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策勒沙漠-绿洲过渡带不同下垫面的输沙通量及粒度差异特征

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干旱区资源与环境 2014年第2期28卷 167-174页

作者：毛东雷雷加强李生宇再努拉王翠周杰中国科学院新疆生态与地理研究所乌鲁木齐830011 新疆师范大学地理科学与旅游学院乌鲁木齐830054 中国科学院大学北京100049 新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站策勒848300

沙漠-绿洲过渡带天然植被具有良好的防风阻沙效益,对绿洲内部农田起到重要保护作用。在策勒4个不同下垫面风动力条件研究基础上,结合地表和BSNE积沙仪沙样粒度进行分析,探讨不同下垫面水平输沙通量差异及沙物质粒度特征及形成原因。结... 详细信息

沙漠-绿洲过渡带天然植被具有良好的防风阻沙效益,对绿洲内部农田起到重要保护作用。在策勒4个不同下垫面风动力条件研究基础上,结合地表和BSNE积沙仪沙样粒度进行分析,探讨不同下垫面水平输沙通量差异及沙物质粒度特征及形成原因。结果表明:平均风速及地表输沙率从流沙前沿经半固定沙地、固定沙地、进入绿洲后大幅度减少。沿主风向随着与流沙前沿距离的增加和搬运高度的增加,地表裸平沙地和输沙沙粒平均粒径都有变细的趋势,流沙前沿和绿洲边缘地表沙粒平均粒径相差30μm,BSNE跃移输沙沙粒粒级分布范围比过渡带平沙地地表沙粒粒级分布范围较窄。

关键词：沙漠-绿洲过渡带输沙通量粒度特征策勒

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塔中地区一次沙尘暴过程的输沙通量估算

干旱区研究 2010年第6期27卷 969-974页

作者：杨兴华何清艾力.买买提明中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所新疆乌鲁木齐830002 塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站新疆塔中841000

以塔克拉玛干沙漠腹地塔中地区为研究区,对2008年7月19日11:29～23:56时一次沙尘暴天气过程进行野外实时输沙观测,利用经典输沙经验公式,对此次沙尘天气的输沙通量进行估算。确定了塔中地区的临界摩擦速度为0.24m/s,建立了塔中地区2m高... 详细信息

以塔克拉玛干沙漠腹地塔中地区为研究区,对2008年7月19日11:29～23:56时一次沙尘暴天气过程进行野外实时输沙观测,利用经典输沙经验公式,对此次沙尘天气的输沙通量进行估算。确定了塔中地区的临界摩擦速度为0.24m/s,建立了塔中地区2m高度风速与输沙率的关系,发现Lettau输沙率公式的计算结果与实测值最为接近,塔中地区此次沙尘暴发生期间的水平输沙通量和垂直输沙通量分别为258.67×10-4kg/(m·s),40.07×10-7kg/(m2·s)。

关键词：沙尘暴摩擦速度输沙通量塔克拉玛干沙漠

基于高速摄影技术的风沙流输沙通量剖面的风洞实验测量

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中国沙漠 2016年第5期36卷 1230-1237页

作者：蒋缠文董治宝王晓艳中国科学院寒区旱区环境与工程研究所甘肃兰州730000 渭南师范学院化学与环境学院/陕西省河流湿地生态与环境重点实验室陕西渭南714099

风沙研究者非常重视对输沙通量随高度变化特征的研究,并为寻找可靠的测量手段付出了不懈的努力。基于高速摄影技术获得的沙粒平均水平速度与沙粒数的垂直剖面,推导了较低风速下环境风洞内输沙通量的垂直剖面。结果表明：沙粒平均水平速... 详细信息

风沙研究者非常重视对输沙通量随高度变化特征的研究,并为寻找可靠的测量手段付出了不懈的努力。基于高速摄影技术获得的沙粒平均水平速度与沙粒数的垂直剖面,推导了较低风速下环境风洞内输沙通量的垂直剖面。结果表明：沙粒平均水平速度随高度呈幂函数增加,颗粒浓度随高度的算数平方根呈指数衰减。由颗粒平均水平速度剖面与浓度剖面的乘积可获得输沙通量剖面。所获得的输沙通量随高度变化曲线在距床面1~3mm处均有一个明显的拐点,拐点上方输沙通量随高度呈指数衰减。在床面与拐点之间输沙通量没有明显的变化趋势,这可能是由于气流中颗粒间的碰撞以及颗粒与床面碰撞的影响。平均跃移高度和相对衰减系数是描述输沙通量随高度变化的两个重要参数,两者有着很好的相关性,表明了随着风速增加和沙粒粒径减小跃移颗粒可以达到更大的高度,随着风速减小与粒径增大,输沙通量迅速衰减。

