不同类型防沙堤流场的风洞实验模拟研究

防沙堤在风沙防护体系中发挥着重要的作用。对不同形状、不同倾角和不同高度防沙堤的流场结构进行风洞模拟实验,对不同类型防沙堤的防护效益进行评价。研究结果表明:①防沙堤强烈地影响了周围的气流流动特性,根据不同流场特征将其划分为5个典型区域:迎风坡脚低速区、遇阻抬升区、集流加速区、减速沉降区和消散恢复区,其中迎风坡脚低速区和背风侧减速沉降区能有效降低风速、阻滞风沙流。②梯形较三角形防沙堤形成的迎风坡脚低速区范围更大,而三角形较梯形防沙堤形成的有效防护距离更大。③三角形防沙堤的防护范围随风速的增大而减小。三角形防沙堤形成的有效防护距离随迎风坡倾角的增加而增大;迎风坡脚低速区范围随倾角增大而减小。④倾角40°的三角形防沙堤模型在各组风速下均形成最大的有效防护距离。⑤防沙堤背风侧的有效防护距离与沙堤高度呈正相关。     

中国沙漠第10卷(1990)总目录

第1期中央亚细亚的八种雅丹地貌类型………··。……………。………………··哈里默夫 弗兹尔()人工聚沙堤防治铁路沙害的初期试验研究…………………。…………··丁向南 王锡来(l)PZZZy模式识别法在土地沙漠化程度评价中的应用……………·,………………·张克斌(22)巴丹吉林沙漠形成演变的若干问题…………………………………………………王 涛(29)准噶尔盆地梭梭林型及其特点………………………………………………………张鸿锋(41)陕北毛乌素沙区生态分区及其优化结构模型研究…………………………………张伯祉(50)优良固沙植物—…     

兴凯湖北部平原的发展与湿地的形成

兴凯湖北部平原和湿地的形成与发展,过去研究的较少。在国家科技攻关时对其进行了专门调查研究,了解到它是在新生代断陷盆地的基础上发展起来的湖积冲积平原。发现自晚更新世TL63900a±3190a至TL12190a±610a间,有5道沙堤在兴凯湖北部平原上形成,第Ⅴ道沙堤以南的湖积平原,宽15.5km,由3道湖成沙堤和2道支堤将其分隔成一些湖滩、洼地和小湖,形成湖滩湿地和洼地湿地(类似海岸带的泻湖湿地)。平原的形成是沼泽湿地发生发展的基础,随着湖岸线的迁移,沙堤之间的湖滩、洼地和小湖,水体不断沼泽化,大约于9000a前以来发育泥炭沼泽,在距今7500a至5000a间和3000a至2000a间气候较为湿润,沙堤间滩地、洼地和松阿察的古河道河漫滩地带广泛发育沼泽湿地,不断进行泥炭积累。第Ⅰ道与第Ⅱ道沙堤之间的沼泽湿地,属强度沼泽化地区,生长小叶章(Calamagrostis angustifolia)和毛苔草(Carex lasiocarpa),是兴凯湖北部平原难以开发利用的湿地。     

海南岛现代风成岩(沙丘岩)的形成及其地貌意义

本文从沉积物结构、沉积结构特征以及胶结物类型等方面区别海岸沙丘岩、沙堤岩和海滩岩,并探讨了沙丘岩的形成机制及环境意义。     

基于边坡离心模型试验的砂土表观粘聚力研究

非饱和素砂试样的抗剪强度规律与其完全饱和或完全干燥时不相同。然而,关于含水量对离心试验条件下砂土边坡稳定性影响的研究尚未见任何报道。针对离心试验条件下不同含水量的砂质边坡稳定性的差异性,提出了低含水量砂土的表观粘聚力问题。采用TLJ-150A型土工离心实验机对由福建标准砂组成的含水量或坡角不同的四个边坡模型进行了对比试验,通过数值模拟反演了砂土抗剪强度参数,提出了基于土水特征曲线的砂土表观粘聚力计算公式和离心试验条件下的砂土表观粘聚力计算方法,并通过算例进行了部分验证。试验表明:各边坡模型均呈浅表层崩塌,对应的失稳破坏离心加速度值分别为24.6g(含水量5%,坡角75°)、35.2g(含水量2%,坡角65°)、44.3g(含水量5%,坡角65°)和40.0g(含水量8%,坡角65°);从离心实验结束后的边坡模型中取样进行直剪试验验证了抗剪强度反演值,相对误差不超过13%。研究表明:非饱和砂土抗剪强度的改变是由表观粘聚力引起的,表观粘聚力在一定程度上取决于基质吸力的大小,砂土表观粘聚力最大值与土水特征曲线拟合参数及有效内摩擦角有关。由离心试验获取的砂土表观粘聚力与水体质量、土体含水量和破坏g值成正比,与收缩膜周长和曲率半径成反比。     

