沙柳沙障的防风固沙效益研究

研究测定了1m×1m,1m×2m,2m×2m,2m×3m,2m×4m,2m×5m,3m×3m,3m×4m,4m×4m,4m×5m,3m×6m等11种规格沙柳沙障内的风沙活动过程和分布规律。结果说明,不同规格沙障内输沙率随着风速的变化其变化趋势不同,小规格沙障内输沙率与风速呈对数曲线关系,大规格沙障内输沙率与风速之间呈指数曲线关系。沙柳沙障中近地表0～4cm范围内,风沙流中的相对含沙量沙丘下部明显大于沙丘中部和上部,说明沙障导致了近地表风沙流结构发生变化。面积等于或小于1m2的沙障可以完全控制地表风蚀,当沙障面积增加到一定程度后,风蚀深度增加很快。不同规格沙障的防护效益,在大风条件下,小规格沙障的成本效益高于大规格的沙障;在小风情况下,大规格沙障的成本效益大于小规格沙障。     

塔克拉玛干沙漠中部地区两类半隐蔽格状沙障内部沉积粒度特征浅析

选取塔克拉玛干沙漠石油公路K286处尼龙网方格和塔中作业区气井附近水泥方格两种不同材料的半隐蔽格状沙障沙样进行粒度组成分析,分析内容包括平均粒径、标准偏差、偏度、峰度、平均粒径与标准偏差散点图和代表性样品累积概率曲线图。结果表明,尼龙网方格中心沉积颗粒未必最细,水泥方格中心部位沉积颗粒最细,其原因与方格内的流场有关。散点图显示,水泥方格中心处沉积粒度区间与方格其他位置差别最大。累积概率曲线表明,跃移组分与蠕移组分之间的截点差别最大,即动力作用复杂,同时说明风力对粗沙粒沉积过程作用不明显;悬移组分与跃移组分之间截点在不同位置差别最小,表明在一定粒径范围内的粒径大小对动力作用的响应是非常明显的。     

尼龙网方格沙障风沙流携沙粒度的空间分异特征

为了探究塔克拉玛干沙漠腹地尼龙网方格沙障对风沙流携沙粒度的空间分异作用,于2015年4-6月,选取裸沙地和尼龙网2种下垫面,利用方口集沙仪和全方位集沙仪分别收集风沙流中垂直高度层中2~100 cm和16个方位的输沙量,利用BT-2001激光粒度分布仪对沙样进行粒度组成分析。结果表明：沙粒的粒度频率曲线形态表现为单峰分布特征,与下垫面沙粒组成有关。在垂直方向上,沙粒的平均粒径在L1（裸沙地）、L2（沙障前部）处随着高度的增加沙粒平均粒径减小,L3（沙障中部）处平均粒径先增加后趋于稳定;风沙流进入沙障后,分选性变差,偏度增大,峰度减小;L1和L2处沙粒随平均粒径的减小,分选性变差、细尾越来越明显、沙粒粒径分布范围变窄,且L1处分选系数、峰度和偏度与沙粒平均粒径在双变量图上的变化率大于L2处。在水平方位上,沙粒的平均粒径在T1（裸沙地）-T2（沙障前部）-T3（沙障中部）的过程中先增后减,在T2处,分选性最好,偏度系数和峰度最小;3个观测点的粒度参数与平均粒径没有明显的相关关系。     

利用影像相关分析的遥感变化检测

针对利用单一光谱特征进行影像相关分析在遥感变化检测应用中效果较差的问题,提出了一种将纹理特征与光谱特征相结合的相关系数计算模型。应用中在对多时相影像进行相同尺度棋盘分割的基础上,先计算各对应分割窗口内的相关系数,再以其中心点的坐标和相关系数值作为一个特征点,在三维空间中进行插值处理得到整个区域的相关系数空间分布图;进一步通过密度分割处理提取变化信息。本文以两期GF-1影像数据进行了变化信息提取试验,结果表明,采用组合特征相关系数的变化检测结果明显优于单一光谱相关系数的变化检测结果。组合相关系数的应用研究为利用影像相关分析方法从高分影像中提取变化信息提供了一种新的思路。     

