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黄河流域西柳沟中游输沙势及风沙入黄量估算

中国环境科学 2024年第5期44卷 2606-2618页

作者：赵宏胜党晓宏蒙仲举李婉娇冯霜高永内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古呼和浩特010018 中央与地方共建风沙物理重点实验室内蒙古呼和浩特010018 内蒙古杭锦荒漠生态系统国家定位观测研究站内蒙古鄂尔多斯017400 包头市林业和草原局内蒙古包头014060 内蒙古自治区水利科学研究院内蒙古呼和浩特010051

以十大孔兑之一的西柳沟风沙区为研究区,通过野外监测与室内分析相结合,对研究区风况和输沙势特征进行分析,同时开展风沙流活动观测,测定流域两岸不同下垫面输沙通量,再通过函数拟合法科学估测风沙入黄量.结果表明:(1)研究区属于中等风... 详细信息

以十大孔兑之一的西柳沟风沙区为研究区,通过野外监测与室内分析相结合,对研究区风况和输沙势特征进行分析,同时开展风沙流活动观测,测定流域两岸不同下垫面输沙通量,再通过函数拟合法科学估测风沙入黄量.结果表明:(1)研究区属于中等风能环境区,年均起沙风风速为6.41m/s,年均起沙风频率为17.85%,最大风速为11.37m/s;(2)不同时间尺度合成输沙势方向趋于一致,均以偏东南方向(SE,SSE)为主,年方向变率指数属于中等变率,年合成输沙势方向(RDD)为SSE方向,直接导致大量沙物质输入河道;(3)不同下垫面垂向输沙通量存在显著差异,流动沙地、半固定沙地和固定沙地风沙入黄量占比分别为77.09%、15.30%和7.61%.流域地表输沙率垂线变化表明不同下垫面总输沙率与风速均呈较好的指数函数关系,因此利用输沙率(q)、起沙风时长(h)与断面长度(d)之间关系,估算西柳沟流域年均风沙入黄总量约为8.09×10^(5)t/a.本文旨在探究西柳沟流域不同下垫面输沙率与风速两者之间耦合关系,为风沙入黄防治工作提供数据基础,从而降低风沙问题对黄河流域造成的安全隐患.

关键词：黄河流域西柳沟流域输沙势输沙通量风沙入黄

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黄河上游十大孔兑区域风能环境及输沙势特征

中国沙漠 2024年第3期44卷 85-95页

作者：赵宏胜高永蒙仲举李婉娇冯霜党晓宏内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古呼和浩特010018 内蒙古农业大学中央与地方共建风沙物理重点实验室内蒙古呼和浩特010018 内蒙古农业大学内蒙古杭锦荒漠生态系统国家定位观测研究站内蒙古呼和浩特010018 内蒙古自治区水利科学研究院内蒙古呼和浩特010051 包头市林业和草原局内蒙古包头014060

风况和输沙势是表征荒漠区风能环境及风沙运动的重要参数。为探明黄河流域十大孔兑区域风能环境特征,利用2018—2022年气象站数据分析了该区风况及输沙势在不同时间尺度上的变化特征。结果表明:(1)十大孔兑区域2018—2022年风速变化不大... 详细信息

风况和输沙势是表征荒漠区风能环境及风沙运动的重要参数。为探明黄河流域十大孔兑区域风能环境特征,利用2018—2022年气象站数据分析了该区风况及输沙势在不同时间尺度上的变化特征。结果表明:(1)十大孔兑区域2018—2022年风速变化不大,年平均风速为3.17 m·s^(-1),年平均起沙风风速为6.28 m·s^(-1),不同季节之间起沙风速两极分化趋势明显,春季起沙风频率最高,月平均风速随季节变化起伏较明显。(2)受地形及海拔因素影响,十大孔兑区域风能环境呈西高东低分布特征,不同时间尺度起沙风风向均以偏西风和偏北风为主。(3)根据输沙势结果,十大孔兑区域整体上属于中等风能环境,存在相当大的空间变化,西部靠近库布齐沙漠,属于高风能区,中部属于中风能区,东部属于低风能区;不同时间尺度输沙势特征存在差异,合成输沙势方向趋于一致,以偏东南方向(SE、SSE)为主,为沙物质输入河道提供了充足动力。应将春季作为风沙重点防治时期,将靠近沙源区的西部作为重点防治区域。

关键词：黄河流域风能环境风况输沙势十大孔兑

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黄河流域西柳沟孔兑中游输沙势及风沙入黄贡献量研究

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中国环境科学 2024年

作者：赵宏胜党晓宏蒙仲举李婉娇冯霜高永内蒙古农业大学沙漠治理学院包头市林业和草原局内蒙古自治区水利科学研究院中央与地方共建风沙物理重点实验室内蒙古杭锦荒漠生态系统国家定位观测研究站

