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。     

沙丘部位对聚乳酸纤维沙袋沙障降解速度的影响

掌握聚乳酸纤维沙障的降解速度对于沙障防护效益的发挥具有重要意义。在毛乌素沙地的流动沙丘迎风坡设置聚乳酸沙障,采用测定力学性能、质量损失及观察表面形态等多种手段对毛乌素沙丘迎风坡底部、中部和沙丘顶部铺设5a的聚乳酸纤维沙障的降解速度进行了研究。结果表明:与原始聚乳酸纤维沙障相比,从沙丘迎风坡底、迎风坡中到坡顶,沙障的降解速度逐渐增大。障格内纬向障体(垂直于主风向)的整体降解速度较经向障体(平行于主风向)的严重。单根沙障暴露面障体的降解速度均较贴地面的大,且二者的差异随坡位的上升越来越大。表明沙丘不同部位的风沙活动、光照、土壤水分含量等环境因素分布的差异对于聚乳酸纤维沙障降解速度有着重要的影响,在设置沙障或后期维护时应当注意加强。     

PLA沙障对沙丘迎风坡土壤水分的影响

选取风季和雨季两个典型时期,对铺设不同规格PLA沙障沙丘迎风坡不同坡位0-60cm土层的土壤含水量进行测定,并以裸沙丘为对照,探究PLA沙障对沙丘迎风坡土壤水分的影响.结果表明:1m×1m和2m × 2m沙障在不同时期对沙丘迎风坡整体和坡位间土壤水分影响明显,而菱形沙障作用效果差;1m×1m、2m×2m沙障使风季形成迎风坡浅层(5-20cm)土壤含水量低于裸沙丘的水分特征,雨季形成迎风坡表层(0-10cm)土壤含水量优于裸沙丘的水分特征,从而影响了植物的入侵与定居方式;不同时期1m×1m和2m×2m沙障对迎风坡中部和下部土壤水分的影响均较上部明显,迎风坡中部和下部应为重点关注区域,而在上部应采取相伴措施弥补不足.     

控制沙脊线防沙试验研究

沙丘的进退一般表现为沙脊线的摆动，用工程措施控制沙脊线移动防沙方法适用于沙脊线明显的格状沙丘和新月形沙丘链地区公路防沙。     

新月形沙丘及新月形沙丘链存在的环境条件——以甘肃河西沙区为例

新月形沙丘是一种主要的沙丘类型,一般存在于沙漠边缘亦即绿洲边缘.环境是新月形沙丘形成和存在的基础,不同环境的风沙活动规律不同.为了揭示新月形沙丘形成和存在的环境条件,文中在对甘肃河西沙区新月形沙丘和新月形沙丘链的分布状况调查的基础上,详细调查了甘肃河西沙区新月形沙丘和新月形沙丘链的形态特征和分布的环境条件,用方差检验了样本之间的差异显著性和指标之间的相关显著性.结果表明:甘肃河西沙区的新月形沙丘及新月形沙丘链均分布在沙漠边缘的下风向,一般为斑块状分布.分布区域为平坦的沙粘质或沙砾质滩地,丘间较为开阔,新月形沙丘上风向平均有246.4m的平坦沙砾质滩地或平坦粘砾质滩地,沙丘下风向平均有374.4m的平坦沙砾质滩地或平均粘砾质滩地;新月形沙丘链的上风向平均有236.6m的平坦粘砾质滩地或平坦的沙砾质滩地,下风向平均有958.1m的平坦粘砾质滩地或平坦的沙砾质滩地.新月形沙丘及新月形沙丘链的分布区都具有明显的主风向,其他方向的风速较小或偶尔有大风但频率较低;甘肃河西地区沙漠边缘的新月形沙丘相对较为高大,新月形沙丘链较新月形沙丘更高更大.分析结果认为,沙丘最高点与沙脊线重合或分离可能与主导风向与反向风的分布频率以及观测的季节有关.     

基于GPS-RTK技术对大圩顶沙丘动态变化监测及成因分析

文中采用GPS-RTK技术,于2008～ 2015年每年5月和10月对大圩顶沙丘进行定位采点断面测量,在MapInfo软件的支持下,对大圩顶沙丘的变化特征进行系统分析.结果表明,在起沙风的作用下沙丘的移动主要集中在风季,特别是大风作用下沙丘移动明显,沙丘整体每年10月～次年5月移动速度比5月～10月大,而受合成风的影响沙丘整体向西南方向移动.另外受水利工程建设等人类活动的影响,导致沙丘砂源补充减少,沙丘高度下降,进而促使沙丘移动速度加快.     