机械防沙体系防沙功能的衰退过程

作为一种十分有效的防治流沙的方法,机械防沙体系在防止风沙前移显示出很大的优越性,其目的就是要把流沙滞留在体系内,体系在发挥其功能的同时也是逐步丧失其功能的过程。在平坦地形条件下,草方格沙障积沙是从前沿向纵深发展的。在复杂地形地貌条件下,流沙的堆积具有不平衡性,且积沙形式多样。无论积沙形式如何,都有整体向前推进的趋势。阻沙栅栏的积沙形式因材料及孔隙度的大小而异,阻沙栅栏在初期时,可以拦截较多的沙量（75%）,草方格固沙带只承担25%的积沙量,随着时间推移,阻沙栅栏的效益逐渐降低,草方格固沙带则要承担较多的积沙量。从阻滞的沙量来看,一道栅栏阻拦的沙量至少等于40行草方格滞留的沙量,在工程实践中应优先考虑栅栏的应用。     

草方格固沙带对垄间新月形沙丘形态和移动的影响

为了探讨草方格固沙带对沙丘形态和移动的影响,在塔克拉玛干沙漠腹地的塔中地区,2004年我们在垄间地设置了观测区,对区内新月形沙丘进行了动态测量。数据分析表明,草方格固沙带对垄间低矮新月形沙丘的逆向演变过程和移动扰动很大:在固沙带迎风边缘邻区,沙丘呈正向演变,沙丘移动速度下降;在固沙带内部沙丘呈逆向演变,移动速度加快,而且逆向演变速率大于自然沙面的沙丘。固沙带不能改变沙丘逆向演变的趋势,但从整体上来看,沙丘在固沙带边缘邻区的正向演变延缓了沙丘的逆向演变速率。固沙带对沙丘形态的影响源于削弱近地表风动力、固定沙面使风沙流趋于极度不饱和,而固沙带通过改变沙丘的形态和体积以及地表风沙流的饱和度进而影响沙丘的移动。     

歧口凹陷滨海地区沙一下鲕粒发育特征与重力流沉积

沙一下沉积时期,歧口凹陷板桥斜坡、滨海斜坡和歧北低斜坡滨海地区主要沉积类型为重力流沉积,物源主要来自西部沧县隆起。同时在滨海地区CT16×1等井沙一下部分取样薄片中发现鲕粒的存在。通过对歧口凹陷300余口井沙一下亚段薄片等资料的统计分析,认为滨海地区沙一下层段中的鲕粒为异地鲕粒,其来源主要为板桥斜坡及滨海斜坡,以上地区在沙一下沉积时期虽然仍以陆源碎屑沉积为主,但在某些短时段内,存在＂暖、清、浅＂的区域性欠补偿的高钙清水沉积,发育含鲕粒的碳酸盐岩,形成的原地鲕粒在后期重力流滑塌等事件活动的作用下,沿着滨海、港东断层等输送通道被搬运至滨海地区。通过此次鲕粒来源分析,一方面重新梳理了歧口凹陷两大盆外物源（北部燕山、西部沧县隆起）的波及范围,深化了对歧口凹陷沙一下沉积时期沉积体系的认识;另一方面发展形成了利用地震相、测井相、岩芯相和薄片相＂四相合一＂的沉积体系研究方法。     

青藏铁路沿线砾石方格固沙机理风洞模拟研究

通过对青藏铁路沿线砾石方格内风速特征、固沙效率的风洞模拟实验研究发现,当气流运行至砾石方格前缘,水平风速迅速降低,砾石方格对风速的削弱作用非常显著,达到50%左右。气流在沿砾石方格向下风向移动过程中,水平梯度风速逐渐减小,但其减小幅度比较缓慢。砾石方格中风速随高度的分布遵循对数规律,各方格间风速变化趋势相对稳定。砾石方格地表粗糙度在5.2cm左右,摩阻速度为2.4 cm/s。砾石方格中固沙量随着进口风速的增加而增加,在相同风速下,固沙量随离沙源距离的增加呈指数关系递减。