海岸沙丘形态对台风响应的初步观测

基于2014年第10号强台风“麦德姆”登陆前后福建平潭岛海岸前丘、爬坡沙丘、横向沙丘和沙席等海岸沙丘形态的高精度测量数据,分析了典型海岸沙丘在台风登陆前后的形态变化,初步总结了华南海岸风沙地貌形态的台风响应模式。结果表明：4类典型海岸沙丘在台风“麦德姆”登陆前后的形态变化较大且主要是以体积减小和沙丘高度降低为主,测点高程的平均变化值为0.22 m,样区海岸沙丘体积平均减小0.59%,测点高程变化的平均值为高度降低0.05 m,但不同类型海岸沙丘及其不同部位的响应变化并非一致且存在较大差异,此与台风“麦德姆”的强侵蚀力及不同海岸沙丘的形态及其下伏地形、表面植被分布等的差异有关。     

海岸沙丘形态对台风响应的初步观测北大核心CSCDCSSCI

基于2014年第10号强台风"麦德姆"登陆前后福建平潭岛海岸前丘、爬坡沙丘、横向沙丘和沙席等海岸沙丘形态的高精度测量数据,分析了典型海岸沙丘在台风登陆前后的形态变化,初步总结了华南海岸风沙地貌形态的台风响应模式。结果表明:4类典型海岸沙丘在台风"麦德姆"登陆前后的形态变化较大且主要是以体积减小和沙丘高度降低为主,测点高程的平均变化值为0.22 m,样区海岸沙丘体积平均减小0.59%,测点高程变化的平均值为高度降低0.05 m,但不同类型海岸沙丘及其不同部位的响应变化并非一致且存在较大差异,此与台风"麦德姆"的强侵蚀力及不同海岸沙丘的形态及其下伏地形、表面植被分布等的差异有关。     

台风群后海岸爬坡沙丘形态变化特征

依据福建平潭岛海岸爬坡沙丘在2016年夏秋季台风“尼伯特”“莫兰蒂”“鲇鱼”组成的台风群登陆前后一年内8次形态高精度测量数据,探究典型海岸爬坡沙丘在台风群登陆后的年内形态变化过程及其特征。结果表明:(1)台风群造成海岸爬坡沙丘体积减少了0.13%、沙丘高度最大降低1.43 m,且不同部位高度变化存在一定差异,特别是后缘因地表植被破坏高度变化最明显。(2)台风群中单个台风作用下海岸爬坡沙丘形态变化虽明显,但未发现存在累积效应。(3)海岸爬坡沙丘形态在台风群后的近一年内以体积增加、沙丘高度增加为主,特别是爬坡沙丘前缘部位有明显的变化规律。(4)海岸爬坡沙丘形态对台风群的响应特征是台风群(强度、数量)、海岸爬坡沙丘原形态、植被盖度、海滩类型及周边环境等因素综合作用的结果,而台风群过后爬坡沙丘形态恢复变化与其形成发育因素相类似,其中海滩沙源和风况是关键性因素。     

台风“麦德姆”后海岸横向沙丘年内形态变化的观测

基于2014年第10号强台风“麦德姆”登陆前后一年内不同时间的福建平潭岛长江澳海岸横向沙丘形态高精度观测数据,分析了台风后典型海岸横向沙丘的年内形态变化过程及其特征。结果表明：（1）台风“麦德姆”造成海岸横向沙丘的体积减小、高度降低,其中体积减少了1.3%、丘顶高度最大降低1.43 m,且不同部位的变化程度亦非完全一致。（2）海岸横向沙丘形态在台风“麦德姆”后的一年内主要以体积增加、高度增大为特征,半年内海岸横向沙丘的体积与高度即已超过台风登陆前,丘顶高度最大月均升高0.39 m,沙丘迎风坡基本恢复到台风登陆前状态,背风坡以堆积为主且高度超过台风之前。（3）海岸横向沙丘的形态特征是由丰富的海滩沙源、强劲的常态向岸风、沙丘原形态及植被盖度等因素相互作用的结果,其中丰富的海滩沙源和强劲的常态向岸风是决定性因素,台风对海岸横向沙丘形态的影响应是暂时性的,较长时间尺度而言低频高能的台风对海岸横向沙丘形态的塑造作用相对有限。     

海岸沙丘近表层粒度对台风的响应

根据“麦德姆”强台风登陆前后福建平潭岛海岸前丘、爬坡沙丘、横向沙丘和海岸沙席等海岸沙丘近表层的粒度数据,分析了台风登陆前后典型海岸沙丘近表层粒径组成与粒度参数的变化,初步总结了海岸沙丘近表层粒度对台风的响应特征。整体而言,平潭岛海岸沙丘在“麦德姆”登陆前后近表层的粒度变化较小,对台风的响应变化不大且基本无等级性的差别,但海岸沙丘不同类型及不同部位的响应程度并不一致,主要是由海岸沙丘沙与海滩沙粒度的相近性及台风过程中大风的非选择性风蚀所致,同时也受到不同类型沙丘的形态和规模等的影响。     