库姆塔格沙漠综合考察的主要进展

通过对库姆塔格沙漠的实地观测、样品分析和资料收集,获得了沙漠地区的基础数据。沙漠面积约2.29×104km2(2001年),沙漠存在向东南方向移动和周边扩大的趋势;库姆塔格沙漠沙丘形态以新月形沙丘链为主,羽毛状沙丘为特色,星状和其他复合型沙丘大量分布的特点;羽毛状沙丘的"羽轴"是一种较特殊的复合型沙垄,由单个新月形沙丘前后相连,在沙垄和沙垄之间的沙平地有地形起伏,形成较宽大的弧形沙埂,基本与沙垄走向垂直,由这些沙垄和沙埂组成了独特的羽毛状沙丘;沙漠内部羽毛状沙丘分布区全年盛行东北风,全年平均风速5.94m/s,年总输沙势944.46 VU;调查记录了沙漠区107种植物和79种脊椎动物,发现野骆驼在沙漠西部的水源地,3种稀有荒漠植物的新分布区;提出沙漠最早形成于70万年的中更新世。     

火星Kaiser陨石坑新月形沙丘近表层风况特征

风沙地貌的形态和分布能够较好地反映区域风况,而沙波纹作为一种小尺度的风沙地貌类型,可以很好地指示现代风况下沙丘近表层的流场状况。文中利用HIRISE影像监测了火星南部Kaiser陨石坑内新月形沙丘表层沙波纹的形态特征,并以此探讨分析了沙丘近表层的气流场特征。结果表明:(1)沙波纹的脊线长度主要分布在100-300m之间,平均长度为190.3m;波长主要分布在2-5m之间,平均波长为3.1m,且基本符合正态分布。(2)三处样地沙波纹的主要走向分别为NE-SW、N-S和NW-SE,与沙丘脊线走向呈近似90°的夹角。(3)沙丘近表层气流的走向主要为NW-SE、W-E和SW-NE,并由此推断陨石坑内沙丘主要受到自西向东气流到控制,在遭遇地形影像后又向西发生了折返。上述研究表明沙丘形态及其分布的区域差异性是在复杂的风沙环境下形成的,沙波纹可用作沙丘近表层风况特征研究的代用指标。     

库布齐沙漠飞播成效的研究

通过长期的飞播造林实践证明：1）在库布齐沙漠西段半荒漠地带高大沙丘设置间距4m平铺行列式沙障和间距6m直立行列式沙障,飞播植物成苗率分别为45.6%和46.2%,比其它类型沙障区的成苗率高出8.9%～30.2%,比未设沙障的对照（CK）区高出36.5%～37.1%。2）种子包衣丸化处理后,沙丘迎风坡等不易落种地段的落种...     

塔里木沙漠公路防沙体系建设几个问题的探讨

沙害主要取决于两个系统因素的共同作用 :动力系统—风力和响应系统—下垫面状况。塔里木沙漠公路沿线风沙地貌形态类型复杂多样 ,沙源充足 ;起沙风频数高 ,作用时间长 ,防沙难度极大。已建成的高立式芦苇阻沙栅栏和 1 m× 1 m半隐蔽芦苇草方格固沙沙障结合的“阻固”体系 ,有效控制了沙害 ,但也存在一定问题。定位观测表明 ,沿线起沙风和输沙方向集中于 NE、ENE、E三个方向 ,占 46%～ 68% ,从理论上说 ,应加大风侧 (路东侧 )防护力度 ,而实际上固沙带内部强烈的风蚀与沙埋过程 ,使其有效年限与设置宽度关系不明显 ,宜采取窄宽度勤维修原则 ,上风侧宽度控制在 3 0 m～ 40 m,每 3～ 4年更新一次并及时维修。下风侧可不设置高立式沙障 ,固沙带宽度控制在 1 0 m～ 1 5 m为宜 ;高立式沙障与半隐蔽方格沙障前沿之间空留宽度控制在 8H以内较为适宜。依沙害程度 ,以单一原状芦苇固定沙障、复膜沙袋阻沙体活动沙障及固定沙障与活动沙障有机结合加强前沿阻沙力度 ;不同沙害部位设置不同规格不同高度的半隐蔽方格沙障、固化路肩边坡创造输沙断面等技术 ,形成立体防护体系 ,足以控制沙害。     

简单横向沙丘表面物质组成、气流分布及其在动力学过程中的意义

对简单横向沙丘的形态特征、气流、表面以及被输移的沙物质组成的观测和分析表明 ,沙丘形态特征和表面物质组成的分异是导致沙物质在迎风坡坡脚不能沉积并向下风向输送的主要原因。对沙丘背风坡气流观测表明 ,在沙丘背风坡贴近地面的一定高度气流仍能保持一定的强度 ,其输沙方向与沙丘走向近似于垂直 ,并有相当强的输沙能力 ,但其作用被限制在背风坡范围内 ,这对保持沙丘形态有重要的作用。在野外风沙观测中气流的湍流和波动被忽略 ,平均风速并不能完全反映野外气流的性质。在低 -中强度风沙活动过程中 ,被输送的沙物质的粒度组成与下垫面物质有明显的差异 ,被输送沙物质的平均粒径小于下垫面沙平均粒径 ,输沙过程是一典型的随机过程。特定区域内 ,一定粒径范围内的沙物质不断被堆积而形成沙丘 ,经过一系列的动力学过程 ,最终形成处于动态平衡的区域沙丘地貌分布格局     

