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《甘肃农业大学》 2009年
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民勤绿洲外围不同下垫面条件下风沙流的观测研究

王自龙  
【摘要】: 风沙运动作为土壤风蚀与沙尘暴的一种重要的物理过程,对自然环境与人类造成了严重的影响。近年来由风沙运动引发的灾害在中国引起了极大的关注,而深入研究风沙运动机理目前被认为是全面了解和防治风沙灾害的关键因素,因此科学家在此方面进行了大量的研究。 基于此,本文在以往学者的研究基础上,对民勤绿洲外围特定环境背景条件下不同下垫面的风沙流流量进行观测研究,通过观测数据的定量和定性分析揭示不同下垫面条件对风沙流流量、风沙流结构的影响,研究民勤不同下垫面类型特有的风沙流运动规律和特征,为民勤绿洲防沙治沙规划、荒漠化防治工程实施及固沙措施的选择提供理论依据和科技支撑。 研究结果表明: 1.流动沙丘上风速(V)与近地面0~50cm内输沙率Q(g/cm.min)之间的数学关系是幂函数曲线(Q=aVb);从总体趋势上看,风沙流流量的分布是沙丘顶部沙丘中部沙丘底部。近地面0~30cm气流层内输沙率(g/cm~2.min)与高度h(cm)的关系遵从负指数函数Q=ae~(bh)(a、b为常数);0-30cm高程内最大含沙量出现在最底层(0-2cm),占总数的40%,为蠕动沙量;相同条件下输沙率顶部中部底部。 2.砾质沙地上风速(V)与近地面0~50cm内输沙率Q(g/cm.min)之间的数学关系是幂函数曲线(Q=aV~b);近地面0~30cm气流层内输沙率(g/cm~2.min)与高度h(cm)的关系遵从负指数函数Q=aebh(a、b为常数);0~30cm高程内最大含沙量出现在最底层(0~2cm),占总数的21%,沙粒的运动以跃移为主;在同一风速条件下,输沙率的大小与地表粗糙度成反比、与沙丘盖度成反比。 3.白刺沙包上从全年度近地面0-50cm内风沙流总流量来看:Q_(背风坡底部)Q_(迎风坡底部)Q_(顶部);白刺包上白刺的盖度大小对风沙流流量影响显著,白刺的盖度越小,风沙流流量越大。白刺沙包三个部位0~30cm高程内最大含沙量均固定在最底层(0~2cm),分别为32.53%、27.98%、33.45%,0~8cm内的含沙量占总量的70%左右;近地面0~30cm气流层内输沙率(g/cm~2.min)与高度h(cm)的关系都遵从幂函数Q=ah~b(a、b为常数);背风坡的输沙率最大,迎风坡底部略大于顶部。 4.尼龙网、粘土和麦草沙障的风沙流总流量分布都遵循沙丘顶部沙丘中部沙丘底部;。尼龙网沙障、粘土沙障和麦草沙障的含沙量最大值分别出现在14~16cm、22~24cm和22~24cm处,分别占总量的17.74%、17.53%和19.13%;三种沙障的防风固沙效益Q_(黏土)Q_(麦草)Q_(尼龙)。 5.在梭梭林地上,随着疏透度的增大,风沙流流量成指数函数Q= 412.38e0.7877L(R2 = 0.9127)递增。不同疏透度条件下的风沙流结构都符合幂函数递减规律Q=ah~b(a、b为常数);疏透度为47%的梭梭林带优于疏透度为36%的梭梭林带。三种疏透度条件下风沙流最大含沙量均固定在最底层(0~2cm),分别为44.47%、48.78%、38.60%,并且0~8cm内的含沙量占总量的80%左右;30%最佳疏透度50%。 6.从08年全年度监测的风沙流总流量看,无盖度流动沙丘白刺平坦砾质沙地梭梭林白刺包粘土沙障麦草沙障尼龙沙障;从风沙流总流量的季节性分布来看,春季夏季冬季秋季。
【学位授予单位】:甘肃农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:S157

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