海岸沙席形态及近表层沉积物粒度对台风的响应

依据2014年第10号强台风“麦德姆”登陆前后福建平潭岛典型海岸沙席的形态观测与近表层沉积物粒度数据,综合分析了海岸沙席对台风的响应特征。结果表明：① 海岸沙席形态对“麦德姆”的响应明显,主要表现为沙席前缘高程降低（最大侵蚀深度为0.40 m）,中部变化较小（-0.06~0.09 m）,后缘明显升高（最大堆积厚度为1.62 m）,沙席体积增大2.02%。② 海岸沙席近表层沉积物粒度受“麦德姆”影响较小,其粒度参数在台风前后并无质的等级性变化。③ 海岸沙席的台风响应特征主要因台风过程中大风的非选择性侵蚀和搬运及海岸沙席与海滩沙粒度的相近性所造成的,同时也受到周边地势及植被等的影响。     

海岸沙席对台风的形态响应特征

采用RTK GPS测量技术与方法,在2014—2017年对福建平潭岛典型海岸沙席进行了连续16次形态高精度测量,分析了海岸沙席在台风作用下的形态变化及台风季后的形态恢复变化特征。结果表明：1）海岸沙席对台风的形态响应特征明显,基本表现为海滩及沙席前缘高度降低（最大侵蚀深度为0.92 m）,沙席中部高度变化相对较小（≤0.15 m）,沙席后缘高度稍有升高（最大堆积厚度为0.75 m）。2）在台风季后,海岸沙席形态恢复变化也较为一致,主要表现为体积减少,海滩及沙席前缘高度稍有升高（最大堆积厚度为0.78 m）,沙席中部高度降低幅度极小（≤0.10 m）,沙席后缘高度略有降低（最大侵蚀深度为0.47 m）。3）海岸线走向是影响区域海岸沙丘对台风响应的重要因素,对于沙源不足、以离岸风为主的山岐宫海岸沙席,台风在其海岸沙席形态演变中的塑造作用突出。     

海岸沙丘形态对季风/台风的协同响应研究现状与展望

海岸沙丘形态变化及其动力学过程是认识和研究海岸风沙地貌的基础.中国海岸沙丘受季风和台风共同驱动,但梳理总结海岸沙丘形态对季风/台风的响应研究、海岸沙丘形态-动力学过程研究及其技术和方法等发现,现有研究对中国海岸沙丘受季风/台风协同驱动的特点认识不足,对季风和台风的影响分别进行研究,与海岸沙丘形成与演化过程并不相符,季风...     

海岸风沙地貌台风响应研究的现状与趋势

基于台风对海岸风沙地貌影响研究发展的简要回顾,概括了国外近期在海岸沙丘风暴响应的差异性及其机理、风暴响应沉积特征以及新技术应用等方面的主要进展,认为国内适时开展台风对海岸风沙地貌形态与沉积特征影响研究十分必要,建议以华南为研究区域,通过对台风前后不同类型海岸沙丘形态变化的高精度测量、非台风季风沙运动过程的定位观测以及沙丘沉积物的系统采样分析等,研究华南海岸风沙地貌形态和沉积变化与台风间的相互联系,探究台风对华南海岸风沙地貌的作用规律,建立华南海岸风沙地貌的台风响应模式。     

海岸新月形沙丘移动与形态变化的典型研究

依据2006~2008年连续3 a共9次采用RTK GPS技术与测量方法对一个典型海岸新月形沙丘形态的高精度测量数据,分析了海岸新月形沙丘的移动方向、方式、速度以及形态变化特点。结果表明,海岸新月形沙丘具有缓慢、向陆往复式前进的移动特点,形态变化则具有随季节增减变化中高度、宽度、长度、断面面积与体积增加的加积特征,究其原因是区域风况、海岸地表覆被、沙丘形态及人类活动等共同作用的结果。     

海岸沙丘表面不同部位风沙流中不同粒径沙粒垂向分布的变化

河北昌黎黄金海岸典型沙丘的实地观测表明,风沙流中中沙与细沙输沙量的垂向分布在沙丘表面不同部位的变化并无本质性差别但有一定变化幅度的差异,如绝对输沙量均在迎风坡至丘顶增加、丘顶至背风坡坡脚减小,但中沙输沙量在迎风坡增加的幅度小于细沙、在背风坡减少的幅度大于细沙;相对输沙量在沙丘不同部位的变化趋向类似,但细沙的变化幅度要小于中沙;中沙的垂向分布模式均为幂函数,细沙则表现为指数分布(0~10cm高度内)和幂函数分布(10~30cm高度内)。     