输沙势和风沙流特征是衡量区域风能环境及风沙活动强度的重要因素。本研究以十大孔兑之一的西柳沟风沙区为研究区，通过野外监测与室内分析相结合，对研究区风况和输沙势特征进行分析，同时开展风沙流活动观测，测定流域两岸不同下垫面... 详细信息

输沙势和风沙流特征是衡量区域风能环境及风沙活动强度的重要因素。本研究以十大孔兑之一的西柳沟风沙区为研究区，通过野外监测与室内分析相结合，对研究区风况和输沙势特征进行分析，同时开展风沙流活动观测，测定流域两岸不同下垫面输沙通量，再通过函数拟合法科学估测风沙入黄量。结果表明：(1) 研究区于中等风能环境区，年均起沙风风速为6.41 m/s，年均起沙风频率为17.85%，最大风速为11.37 m/s；(2) 不同时间尺度合成输沙势方向趋于一致，均以偏东南方向(SE，SSE)为主，年方向变率指数属于中等变率，年合成输沙势方向(RDD) 为SSE方向，直接导致大量沙物质输入河道；(3) 不同下垫面垂向输沙通量存在显著差异，流动沙地、半固定沙地和固定沙地风沙入黄量占比分别为77.09%、15.30%和7.61%。流域地表输沙率垂线变化表明不同下垫面总输沙率与风速均呈较好的指数函数关系，因此利用输沙率q((v))、起沙风时长(h)与断面长度d(m)之间关系，估算西柳沟流域年均风沙入黄总量约为8.09×105t/a。本文旨在探究西柳沟流域不同下垫面输沙率与风速两者之间耦合关系，为风沙入黄防治工作提供数据基础，从而降低风沙问题对黄河流域造成的安全隐患。

关键词：黄河流域西柳沟孔兑输沙势输沙通量风沙入黄

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青海湖湖东沙区风季起沙风况及输沙势特征

干旱区资源与环境 2023年第3期37卷 91-97页

作者：张乐春张登山汪海娇吴海倩青海大学地质工程系/农林科学院西宁810016 北京林业大学水土保持学院北京100083 北京建筑大学测绘与城市空间信息学院北京102616

风向风速矢量统计、输沙势计算以及风况风能环境分类是研究沙区风沙地貌动力学的重要内容。文中以青海湖湖东沙区为研究对象,使用2006、2009、2012及2015年3、4、5月的逐时风速风向数据,计算起沙风、输沙势的数值及方向,分析评估风季研... 详细信息

风向风速矢量统计、输沙势计算以及风况风能环境分类是研究沙区风沙地貌动力学的重要内容。文中以青海湖湖东沙区为研究对象,使用2006、2009、2012及2015年3、4、5月的逐时风速风向数据,计算起沙风、输沙势的数值及方向,分析评估风季研究区风沙活动特征及风能环境,结果表明:1)青海湖湖东沙区起沙风以西风组为主,东风组几乎没有起沙风。2)青海湖湖东沙区的输沙势以W、WNW、WSW、SW,4个方向为主,各月各方向输沙势值均在16.9VU以下,各月合成输沙势RDP低于30VU,4年风季输沙势值均低于65VU,年输沙势值小于200VU,属于低风能区。3)合成输沙方向RDD全部位于ENE、E、ESE这3个方向上,该沙区属于单峰或者窄双峰风况,潜在输沙方向比较单一。

关键词：起沙风输沙势风况湖东沙区

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科尔沁沙地西部横向沙丘间的风况和输沙势

中国沙漠 2022年第4期42卷 110-119页

作者：冯净雪丁占良尤莉韩广湖南师范大学地理科学学院湖南长沙410081 包头师范学院资源与环境学院内蒙古包头014030 内蒙古自治区气候中心内蒙古呼和浩特010051

以科尔沁沙地西部一处典型横向沙丘群为研究对象,在沙丘顶部、丘间走廊和迎风坡脚各布设一套自动气象站,对流动性的横向沙丘群内部的风况进行了连续16个月的实地观测。为有效说明沙丘群外围气象站是否能真实反映沙丘群内部实际风况特征... 详细信息

