包兰铁路沙坡头段风沙运动规律及其与防护体系的相互作用

包兰铁路沙坡头段是穿越流动沙丘最长,受到风沙危害最为严重的路段,自建成运营45 a以来,其有效而稳定的防护体系受到世人的关注和公认。通过前期23 a的防沙实践和后期22 a的监测证实：①该地区存在着一个较为稳定的风沙流场,具有三组不同风向,主风向为W—NNW,次主风向为NE—E、WSW—S,此种风沙流场格局具有明显的季节变化,是塑造格状沙丘形态和造成对铁路危害的重要因素。②沙丘移动过程表现为格状沙丘主梁沿主风向前后摆动,以缓慢的速度向前推移,其移动量为2~5 m·a^-1,造成风沙危害的最直接的原因是格状沙丘副梁的迅速前移,22 a平均移动速度为0.527 m·a^-1。合成移动方向为318.6°(NW→SE )。③从理论上考虑,前移的沙体是一种对防护体系的潜在威胁,即可能在固沙带前缘形成高大的沙堤掩埋防护体系。可是,实际上随着防护体系的建立和逐步的完善,不但有效的保障铁路的安全,而且同时也抑制了年总输沙量的25%;并改变了风沙流场的某些性质或作用,进而控制了风沙活动的方向与活动强度。在迎风坡的风蚀和背风坡的积沙致使沙丘高度相应的降低,这种变化规律具有从流沙区向固沙区逐渐衰减的趋势。     

应用近景摄影法研究沙纹的移动

近景摄影能够在无干扰的条件下,精确地测定正在发育阶段的风成沙纹,以波动方式整体移动的平均移动速度V_R(cm·min^-1),和相应的沙纹波长L(cm)波高Δh(mm)及其平均值。同时,求得沙纹移动速度V_R与局地风速V_L之间的实验关系式为V_R=158×(V_L-5.5)^0.67,沙纹移动是缓慢的,其数量级变化于10^-1~10¹cm·min^-1之间。沙纹波长与波高与直接测定值相当吻合。     

Simulating study on barchan dune

ＳＩＭＵＬＡＴＩＮＧＳＴＵＤＹＯＮＢＡＲＣＨＡＮＤＵＮＥ①ＬｉｎｇＹｕｑｕａｎ（凌裕泉）１ＷｕＺｈｅｎｇ（吴正）２ＬｉｕＳｈａｏｚｈｏｎｇ（刘绍中）３ＬｉＣｈａｎｇｚｈｉ（李长治）１１ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＤｅｓｅｒｔＲｅｓｅａｒｃｈ,ｔｈｅＣｈｉｎ...     

新月形沙丘形态的模拟实验研究

新月形沙丘是风沙地貌基本形态之一,一般为高浓度非饱和风沙流所塑造。其形成过程始于风沙运动的“波粒二重性”,并经历沙物质积累（高浓度饱和风沙流）和形体塑造（高浓度不饱和风沙流）两个发育阶段,即耗散性增大和色散性减小过程;非沙质床面零星分布的单个新月形沙丘具有明显的移动性和形态的不稳定性（高大新月形沙山除外）。风洞实验条件下形成的新月形沙丘形态（其尺度比床面沙纹大一个数量级）,有助于新月形沙丘形成机制的了解。     

我国风沙防治工程研究现状及发展趋势

对风沙工程学概念和范畴进行了讨论,初步回顾了我国风沙工程学的发展过程。根据区域环境特征将我国风沙工程研究分为基于沙漠环境的重大工程风沙危害防治研究和其他特征环境区重大工程风沙危害防治研究2个部分。其中,基于沙漠环境的重大工程风沙危害防治研究又可划分为4个阶段,其他特征环境重大工程的风沙危害防治研究主要集中在热带海岸、青藏高原及干旱区戈壁等区域。研究认为,我国重大风沙防治工程的发展趋势可概括为:(1)风沙工程防治体系原理的揭示;(2)重大风沙工程环境效应评价;(3)防沙工程从单纯防沙功能向经济生态型防护体系转变;(4)防沙材料装配式和施工工艺装备化的高效率、高质量快速治理技术。     