遥感与GIS支持下近30 a来青海湖环湖区土地沙漠化动态变化研究

 青海湖环湖区是青藏高原土地沙漠化最为严重的区域之一。基于RS和GIS技术,选取1976、1987、1995年和2006年4期遥感影像,利用ERDAS的图像和信息处理功能对环湖区1.43万km2的土地进行专题信息提取,采用室内解译和野外检验修正的方法重建了环湖区近30 a来的沙漠化土地时空动态变化和分异格局,并在此基础上预测了未来20 a沙漠化土地的发展趋势。研究结果表明,近30 a来本区沙漠化在时间上表现为快速增加-缓慢上升-快速增加的持续扩展过程;在空间上由少成片分布或多零星分布向以4大沙区为主、滨湖沙堤为连线的环湖带状分异格局演变。受气候变化、人类活动和人工治理的综合影响,未来20 a该区沙漠化面积在前15 a呈增长趋势,后增长缓慢并出现逆转。     

基于小波变换的栅格数据聚类

为了提高K均值聚类算法的质量与收敛速度,提出一种基于小波变换的栅格数据聚类新算法。该算法利用小波分析塔式算法得到的顶层栅格数据,既较好地保留原始数据的特征信息,又大幅减小了数据量,在保证聚类质量前提下,提高了算法的收敛速度;针对分解后的低频数据应用K均值算法,得到后续迭代所需的聚类中心初值,避免了初值选择的盲目性。试验表明,该算法具有计算效率高、稳定性好、聚类质量有保证等优点。     

皖西南大别山麓河岸带滩地生态重建与植物护坡效能分析

对比分析了大别山麓河岸带荒滩地与生态重建后的河岸带滩地生态效能经济效能和社会效能，结果表明，重建后的河岸带滩地土壤理化性质和肥力得到一定程度的改善；同时，重建后的河岸带滩地生态系统还具有固滩防冲防风消浪和改善小气候的效能，是山丘平原地区河谷沙堤抵御洪水冲蚀最为经济和有效的措施之一。     

活沙障适宜树种选择研究

经过7年的试验研究,根据保存率、生长状况、抗性等6个指标,选择了东疆沙拐枣、花棒、柠条、梭梭等8个适宜的植物种。对其中在沙丘顶部表现较好的4个植物种在高大的流动沙丘上进行聚沙阻沙的造林试验,根据抗风蚀、抗沙埋、抗干旱的能力及聚沙阻沙的效果,最终选出了东疆沙拐枣为建造活沙障的最佳植物种。     

太湖地区环境考古

通过对太湖地区１３４个新石器遗址考古资料的剖析，并结合钻孔数据，发现本区马家滨至马桥期以来的古文化发育与三角洲平原的演化关系密切：７０００ａＢＰ三 角洲的建造导致先民在本区逐渐聚集，然而，海平面上升造成环境恶化，但贝壳沙堤的形成保护了先民们的生存环境，使得大量先民移居冈身的后缘栖身。     

敦煌-格尔木铁路高大沙丘区的风沙环境特征及风沙危害综合防护体系

新建敦煌-格尔木铁路途经库姆塔格沙漠东部的沙山沟,沟内沙源非常丰富,高大沙丘广布,其风沙危害对铁路造成了严重威胁。本研究选择党河上游流动沙丘和黑山嘴流动沙丘两个具有代表性的高大沙丘区域,系统调查与观测了该区域高大沙丘土壤水分、植被、风沙环境和风沙危害,在掌握和分析两试验区环境特征的基础上,在党河上游流动沙丘区建立以工程措施为主的风沙防治试验示范区,在黑山嘴流动沙丘区建立工程与生物相结合的风沙防治试验示范区。研究旨在取得敦煌-格尔木铁路途经高大沙丘区风沙防护的相关工程经验,合理确定风沙防治措施,为铁路通过该区的风沙防护提供了理论依据和实践参考,对保证敦煌-格尔木铁路安全畅通运营具有重要意义。     