以科尔沁沙地西部一处典型横向沙丘群为研究对象,在沙丘顶部、丘间走廊和迎风坡脚各布设一套自动气象站,对流动性的横向沙丘群内部的风况进行了连续16个月的实地观测。为有效说明沙丘群外围气象站是否能真实反映沙丘群内部实际风况特征,从翁牛特旗国家站获取了同时段风况的小时数据。结果表明:(1)丘间走廊年内主导风向为SW,与迎风坡脚基本一致但频率更高,相对于沙丘顶部(WNW)和翁牛特旗(NW)而言,风向大角度向左偏转;(2)丘间走廊年内平均风速为3.28 m·s^(-1),春季平均风速可达4.74 m·s^(-1),瞬时风速大于起沙风速;丘间走廊会发生较强烈的风沙活动,这对塑造丘间走廊完整形态、形成稳定的横向沙丘群空间格局具有重要作用;(3)利用日均值计算丘间走廊的输沙势为37.94 VU,低于沙丘顶部94.54%,高于翁牛特旗86.99%,由此可知,沙丘群外围气象台站测得的风况数据不能真实反映沙丘群内部风沙活动的实际情况。为更精确地估算沙丘群内部的真实输沙状况,建议至少在沙丘顶部和丘间走廊各布设一套全自动气象站进行联动观测。本研究对于揭示沙丘群落整体风况变化规律和沙尘灾害防治具有重要的理论和技术支撑价值。

关键词：横向沙丘群风况主导风向输沙势科尔沁沙地

内蒙古阴山北麓荒漠草原风况与输沙势研究——以希拉穆仁草原为例

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干旱区资源与环境 2022年第4期36卷 102-110页

作者：苗恒录王健张瑞强李锦荣高天明中国水利水电科学研究院内蒙古阴山北麓草原生态水文国家野外科学观测研究站北京100038 水利部牧区水利科学研究所呼和浩特010020

以内蒙古阴山北麓草原生态水文国家野外科学观测研究站2016年-2020年UGT自动风蚀监测系统采集的风速、风向数据为依据,分析了希拉穆仁荒漠草原的起沙风风况和输沙势变化情况。结果表明:1)研究区年平均起沙风速为6.35 m/s,年平均起沙风... 详细信息

以内蒙古阴山北麓草原生态水文国家野外科学观测研究站2016年-2020年UGT自动风蚀监测系统采集的风速、风向数据为依据,分析了希拉穆仁荒漠草原的起沙风风况和输沙势变化情况。结果表明:1)研究区年平均起沙风速为6.35 m/s,年平均起沙风频率为8.33%,以偏西风(W、WNW、NW)为主风向。2)起沙风平均风速的日内变化14时达到最大,23时最小。起沙风频率的日内变化呈单峰曲线,15时达到最大。3)年均输沙势为144.87VU,合成输沙势为111.31VU,方向变率指数(RDP/DP)为0.77,合成输沙势方向RDD为98.33°。其中,春季输沙势最大,占全年输沙势的48.31%,偏西风(W、WNW、NW)最强。4)随着起沙风平均风速增大,输沙势也呈增大趋势,二者的拟合曲线为y=31.936x^(2)-380.55x+1137.2,R^(2)=0.8252;随着起沙风频率的增大,输沙势也呈增大趋势,二者的拟合曲线为y=0.0591x^(2)+1.0573x-2.5096,R^(2)=0.9738。根据风况和输沙势分析,建议从垂直于输沙势方向采取工程或植物防护措施,从而减轻内蒙古阴山北麓-希拉穆仁荒漠草原的风力侵蚀,减缓荒漠草原沙化的进程。

关键词：荒漠草原起沙风输沙势希拉穆仁内蒙古阴山北麓

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巴音温都尔沙漠风况及输沙势特征

中国沙漠 2023年第5期43卷 41-48页

作者：刘茜雅王海兵左合君温苏雅勒图霍海鹰内蒙古农业大学沙漠治理学院/内蒙古风沙物理与防沙治沙工程重点实验室内蒙古呼和浩特010011 乌拉特梭梭林-蒙古野驴国家级自然保护区乌拉特后旗管理站内蒙古乌拉特后旗015543 巴彦淖尔市自然保护区管理局内蒙古巴彦淖尔015500

巴音温都尔沙漠为阿拉善高原东部低山丘陵盆地型沙漠,由独立、间断分布的博客台沙漠、海里沙漠和白音查干沙漠组成,本文利用巴音温都尔沙漠区4个气象站实测的2016—2020年风速、风向数据,分析了该区风况和输沙势变化特征。结果表明:巴... 详细信息