关键词：风沙跃移输沙通量高速摄影技术测量技术颗粒追踪算法

风沙流输沙通量垂向分布研究——以塔克拉玛干沙漠南缘流沙地表风沙流观测为例

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中国沙漠 2012年第3期32卷 631-639页

作者：杨东亮王雪芹胡永锋杨帆韩章勇中国科学院新疆生态与地理研究所生物地理与生物资源重点实验室新疆乌鲁木齐830011 中国科学院研究生院北京100049 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外观测研究站新疆策勒848300

于2010年4—6月在塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲外缘流沙地进行风速、风向和输沙量同步观测,利用观测到的28组数据对输沙通量的垂向分布进行研究。结果表明,在4.5～8m.s-1的风速区间内,总输沙率随风速增长速率较慢,大于8m.s-1时增长迅速... 详细信息

于2010年4—6月在塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲外缘流沙地进行风速、风向和输沙量同步观测,利用观测到的28组数据对输沙通量的垂向分布进行研究。结果表明,在4.5～8m.s-1的风速区间内,总输沙率随风速增长速率较慢,大于8m.s-1时增长迅速。在较小风速时,4个高度层(1cm、3cm、9cm和19cm)的输沙比率变化不明显,当风速大于6.6m.s-1时,1cm和19cm高度输沙比率的调整较为明显,前者减小而后者增加,中间两层(3cm、9cm)则维持一定波动。不同的蚀积条件对于输沙通量的垂向分布具有一定的影响,平均跃移高度则在一定程度上反映了地表沙粒的吹蚀和堆积过程。在4种常见的描述输沙通量垂向分布的模型中,Zingg的修正幂函数具有最好的拟合程度,但反映的风沙流信息最少,简单幂函数的参数包涵了最为丰富的风沙流信息但拟合程度最差,指数函数同时具有较好的拟合程度和参数意义,Fryrear的幂函数则与指数函数恰恰相反。在沙物质以极细沙为主的塔克拉玛干沙漠南缘,指数函数较之简单幂函数能更好地描述该区域输沙通量的垂向分布,验证并补充了风洞实验的结果。综合比较认为,指数函数能更好地描述塔克拉玛干沙漠南缘输沙通量的垂向分布。

关键词：塔克拉玛干沙漠流沙地表输沙通量垂向分布模型平均跃移高度

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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

巴丹吉林-乌兰布和沙漠输沙带新月形沙丘动态

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中国沙漠 2024年第2期44卷 78-89页

作者：乌友罕殷婕武子丰哈斯额尔敦北京师范大学地理科学学部自然资源学院北京100875 中国林业科学研究院生态保护与修复研究所北京100091

巴丹吉林沙漠与乌兰布和沙漠之间的输沙带由波状高平原带状流沙和山麓带状流沙组成。利用多期高分辨率遥感影像对输沙带新月形沙丘动态开展了监测。选取山麓输沙带、高平原输沙带主体区及其南北两侧4个样区,提取并计算沙丘各参数,分析... 详细信息

巴丹吉林沙漠与乌兰布和沙漠之间的输沙带由波状高平原带状流沙和山麓带状流沙组成。利用多期高分辨率遥感影像对输沙带新月形沙丘动态开展了监测。选取山麓输沙带、高平原输沙带主体区及其南北两侧4个样区,提取并计算沙丘各参数,分析探讨了沙丘移动、形态和输沙通量的时空变化及其影响因素。结果表明,2003—2020年,沙丘动态因地形、风况和沙丘规模等差异显示不同的时空变化特征。(1)沙丘移动速率为2.09~40.93 m·a^(-1),平均为12.89 m·a^(-1),山麓输沙带沙丘移动快于高平原输沙带沙丘,随合成输沙势的变化,沙丘移动速率在高平原输沙带趋于减小,山麓输沙带趋于增加;(2)沙丘移动方向介于102°~152°,平均为126°,受控于各方向起沙风强弱变化,在高平原输沙带向北偏移,在山麓输沙带向南偏移,但均与合成输沙方向不一致;(3)沙丘移动过程中,迎风坡长度趋于增加、高度趋于降低,主风(W)与次主风(NW)交替作用使南翼伸长;(4)近20年,低矮沙丘出现沙物质损失,相对高大沙丘沙物质收支平衡;(5)考虑输沙带宽度及沙丘密度计算的输沙带输沙通量达117 t·m^(-1)·a^(-1),估计巴丹吉林沙漠每年向乌兰布和沙漠至少贡献55万t沙物质。