低覆盖度羽翼袋沙障防风积沙效应的风洞试验

羽翼袋沙障是按照底袋固定流沙和袋上的羽翼片在风中波动削弱风速而设计出来的组合沙障,已获得专利授权。本试验针对羽翼袋沙障,在4种风速条件下,模拟了风速流场和阻沙固沙效果。结果表明：（1）与袋状沙障（对照）相比,羽翼袋沙障防风效果平均增加了48%,且风速越大降低风速效果越明显,说明羽翼片的波动能够显著消弱风速。（2）与对照相比,羽翼袋沙障的输沙量分别降低81.44%（翼高10 cm）、88.92%（翼高20 cm）。（3）同样是直径10 cm的袋,翼高20 cm的羽翼袋沙障风蚀量比翼高10 cm的降低风速13.6%,减少风蚀量19%。羽翼袋沙障具备固沙与削弱风速的作用,显著提高沙障的防风固沙效果,为防沙治沙开拓了新途径。     

塔克拉玛干沙漠公路风沙危害与防治

塔克拉玛干沙漠公路447 km路段穿越新月形沙丘与沙丘链、复合横向沙垄以及高大复合纵向沙垄区,风沙危害极为严重,被誉为“世界公路建筑的奇迹”。为解决沙漠公路风沙防护体系构建的一系列科学与技术问题,沙漠学界随之开展了风沙运动规律,风沙危害的成因、强度、时空分异及其机械、化学、生物防治的理论与应用研究。本文对风沙危害及其防治研究的主要内容及研究进展进行了全面总结,认为塔克拉玛干沙漠公路风沙危害与防治的理论研究成果与实践应用水平取得突破性进展。     

机械沙障组合对土壤含水量及温度的影响

工程治沙技术的应用日益广泛,机械沙障是最早应用于防治风沙危害的工程措施之一,然而对于机械沙障如何影响沙土物理性质的研究较少。利用中子水分仪和温度计,对宁夏沙坡头地区两种机械沙障组合（直立式沙障+平铺式沙障）下不同土层的土壤含水量和温度进行测定分析,以未铺设沙障的裸沙为对照,为揭示工程固沙措施间接防风固沙机理提供科学依据。结果表明：机械沙障布设初期,直立式沙障加平铺式双层网明显提高了土壤温度,但随着布设时间的推移逐渐趋于稳定;机械沙障直接影响着土壤水分的再分配,不同机械沙障组合对土壤水分的再分配有着不同的影响,且有一定的蓄水保水作用。     

青藏铁路沙害及其防治研究进展

青藏铁路是中国乃至世界上海拔最高、穿越沙漠冻土的高原铁路。建成以来风沙危害日趋严重,成为危及铁路安全运营的一大隐患,因此,沿线的风沙防治一直备受关注。由于青藏高原风力强劲,沙物质丰富加上人类活动的影响,铁路沙害呈现出分布相对集中,冻融与风力、水力复合侵蚀,不断发展并持续累积,风沙活动稳定性差等特点。沙害分为路基风蚀、道床积沙、磨蚀等类型。累计有轻度、中度、严重沙害路段440 km,主要分布在锡铁山、伏沙梁、红梁河、秀水河-北麓河、沱沱河、通天河、扎加藏布、错那湖等8个路段。目前铁路沙害防治以机械措施为主,在设置初期有一定的防沙效果,但随着时间的推移,最终会被积沙埋没而失效。因此,青藏铁路防沙应以生物措施（恢复植被）为主,机械措施为辅。     

生物基可降解聚乳酸(PLA)沙障对沙丘表层沉积物粒度特征的影响

以吉兰泰盐湖北部流沙区铺设8 a的不同规格聚乳酸（PLA）沙障内沉积物为研究对象,利用激光衍射技术分析了沙丘表层0~3 cm沉积物粒度组成,计算并分析平均粒径、标准偏差等粒度参数,探讨了影响障内沉积物相对粗细的关键组分,分析PLA沙障的防沙效益。结果表明：PLA沙障内沉积物以细沙、中沙、极细沙为主。中沙、极细沙、细沙是障内沉积物的关键组分。PLA沙障的阻滞作用使得中沙、粗沙含量百分比升高,细颗粒含量百分比降低,障内沙粒分选性逐渐变差,峰态偏离正态分布,向负偏方向发展,频率分布曲线分布范围变宽,累积频率曲线变缓,表层颗粒组成趋于粗化。1 m×1 m规格PLA沙障内均以积沙为主;沙丘迎风坡和背风坡的2 m×2 m、3 m×3 m沙障内均为积沙状态,丘顶则为风蚀状态。综合考虑沙障铺设成本和防护效果,得出研究区域内2 m×2 m规格PLA沙障整体防沙效益最佳。     