人为干扰下海岸沙丘表面粒度分布变异实证研究——以河北昌黎黄金海岸横向沙脊为例

选择我国海岸沙丘尤其是横向沙脊最为典型的河北昌黎黄金海岸,分别在人为干扰剧烈和人为干扰较少的区段,按垂直于横向沙脊走向各选择一个典型的横向沙脊断面,采集其表面沙质沉积物粒度样品,通过对样品粒度及其参数的分析与计算,对比分析人为干扰对海岸沙丘表面粒度分布的可能影响。结果表明,在滑沙和迎风坡脚沙质地表翻动与堆积沙堆等人为影响下,横向沙脊表面粒度分布发生了明显变异,由近自然状态下自沙脊两侧坡脚向脊顶粒径变细和分选变好、向陆背风坡的细化与分选优于向海迎风坡、脊顶沙粒最细及向陆背风坡脚最粗的自然分布模式转变为人为干扰下自两侧坡脚向沙脊坡部粒径变细与分选变好、向海迎风坡的细化与分选优于向陆背风坡、向海迎风坡粒径最细及迎风坡脚最粗的人为分布模式。     

包兰铁路沙坡头段防护体系前沿栅栏沙丘形态与近地面流场

防护体系前沿阻沙栅栏不仅是维持栅栏沙丘形态、阻挡流沙进入防护带内的重要屏障,还是栅栏沙丘这一独特沙丘类型形成发育的首要条件。形态测定与流场观测表明,在沙坡头铁路防护体系前沿地带,栅栏沙丘迎风坡平均坡度大于天然沙丘,背风坡坡度小于天然沙丘,背风坡水平长度与迎风坡水平长度之比约为0.7,远大于天然沙丘（0.3）。阻沙栅栏显著影响沙丘表面流场,但栅栏缺失或沙埋后栅栏沙丘与天然沙丘表面流场结构具有很大的相似性。沙丘迎风坡剪切风速均沿坡面至丘顶呈先增大、后减小的趋势,但栅栏沙丘迎风坡脚至中上部剪切风速增长速度较快,中上部至丘顶剪切风速迅速降低而且幅度较大,这种变化对栅栏沙丘的成长具有重要意义。     

巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠连接带沙丘移动规律北大核心CSCD

巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠分别为中国面积第二、第三大流动性沙漠,对两大沙漠连接带新月形沙丘的动态监测可以揭示该地区沙丘形成演化规律,为沙漠连接带风沙地貌发育研究提供科学支撑。通过Google Earth高清历史影像对巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠连接带的新月形沙丘带进行监测,分析了两大沙漠交界处沙丘的移动速率和形态变化。结果表明:巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠连接带沙丘移动速率范围5.88-19.55 m·a^(-1),平均移动速率10.03 m·a^(-1);移动方向范围109°-135°,平均移动方向122°。风况为沙丘移动提供动力条件,合成输沙方向与沙丘移动方向吻合。受NW、WNW方向输沙影响,新月形沙丘南翼在移动速率增加的同时长度不断伸长,显著区别于北翼。沙丘移动受控于沙丘本身形态,沙丘各形态参数(迎风坡长度、高度、宽度、周长、底面积)与移动速率呈现显著负相关关系(P<0.01)。植被覆盖以及沙丘密度的差异导致了研究区沙丘移动速率的差异。沙丘移动前后,形态参数变化具有复杂性,而沙源丰富度差异以及丘间地灌丛沙包对沙丘形态的改变,是沙丘形态变化复杂性的主要原因。两大沙漠连接带年输沙通量170-521 t·m^(-1),均值为301 t·m^(-1)。     

Variations of horizontal and vertical velocities over two-dimensional transverse dunes: A wind tunnel simulation of the effect of windward slope

The changes in wind velocity induced by dune topography have an important significance in dune dynamics. In this paper, the horizontal and vertical velocities over six transverse dune models were measured non-intrusively by means of Particle Image Velocimetry in a wind tunnel. The windward slope angle and the free-stream wind velocity both affected the horizontal and vertical velocity components. On the windward side, the acceleration of horizontal velocity depended mainly on the windward slope angle and the height above the dune surface, but was also affected by the free-stream wind velocity. The speed-up ratio increased with increasing slope angle but decreased with increasing height. The ascending vertical velocities also increased with increasing slope angle and free-stream wind velocity. The maximum values moved upper along the dune when the windward angle became steeper. In the leeward sides, the horizontal velocity decreased and reversed because of airflow separation; the maximum reverse velocity in the separation cell was about 17% of the free-stream wind velocity. Behind the dune crest, the airflow moves downwards, and its maximum downward velocity is found near the flow reattachment point. Finally, we discussed the significance of these velocity variations for sediment transport and dune dynamics.