔木固沙林内风速流场和防风效果风洞实验

文中研究在风速为10m/s和15m/s的风洞实验条件下,覆盖度为20%和25%的两种单行一带模式固沙林内的水平和垂直空间的风速变化情况,达到对两种不同模式的风速流场和防风效果进行比较分析的目的。通过分析可以得出,两种配置模式都形成了风影区和风速加速区相互组合的复杂的水平流场结构。两种模式对垂直空间风速影响相近,根据对不同高度风速的不同影响划分为地表加强层(0.8 cm以下)、微变化层(1.2 cm)、显著变化层(1.6 cm和3 cm)和稳定变化层(6 cm-35 cm)这四个变化层。从距地表1.6 cm高度开始,垂直空间风速变化沿来风方向的风速总体上是逐步减小的趋势,且在林带处会出现一个峰值。总的来讲两种模式降低水平空间和垂直空间风速的效果都相同,但沿林带方向降低水平空间风速的效果有所不同,两种模式降低垂直风速的效果从地表向上都表现出先增加后减少的趋势。     

陇东黄土高原地区杏园土壤综合肥力对人工生草模式的响应及其环境解释

为了揭示陇东黄土高原地区杏园土壤综合肥力对3种不同人工生草管理模式(模式A:杏树+黄花菜;模式B:杏树+紫花苜蓿;模式C:杏树+黄花菜+紫花苜蓿)及对照组CK(杏树+清耕)的响应机制,采用常规方法测定了土壤理化性质、酶活性及土壤微生物群落多样性等14项土壤环境指标。结果表明:土壤碱性磷酸酶和转化酶活性分别在模式A和C下活性最高,分别为18.18±0.51μg·g~(-1)·h~(-1)和213.15±3.69μg·g~(-1)·h~(-1),而土壤脲酶则在模式B和C中活性最高,分别为25.52±0.79μg·g~(-1)·h~(-1)和26.44±0.57μg·g~(-1)·h~(-1),土壤速效钾和速效磷含量在3个模式间无显著差异,但模式B(36.46±1.84 mg·kg~(-1))的土壤碱解氮含量最高;4种土壤微生物群落多样性指数在不同生草模式下均呈模式C模式B模式ACK,其中Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度在模式B和模式C之间无显著差异。NMDS排序结果表明,影响杏树林不同生草模式土壤肥力差异的最主要环境因子是Patrick丰富度指数(r~2=0.8489)和土壤脲酶(r~2=0.8111)。方差分解结果表明,土壤微生物学特性、酶活性及理化特性的总叠加效应共同解释杏树根际土壤综合肥力变异的79%,而土壤酶活性与微生物学特性是影响土壤肥力变异的主要环境因子(41%),土壤理化特性(3%)的独立效应对土壤肥力的影响要明显低于土壤酶活性(15%)与土壤微生物学特性(13%)。     

沙区光伏设施干扰下近地表输沙通量分析

为了揭示沙区建设光伏电站后沙尘运移特征和形态发育及演变过程,本文定量分析了主要风向(光伏板面向正南,风向为W,即光伏设施排布方向与风向夹角为0°)条件下,库布齐沙漠200 MWp光伏电站腹地区域光伏板不同位置输沙特征、地表风蚀状况和流场分布规律。结果显示:①光伏板不同部位输沙率随风速的增大而增加,不同风速下平均输沙率板间(1. 17 g·cm~(-2)·min~(-1))板后(0. 86 g·cm~(-2)·min~(-1))板前(0. 65 g·cm~(-2)·min~(-1))。0～30 cm垂直断面上,不同部位90%以上输沙率集中分布在0～8 cm高度范围内,95%以上输沙率集中分布在0～11 cm高度范围内,挟沙气流中输沙率随高度的分布均符合指数规律递减(R~2≥0. 98)。②沙粒平均跃移高度表现为板前板后板间,且与风速正相关。风沙流通量系数分析表明,板间和板后风沙流集中在近地层,而板前风沙流有向高层移动的趋势。③光伏板不同位置摩阻风速表现为板前(0. 562 0～0. 596 0 m·s~(-1))板后(0. 331 2～0. 436 0 m·s~(-1))板间(0. 325 2～0. 363 2 m·s~(-1))。而且板前干沙层厚度显著高于其他位置,土壤可蚀性增加,综合作用下导致板前发生强烈掏蚀现象,观测期风蚀深度可达12. 44 cm。研究可为沙漠地区光伏电站内风沙危害的科学防治提供理论支撑。     