塔克拉玛干沙漠公路的流沙灾害与治理

Reputed as a wonderful achievement of the world’s highway construction history,the Taklimakan Desert highway is nor facing serious sand drift encroachment problems due to its 447-km-long passage of sand sea consisting of crescent dunes,barchan chains,compound transverse dune ridges and complex megadunes.To solve some technical problems in the protection of the highway from sang drift encroachment,desert experts have been conducting the theoretical and applied studies on sand movement laws;causes,severities and time-space differentiation of sand drift damages;and control ways including mechanical,chemical and biological measures.In this paper the authors give an overall summry on the research contents and recent progress in the control of sand drift damages in China and hold that the theoretical researc results and practices in the prevention of sand drift encroachment on the cross-desert highway represnt a breakthrough and has an cpoch-making significance.Since the construction of protective forest along the cross-desert highway requires large amount of ground water,what will be its environmental consequence and whether it can effectively halt sand drift encroachment on the highway forever are the questions to be studied urgently.     

海岸湿沙表面风沙传输特征的风洞实验研究

通过湿沙表面风沙传输的风洞实验,研究了湿润海岸风沙流的垂直结构、输沙率随风速与表层湿度的变化规律。输沙测量使用60 cm高直立式积沙仪,湿度（M）为沙面表层1 mm厚的重量湿度值。结果表明,湿沙表面的输沙量和高度呈指数关系。一般,湿度增大,整体输沙率降低,高湿度床面的沙粒有相对更大的比例被传输到更高的位置。比起低湿度（M＜0.587%）沙粒,高湿度（0.587%＜M＜1.448%）沙粒的垂直运动对湿度变化的影响更加敏感,尤其是在跃移层的底部,当M＞1.448%时,输沙率已经很低,小于0.99 g·cm-1·s-1。伴随湿度0.587%和1.448%的过渡,风沙流垂向分布被分为3个不同坡度的区域,曲线坡度反映了沙粒间不同水分存在形式的影响差异。对于跃移沙粒,高湿度表面（M＞1.448%）仅起到了一个传输平台的作用;当表面变干到某种程度（M=0.587%）之前,表面湿度是跃移运动的主要控制因子,然后风速才重新开始影响输沙。     

Sand harm in Taklimakan Desert highway and sand control

Reputed as a wonderful achievement of the world's highway construction history, the Taklimakan Desert highway is now facing serious sand drift encroachment problems due to its 447- km-long passage of sand sea consisting of crescent dunes, barchan chains, compound transverse dune ridges and complex megadunes. To solve some technical problems in the protection of the highway from sand drift encroachment, desert experts have been conducting the theoretical and applied studies on sand movement laws; causes, severities and time-space differentiation of sand drift damages; and control ways including mechanical, chemical and biological measures. In this paper the authors give an overall summary on the research contents and recent progress in the control of sand drift damages in China and hold that the theoretical research results and practices in the prevention of sand drift encroachment on the cross-desert highway represent a breakthrough and has an epoch-making significance. Since the construction of protective forest along the cross-desert highway requires large amount of ground water, what will be its environmental consequence and whether it can effectively halt sand drift encroachment on the highway forever are the questions to be studied urgently.     

乌兰布和沙漠风沙入黄影响因子变化特征

乌兰布和沙漠是黄河上游内蒙古河段风沙的主要来源区,风沙入黄影响因子的变化会直接改变入黄风沙量,并进而对黄河水沙输移以及河床演变产生一定影响。依据野外调查和遥感影像,对河道边界条件、土地利用状况、沙漠所在区域风力条件和沙尘暴特征等风沙入黄影响因子进行了研究,揭示了其变化特征和趋势。结果表明：乌兰布和沙漠沿黄边界已发生很大变化,沿黄区域已修建一定规模的大堤,重新界定了河道范围,流动沙丘临河段长度较20世纪80年代大大减少,半固定沙丘多分布在距河道较远的地方,中间已被农田、村庄和开发地阻隔;沙漠所在区域年均风速及年最大风速总体上呈下降趋势,其中年均风速自20世纪50年代至今降低了1~1.3 m·s^-1,年最大风速较20世纪90年代初期降低6~10 m·s^-1;风力条件的变化导致了沙尘暴发生频率的降低,进而使得入黄风沙量减少,其影响周期与气候变化的周期有关。