库布齐沙漠穿沙公路沙害综合防治技术

库布齐穿沙公路修建在库布齐沙漠高大的流动沙丘区 ,风沙流侵袭与沙丘整体前移埋压公路是主要沙害形式。现有防沙措施是沙障保护下的人工植被及天然植被相结合的综合防护体系 ,固沙及阻沙效益明显。目前要解决的是尽快形成公路两侧稳定的植被群落 ,以保证公路的长期畅通     

柴达木盆地盐湖周边灌丛沙丘发育过程及年代初步研究

柴达木盆地盐湖周边灌丛沙丘发育广泛,其形成及演化很好反映了区域风沙活动、气候环境变化的过程,但目前有关其形成年代尚没有具体的研究。本研究采用OSL单片再生剂量法及AMS~(14)C法对柴达木盆地典型区域的灌丛沙丘进行了风成砂沉积年代测定,并结合野外实际调查方法初步探讨了其形成演化过程。结果显示:研究区灌丛沙丘自全新世早期已有发育,多发育形成于中晚全新世以来的地质时期,较为高大的灌丛沙丘迎风坡前端多下覆不同风沙纹理的残余沙丘从而形成复合沙丘体,其发育过程中存在明显的沿主风向前移动现象。全新世以来区域气候干旱及湖泊退缩,导致地表裸露、沙物质增加为灌丛沙丘的发育提供了物源基础。     

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。     

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.     

沙柳方格沙障对库布齐沙漠沙丘粒度分布的影响

为定量探讨沙柳方格沙障对沙粒粒度组成与特征的影响,以流动沙丘(LS)、设障2a沙丘(TS)和设障6a沙丘(SS)为研究对象,在沙丘不同部位、不同土层和障格内不同位置进行取样,分析样品的粒度组成与特征。结果表明:1)随着设障年限的增加,粘粒和粉粒含量增加,细砂含量下降,SS粘粒和粉粒含量与TS和LS的含量差异显著,而TS和LS二者间差异不明显;LS、TS各粒级含量在三个层次间差异均不明显,而SS 0-5cm的粘粒、粉粒以及极细砂粒体积含量较其他2层差异显著。2)SS的频率分布曲线变化幅度小于TS和LS的频率分布曲线变化幅度。各沙丘的平均粒径MZ、分选系数δ、偏度SK、峰度KG的大小顺序均表现为SS相似文献   

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。     

库布齐沙漠机械防沙措施的防护效益

在库布齐沙漠风沙防治试验场,开展了机械防沙措施的防护效益观测。结果表明:防风效益、阻沙效益和表土含水率等随沙障材料、规模和结构发生变化。1 1 m×1 m植物纤维网沙障和高密度聚乙烯(HDPE)网沙障风速降低比(K值)分别为58.5%和55.7%,均高于同规格的沙柳沙障的18.3%,说明同一规格下植物纤维网防风效果要优于其他材料;2 1 m×1 m植物纤维网沙障和1 m×1 m HDPE沙障的K值均小于相同材料8 m×8 m沙障的K值,说明小规格低立式沙障防风效应,低于相同材料较大规格高立式沙障;3月积沙量数据分析表明,阻沙栅栏能有效减小积沙量,而固沙沙障内积沙量受风向和局部地形影响较大;4不同材料与不同规格沙障内的表土含水率均高于对照区裸沙地,说明防沙措施对保持土壤水分也起到了一定作用。     

根据风成动力学及沙粒堆积的沙丘分类

沙丘的通常定义是在风作用下,松散沙粒沉积或再形成的堆积。沙粒的粒径变化由2—3毫米到10微米。在海洋、湖泊、河流的冲积环境中,我们也可以看到松散沙粒的堆积、沉积和由水的作用的再生成,但是不能看作是沙丘,因为没有顶峰。根据活动能力的强弱,沙丘可以分成三类:活动沙丘、固定沙丘、有植被的沙丘。     

巨菌草留茬沙障防风固沙效益及其适宜模式研究

基于对乌兰布和沙漠刘拐沙头黄河沿岸相近株距(10~15 cm)、不同行距(1 m,2 m)、不同留茬高度(10cm,30 cm)巨菌草的防风阻沙试验的观测数据分析。结果表明:(1)巨菌草留茬沙障的防风固沙效益与沙障的高度和行距有直接关系,高度一定,行数越多,带距越小,防护效果越好,但所需材料增加。(2)巨菌草留茬沙障内输沙量主要集中在地表15 cm以下,近地表0~5 cm处沙障对风沙流的阻碍能力较强。沙障行距为1 m、2 m时,高10 cm的沙障分别经9带、12带后风速降至起沙风速以下;高30 cm的沙障对风的阻碍能力增强,分别经7带、9带后地表无流沙运动。(3)沙障的设置应在保证高效的前提下降低成本。行距2 m、高30 cm的巨菌草留茬沙障,气流经过9个条带(18 m宽)后,风速可降至起沙风速以下,此设置模式宜在干旱地区推广。