不同砾石盖度戈壁床面动力学特征研究

利用野外车载移动式风洞,对莫高窟顶不同砾石盖度戈壁床面的动力学特征进行了实地模拟实验。结果表明：砾石盖度直接决定戈壁床面的粗糙元数量和分布状况,进而影响近地表风速廓线、摩阻速度、床面粗糙度和剪切力;随着风洞进口指示风速的增加,摩阻速度呈线性递增,而动力学粗糙度在波动中呈下降趋势;相同高度,随着砾石盖度的增加,近地表风速逐渐降低,而摩阻速度、动力学粗糙度和剪切力呈线性增加;当床面盖度增加至35%时,动力学粗糙度达到0.30 cm,摩阻速度相应提高到0.93 cm/s,床面剪切力增加至1.11 N/cm。     

论沙漠-绿洲过渡带的风沙防护效应

以敦煌黑山嘴为例,从局地环流、梯度风、表层沙粒粒度特征等方面探讨沙漠-绿洲过渡带的防护效应。结果表明:由于沙漠与绿洲的物质组成、空间结构和水热特性不同,造成绿洲的"冷岛效应",形成局地环流,继而在一定程度上对过渡带的防护效应产生影响。自沙漠向绿洲内部,表层沙粒平均粒径逐渐减小,偏度、峰态和分选系数呈一定程度的规律性变化,由此判断自沙漠向绿洲内部平均风速减小,风沙活动减弱。过渡带防护效应与初始风速、距离和粗糙度呈线性关系,其中,防护效应与初始风速呈反比关系,初始风速越大,防护效应越差;与距离和粗糙度呈正比关系,距离越长,粗糙度越大,防护效应越好。     

敦煌月牙泉景区典型风沙天气的局地流场特征

基于月牙泉周边5个气象观测点资料,对东北、南、西西南和北风过境时月牙泉周边风速和风向进行了研究。结果表明：年起沙风频率为16.67%,其中,西西南和东北方向的起沙风频次最大,分别占总起沙风频次的23.08%和17.52%;月牙泉所在的大泉湾地形走向为近东西方向,对过境气流的分流作用明显,有利于月牙泉南北两侧沙丘坡面沙物质的输移,维持坡面稳定;东北风对月牙泉南北两侧坡面沙物质的输移作用最大,故应该限制月牙泉东北方向绿洲的规模,减少大小泉湾处的高大建筑物及防风林,以保持月牙泉东北方向来流的强度不会减小;南风会导致月牙泉南侧沙垄北移,是最主要的有害风。     

巴丹吉林沙漠湖泊-沙山地貌格局对局地小气候的影响

通过对巴丹吉林沙漠腹地湖泊和沙山两测点不同气象要素的同期观测,对比分析了湖泊和沙漠区地表辐射特征、能量平衡、地表反照率、散度场和风沙环境等差异。结果表明,湖泊区的气压要比沙漠区高,在观测期内,平均高出约243hPa;沙山处摩阻速度的平均值为0.31m/s,而同期湖泊处为0.24m/s;散度场(D)与湖泊中心的垂直速度场具有很好的相关性,夜晚,D0时,湖泊中心有下沉气流,垂直风速为负值;而白天,D0时,湖泊中心气流上升,垂直风速为正值,存在一定的局地环流。     

青藏铁路沿线风沙灾害特点及成因分析

随着全球变暖,青藏高原作为全球独特的地域单元,其反应极为敏感,且随着青藏铁路的建成通车,铁路沿线风沙灾害日趋严重。通过野外考察,分析总结青藏铁路沿线风沙灾害特点,并揭示其成因。随着气温升高,冰川萎缩、雪线上升、冻土退化、高寒草甸沙化,释放了内部赋存的碎屑物质;同时,气温升高导致冻融作用增强,地表土壤结构更易离散分解,形成更多的碎屑物质。其次,青藏高原地处西风带,终年盛行西风,区内起沙风向单一,属于高风能地区,为风沙活动提供了充足的动力条件。再次,青藏高原属于典型的"风旱同季",风水蚀交替影响,为沙害发生奠定了有利基础。第四,青藏铁路建成通车,铁路沿线流场发生改变,打破局地原有输沙平衡,形成易于沙粒沉降的有利环境,为风沙灾害的发生提供地点。综上四点,为铁路沿线风沙灾害的发生提供了便宜条件,最终导致风沙灾害的发生。     