简单线性沙丘形成环境及其动力过程研究

通过对腾格里沙漠腹地典型线性沙丘进行了三期定点监测,结合周边区域风况资料,从沙丘的形态特征、年摆动幅度及其监测断面的高程分布等对其形成环境及动力过程进行了研究。线性沙丘纵向年增高幅度达1.8 m,沙丘底部平均吹蚀深度达25 cm,脊线监测点高差可达1.13 m。沙丘底部风蚀现象比较严重,中上部位主要以积沙为主。该沙丘围绕主体走向向东摆动,沙丘脊线整体向东水平摆动距离达5.8 m。特别是沙丘顶部摆动幅度尤为明显,最大摆动幅度达到13.2 m。在沙丘K监测断面上,沙丘脊线西侧各控制点的高程呈减小趋势,沙丘主体向东侧摆动。从三次不同时期沙丘纵剖面控制点高程变化和横剖面K监测断面摆动特征来看,该线性沙丘除了受优势风向偏西风的影响外,还受东北风和西南风两股风的牵制,表现为沙丘脊线围绕主体走向左右摆动,整体向东侧平移。     

金字塔沙丘形成的动力条件分析

金字塔沙丘(或星状沙丘)形成的动力条件主要有三个方面:一是在非沙质床面的气流场辐合区,一般具有三个以上近似均布的主风向,各主风向的风力强度、出现频率及持续时间不尽相同,但年总输沙能力较为接近,而且月输沙能力具有明显的季节变化;二是不太充裕的沙源和高浓度不饱和风沙流;三是不同尺度地形条件的动力作用,和沙漠与戈壁下垫面的热力影响。在沙质床面,往往由于高浓度饱和或过饱和风沙流的作用,导致新月形沙丘或新月形沙丘链的变态,或重新组合成金字塔状的沙丘形态,但不可能发育为典型的金字塔沙丘。     

最大可能输沙量的工程计算

输沙量是一个重要的物理量和极其有用的工程参数。它是一个复合向量,具有明显的空间分布的非均一性和随时间变化的非定常性。文中把最大可能输沙量定义为输沙量的理论极限值,并根据最大可能输沙率的实验关系式,利用风的自计记录,计算了一个地区不同风向(16个方位),一年内最大可能输沙量的总和。按向量合成原理,计算了该地区的最大可能合成输沙量与合成输沙方向,其结果与该地区主体沙丘的平均移动速度和移动方向具有较好的一致性。     

新疆普鲁地区的风成沙与塔克拉玛干沙漠南缘的变迁

本文对普鲁剖面及其层位的粘度、化学元素和碳酸钙的分析与研究。结果表明:塔克拉玛干沙漠至少在早中更新世末以后就已扩及到目前沙质山地所在的沙漠边缘位置。在距今约6.7万-6.3万年间,沙漠沉积仅有-些微小的波动,自此之后,愈来愈发展。末次冰期以来的气候基本上是干冷的,并未见有明显的气候波动迹象。其气候的干冷程度为黄河中游黄土流积时所不及。     

风成沙纹形成的风洞模拟研究

风成沙纹形成于沙质床面下游的沙粒蠕移,发展于沙粒跃移－风沙流的“波粒二重性”作用,消亡于气流与风沙流的正弦波共振。以细沙和极细沙为优势粒级的天然沙丘沙是风成沙纹形成的最佳粒配。沙纹移动速度ＶＲ是缓慢的,其数量级为１０－１ｃｍ·ｍｉｎ－１～１０１ｃｍ·ｍｉｎ－１,实验关系式为：ＶＲ＝１．５８×（ＶＬ－５．５）０．６７。