巴音温都尔沙漠为阿拉善高原东部低山丘陵盆地型沙漠,由独立、间断分布的博客台沙漠、海里沙漠和白音查干沙漠组成,本文利用巴音温都尔沙漠区4个气象站实测的2016—2020年风速、风向数据,分析了该区风况和输沙势变化特征。结果表明:巴音温都尔沙漠2016—2020年年际间风速变化不大,年平均风速为6.12 m·s^(-1),年平均起沙风风速为9.33 m·s^(-1)。风速月际间变化较明显,呈显著的春季、夏季两极分化趋势,春季起风的频率最高(最高达67.77%);主导风为WSW偏W风向,4个气象站的年输沙势均值为359.99 VU,年合成输沙势均值为204.46 VU,年输沙势的方向变率指数均值为0.55,整体属于中风能环境,中等风向变率,钝双峰或锐双峰风况。输沙势季节差异大,冬季输沙势最大(453.72 VU),夏季输沙势最小(287.74 VU)。根据风况和输沙势分析,建议对该区进行长期的风沙流观测,从风能环境和风沙活动规律方面为巴音温都尔沙漠区风沙灾害防治提供科学依据。

关键词：起沙风风况输沙势巴音温都尔沙漠

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不同数据源下毛乌素沙地风况及输沙势特征

中国沙漠 2022年第5期42卷 54-62页

作者：顾立霞吕萍马芳陈国祥梁准许明静杨迎陕西师范大学地理科学与旅游学院陕西西安710119

风是干旱、半干旱区风蚀风积地貌发育的动力基础,我们通常使用风速资料探讨区域风况,但选取不同的风速资料研究同一区域风况时结果存在差异。以毛乌素沙地为例,分别选取中国气象数据网(CMDC)的日最大风速及风向与美国国家气候数据中心(N... 详细信息

风是干旱、半干旱区风蚀风积地貌发育的动力基础,我们通常使用风速资料探讨区域风况,但选取不同的风速资料研究同一区域风况时结果存在差异。以毛乌素沙地为例,分别选取中国气象数据网(CMDC)的日最大风速及风向与美国国家气候数据中心(NCDC)的日8个定时观测风速及风向,对比分析起沙风特征。结果表明:(1)毛乌素沙地平均起沙风速相差较小,但起沙风频率明显在CMDC数据源中较高;(2)毛乌素沙地年起沙风向均以WNW、W和NW为主,但年起沙风次风向、不同区域夏季和秋季起沙风次风向组成均在CMDC数据源中较复杂,且起沙风主次风向频率均在CMDC数据源中较高;(3)毛乌素沙地整体均属于低风能环境,中等风向变率,锐双峰或宽单峰风况,但以最大风速计算的年输沙势约是以定时观测风速计算结果的3.3倍。基于两套数据源定量对比分析毛乌素沙地风况及输沙势,这对区域风况研究是一种新的尝试,以期提高对不同数据源提供的风速差异的认识,为今后不同区域的起沙风分析提供一定的参考。

关键词： CMDC NCDC 风况输沙势毛乌素沙地

阿尔金山国家级自然保护区东北部风况及输沙势特征

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中国沙漠 2023年第2期43卷 114-120页

作者：曲书锋张国明董苗徐俊泉尚鹏严平刘连友杜洁雯北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学应急管理部教育部减灾与应急管理研究院北京100875 北京师范大学防沙治沙教育部工程研究中心北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 北京师范大学国家安全与应急管理学院北京100875 太原师范学院地理科学学院山西晋中030619 阿尔金山国家级自然保护区管理局新疆库尔勒841000

利用阿尔金山国家级自然保护区依协克帕提保护站实测的2017—2021年风速、风向数据,对阿尔金山国家级自然保护区东北部风况与输沙势进行了分析。结果表明:(1)阿尔金山国家级自然保护区东北部近5年年均风速和年均起沙风速起伏变化不大,... 详细信息

利用阿尔金山国家级自然保护区依协克帕提保护站实测的2017—2021年风速、风向数据,对阿尔金山国家级自然保护区东北部风况与输沙势进行了分析。结果表明:(1)阿尔金山国家级自然保护区东北部近5年年均风速和年均起沙风速起伏变化不大,年均风速为3.10 m·s^(-1),年均起沙风速为7.67 m·s^(-1),年均起沙风频率为8.57%,春夏季起沙风频率高于秋冬季。(2)起沙风风向的季节变化差异大,冬春季主导风向为W、SW和WSW,夏季风向以NE和E为主。(3)年输沙势(DP)均值为580.23 VU,属高风能环境(>400 VU);年合成输沙势(RDP)均值为266.69 VU,合成输沙方向(RDD)季节性差异大,年输沙势的方向变率指数(RDP/DP)均值为0.36,属中等方向变率的锐双峰风况。(4)全年输沙势季节差异较大,春季输沙势最大,夏季和冬季次之,秋季最小。冬春夏季输沙势的方向变率指数分别为0.90、0.41和0.20,分别属于低变率、中变率和高变率。

关键词：阿尔金山国家级自然保护区风况特征输沙势