不同高度阻沙栅栏蚀积过程及防沙效益研究

通过对不同高度阻沙栅栏蚀积过程的野外观测,结合同时期区域风况资料,分析了阻沙栅栏前后地表蚀积形态、蚀积量以及蚀积强度的时空变化特征。结果表明,在沙源充足条件下,不同高度阻沙栅栏上风向表现为风沙堆积,下风向风蚀与堆积共存,且程度与栅栏高度有关,栅栏总体蚀积量和蚀积强度的变化趋势与下风向变化趋势相近。其中,60和70cm高度阻沙栅栏风沙堆积量最大,防沙效果最佳,但二者积沙方向存在差别。70cm高度阻沙栅栏上风向积沙较多;60cm高度阻沙栅栏下风向积沙较多。在实际应用中,应依据防护对象合理配置阻沙栅栏并适时加高,避免阻沙栅栏过低或过高,进而影响防沙效果。此外,依据断面形态、蚀积量和蚀积强度的变化,将栅栏前后分为风沙堆积区、风蚀区和蚀积平衡区。     

敦煌沙漠-绿洲过渡带近地表风沙动力环境

[目的]探究沙漠绿洲过渡带起沙风况、输沙势、风沙通量和近地表粒度特征,为阐明沙漠绿洲过渡带风沙动力过程提供理论依据。[方法]利用同步风况、输沙通量和近地表断面粒度资料,分析了沙漠、绿洲及其过渡带输沙势时空分布特征。[结果]由于沙漠和绿洲内部物质组成、空间结构和水热状况不同,沙漠—绿洲过渡风速梯度和起沙风累计作用时间差异显著;受沙漠和绿洲的交互作用,沙漠—绿洲过渡带存在两组主导风向。从近地表粒度特征沿程分布来看,自沙漠至绿洲方向,粗沙含量逐渐降低,粉沙和黏粒含量相对增加。沙漠—绿洲过渡带是绿洲生态系统的重要组成部分,对维持绿洲稳定意义重大。[结论]针对绿洲风沙危害防治,应从局地环流角度出发,充分考虑沙漠—绿洲过渡带的调节和缓冲作用。     

青藏铁路格尔木-错那湖段沿线物种多样性分析

以青藏铁路线为样带中心点,在格尔木-错那湖段沿线设置样地、样方,重点调查原生植被物种丰富度、盖度、高度等基本数据,多样性指标分析结果表明:沿线植被主要分布种有90个,隶属24个科,主要建群种为紫花针茅(Stipa purpurea)、棘豆(Oxytropis DC.)、青藏苔草(Carex moorcroftii Falc)等,划分出了4个不同的生态分区;物种丰富度和盖度沿铁路线由北向南呈波动上升趋势,平均高度呈逐渐降低趋势。运用Jaccard和Cody指数分析样地之间的β多样性,结果表明:随着样地纬度方向间距的增大,Jaccard和Cody指数分别呈下降和上升趋势,相邻样地间物种相似度最高,物种沿纬度方向逐渐替代规律比较明显。     

青海省共和盆地光伏发电基地风沙灾害现状、成因及其防治措施

[目的]分析青海省共和盆地塔拉滩光伏发电基地风沙灾害现状,并探讨风沙灾害的成因,提出相应的防治对策。[方法]利用徕卡全站仪对光伏发电基地沙丘移动速率以及典型电站积沙量进行了实地测量,并结合气象资料分析了风沙灾害形成的区域风沙环境特征。[结果]沙丘前移与风沙流遇阻后在太阳能板间形成积沙是该区风沙危害的主要表现形式:该区沙丘类型以新月形沙丘为主,移动速度达12.56m/a;在一面积99hm2、风沙灾害最为严重的光伏园区内,2016年2—4月3个月内上风向光伏板间积沙可达3 090m3;研究区属中能风沙环境,为单峰风况,起沙风以西风和西北西风为主,两组风向占年输沙势的92.1%。[结论]风力强劲、风旱同期等自然特点以及过度放牧导致的土地沙漠化提供沙源是该区风沙灾害的主要成因,亟需建立固沙与阻沙措施相结合的风沙灾害综合防治体系进行风沙灾害防治。     

敦煌鸣沙山月牙泉景区高大沙丘短期动态变化特征

鸣沙山月牙泉以其独特的"沙丘抱泉,泉映沙丘"景观享誉中外,其形成与保存备受关注。通过野外气象站定位监测与全站仪测量等手段,对鸣沙山月牙泉景区短期沙山变化进行全面系统研究。结果表明:无论年内还是整年监测期,月牙泉周边高大沙丘变化趋势与多年航片解析下的南侧线性沙垄北移和北沙山南移形成的合围之势有所不同。首先,沙丘脊线来回摆动,并非一直朝单一方向移动。其次,沙丘坡面表现风蚀或风积,蚀积量与风况、沙源供给、下垫面以及周边障碍物等密切相关。并且,整年监测期内沙丘迎风坡面风蚀,背风坡面风积。此项研究揭示了月牙泉短期高大沙丘的移动规律,可为月牙泉保护提供新思路。