黄土高原风蚀和风水蚀复合区的风蚀气候侵蚀力变化

利用黄土高原风蚀和风水蚀复合区30个气象站1961-2010年的观测资料,根据联合国粮农组织给出的风蚀气候因子指数（C值）的计算公式和线性趋势法、Pettitt变点检测、Morlet小波分析等方法,研究风速的空间分布、时空变化、突变特征和周期特性及其对C值的影响。结果表明：① 该区多年平均风速为2.2 m•s^-1,内蒙古和宁夏境内的部分地区风速较大,陕北、晋西北、陇东和青海部分地区较小。近50 a来风速整体呈显著减小趋势,1970s风速最大,2000s最小。② 年尺度83%的站点风速发生了突变,区域整体突变发生于1982年,四季风速突变时间与年尺度基本一致。③ 近50 a风速存在3次交替变化,1961-1977年和1995-2010年偏大,而1977-1995年偏小,季节尺度上也发现了类似的现象,未来一段时间内该地区风速仍然偏小。④ 该区多年平均C值的空间分布格局和时空变化趋势与风速较为一致,整体也呈现出显著减小趋势。⑤ C值与相对湿度和降水量呈负相关关系,与潜在蒸发量、干旱指数和风速呈正相关关系。风力增强（风速增加）和干旱加剧对于风蚀起到促进作用;温度上升及其造成的蒸发量增大也有助于风蚀的形成。     

内蒙古京津风沙源治理工程土壤风蚀控制效益研究

2000—2013年内蒙古风沙源治理工程区风蚀模数整体呈现下降趋势,风蚀程度有所减轻。5个亚治理区风蚀模数差异较大,其中浑善达克沙地治理区风蚀模数最高,其他依次为科尔沁沙地南缘治理区﹥乌兰察布高平原退化草原、荒漠草原治理区﹥锡林郭勒高平原-乌珠穆沁沙地盆地退化草原治理区﹥华北北部丘陵山地水源涵养治理区。工程区土壤风蚀量明显减少,2001—2013年累计净减少1 370 446.65×104t,其中,乌兰察布高平原退化草原、荒漠草原治理区累计净减少风蚀量最大;其次为锡林郭勒高平原-乌珠穆沁沙地盆地退化草原治理区。风力是造成内蒙古风沙源工程区土壤侵蚀的最主要营力。2000—2013年,工程区风蚀模数与风蚀量的逐步降低说明,京津风沙源治理工程实施十余年以来,通过实施各类治理措施,工程区土壤风蚀得到初步控制,工程区生态状况趋向好转,随着森林资源总量与质量的提高,水土流失状况进一步改善,沙化土地治理初见成效。     

麻扎塔格山对其南北侧风沙地貌的影响

麻扎塔格山位于塔克拉玛干沙漠腹地的和田河以西,北纬38°30′—38°40′,东经79°43′—80°48′,东西长120公里,南北宽2—4公里,高出山南平原200—300米。它的西侧是与麻扎塔格山结构、构造相似的古董山、罗斯塔格山,这一几乎连续的隆起把和田河西部的沙漠分为南北两部分。麻扎塔格山是由中上石炭系、二迭系和老第三系石灰岩、红色砂岩所组成。在该地区出露的老第三系乌拉根——卡拉塔尔组地层,中下部浅灰黄色钙质砂泥岩中夹有介壳层,含有贝氏牡蛎化石,在齐姆根组和阿尔塔什组的灰绿色泥岩、白云岩地层中含有双     