关键词：沙丘动态输沙通量新月形沙丘巴丹吉林沙漠乌兰布和沙漠

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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吐鲁番市高昌区不同固沙植物的防风固沙效益

东北林业大学学报 2024年第7期52卷 44-50页

作者：郑旭张倪斌孙桂丽闫鑫苒王璞各文婷新疆农业大学乌鲁木齐830052

为了解不同防风固沙林对风速、输沙通量和土壤蚀积程度的影响,以期为荒漠化地区植物选择和配置提供技术支持,以吐鲁番市高昌区恰特喀勒乡公相村为实验地,利用气象站、风速仪、集沙仪等监测不同高度下梭梭林、柽柳林以及梭梭-柽柳混交林... 详细信息

为了解不同防风固沙林对风速、输沙通量和土壤蚀积程度的影响,以期为荒漠化地区植物选择和配置提供技术支持,以吐鲁番市高昌区恰特喀勒乡公相村为实验地,利用气象站、风速仪、集沙仪等监测不同高度下梭梭林、柽柳林以及梭梭-柽柳混交林的风速、地表粗糙度、输沙通量等指标,分析比较不同固沙林的风速廓线、风速增加率、地表蚀积量及风沙堆积物变化规律。结果表明:随着风速的增加,输沙通量逐渐增加,地表粗糙度和蚀积深度呈现降低趋势;不同固沙林不同高度(h)的风速增加率均表现为中层(50 cm沙植物对低层风速有显著降低作用,增强了中层风速;不同固沙林输沙通量随着高度增加逐渐减小;柽柳林、梭梭-柽柳混交林后出现堆积现象,梭梭林前后为侵蚀现象。梭梭林、柽柳林以及梭梭-柽柳混交林均降低了近地表风速,有效拦截了风沙流,改变了表层风沙堆积物物质组成,梭梭-柽柳混交林防风固沙效果较好。

关键词：防风固沙效益风速廓线风速增加率输沙通量

秋冬季西柳沟孔兑中游下垫面特征及风沙入黄贡献率

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农业与技术 2024年第3期44卷 109-114页

作者：邬秉承党晓宏高永蒙仲举赵宏胜李浩天内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古呼和浩特010000 包头市林业和草原局内蒙古包头014000

十大孔兑中游横穿库布齐沙漠,是黄河流域典型生态脆弱区,也是黄河上游风沙入黄主要源区,只有掌握区域风沙活动特征,采取科学防沙治沙措施,才能更好协调黄河水沙关系,保障黄河安澜。本研究以十大孔兑中的西柳沟孔兑风沙区为研究对象,利... 详细信息

十大孔兑中游横穿库布齐沙漠,是黄河流域典型生态脆弱区,也是黄河上游风沙入黄主要源区,只有掌握区域风沙活动特征,采取科学防沙治沙措施,才能更好协调黄河水沙关系,保障黄河安澜。本研究以十大孔兑中的西柳沟孔兑风沙区为研究对象,利用积沙槽、集沙仪结合HOBO风速仪,结合生态学理论,分析该地区不同下垫面特征及风沙入黄贡献率,为流域保护与治理提供参考依据。结果表明:西柳沟孔兑风沙区下垫面划分为流动沙地、半固定沙地和固定沙地,流动沙地河床面积、长度和宽度均高于固定和半固定沙地;低温期,不同类型下垫面运动沙粒粒径集中于0.15~0.50mm,河道采砂行为增加了细沙粒风蚀量;秋冬季节不同下垫面风蚀沙粒粒径主要集中在0.15~0.50mm,秋季孔兑输沙量是冬季的2倍,流动沙地、半固定沙地和固定沙地风沙入黄贡献率分别为55%、33%和12%。

关键词：黄河流域十大孔兑下垫面特征输沙通量风沙入黄