新疆策勒4个典型下垫面近地层风速脉动特征

以塔克拉玛干沙漠南缘策勒沙漠-绿洲过渡带为研究区,对流沙地、半固定沙地、固定沙地和绿洲内部4个下垫面平均风速、风速脉动和风向脉动特征进行分析,探讨风速、风向脉动差异原因。结果表明:1平均风速与阵风风速之间符合线性相关性,相关性随着距离地表高度的增大而增大,各高度平均风速与阵风风速都呈极显著正相关(P0.01);2从流沙前缘沿主风向至绿洲内部,随着植被盖度的增加,平均风速逐渐降低,且离地表越近降低的幅度越大;3随距离地表高度的增大,各测点风速脉动强度呈现先增大后减小的趋势,风速脉动相对值呈减小的趋势。从流沙地、半固定沙地、固定沙地到绿洲内部,风速脉动强度和风速脉动相对值总体上呈现增大的趋势,而在4个下垫面中,绿洲内部不同高度的风速脉动强度在夏季表现为最小,在冬季表现为最大;4风向脉动幅度以流沙地最小,半固定沙地、固定沙地次之,绿洲内部最大,即随植被覆盖度增加而增大。     

乌峭岭地区风速数据分析及风能密度计算

本文通过分析认为解决我国能源短缺问题的出路在于大量使用可再生能源—风能或太阳能。多年的气象资料显示我国甘肃省内的乌峭岭地区的风力资源相当丰富。基于对该地区近15年的日平均风速的统计分析,计算了各月的风能密度,说明该地区是未来风场建设的理想地区。另外,基于实测数据计算出了两种风速分布密度函数的特征参数,用两种分布密度函数—Weibull和Rayleigh函数预测了各月的风能密度,并与实测值进行了对比及相关性分析,结果说明Weibull函数比Rayleigh函数更准确。     

呼伦贝尔草地风蚀沙漠化演变及其逆转研究

本文从地区自然环境、资源分布特点、利用方式等多方面入手,对呼伦贝尔草地风蚀沙漠化成因、演变趋势作了较客观的分析,并以此为基础提出了相应的沙漠化逆转对策。     

格状沙障内风速波动特征初步研究

通过对不同孔隙度格状沙障内风沙流中风速波动特征研究发现:风沙流中各高度层风速波动具有很好的相关性,其波动幅度随孔隙度的增加而减小;瞬时风速在时间序列上波动的均一性随不同高度间距离增加呈递减趋势;瞬时风速的波动性一方面受下垫面性质及外在环境条件的影响,另一方面与其所在高度层沙粒数量和运动状态有关.     

克里雅河下游风沙地貌特征与沙漠化防治

克里雅河发源于新疆昆仑山北坡,全长740公里,其中有水段537公里,季节性河段124公里,干河床79公里,流域面积7358平方公里。出山口后流经石质戈壁,穿过于田绿洲,蜿蜒曲折流入塔克拉玛干沙漠腹地。多年平均径流量近7亿立方米,7—8月为洪水季节,7月份最大流最72.15立方米/秒,最大洪水可延伸至夏力特让以北50公里。     

沙障工程防治格状沙丘前移的风洞实验研究

分析研究表明，格状沙丘主梁是在主风作用下形成的横向新月形沙丘链；而副梁是在两个次主风的共同作用下，在横向沙丘链迎风坡上逆向形成的纵向沙丘。风洞实验和野外观测结果证明，延缓格状沙丘前移，可以在其主、副梁上采用高立式加半隐蔽式沙障，构成复合沙障，利用其抬高阻滞作用而达到目的。     

中国北方农牧交错区夏季土壤风蚀研究——以河北丰宁县大滩乡二道河为例

土壤风蚀与风速、土壤粒径组成和地表的植被盖度有关 ,在农牧交错区 ,夏季存在着风蚀风速 ,由于植被盖度的增大 ,减缓了夏季风蚀现象的发生。所以 ,降低放牧强度 ,保持一定的植被盖度 ,不但能阻止夏季风蚀现象的发生 ,而且对来年春季的生态状况有较大影响。