Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 戈壁近地表风沙（尘）运动规律研究—以莫高窟窟顶戈壁为例 | |
| 其他题名 | Aeolian sand/dust flux over near-surface gobi: a case study atop the Mogao Grottos |
| 谭立海 | |
| 出版年 | 2015 |
| 学位类型 | 博士 |
| 导师 | 屈建军 |
| 学位授予单位 | 中国科学院大学 |
| 中文摘要 | 戈壁作为中国西北干旱区重要的地貌类型，其地表平坦、稳定、少积沙，往往成为工程建筑和交通线路的主要选址对象。近年来，戈壁地表开发力度不断加大，在其之上投资兴建了大面积的太阳能和风能发电站。目前，随着兰新铁路第二双线的通车运营以及“新丝绸之路经济带”构想的提出并实施，中国西北干旱区经济发展将会进一步加快，戈壁地表的开发建设必然会引起更多的风沙（尘）问题。然而，受观测仪器与方法的限制，戈壁风沙（尘）运动规律理论研究的滞后已成为限制区域开发的一个重要问题。 本研究主要采用野外观测与风洞实验相结合的方法，将由称重传感器自动记录重量变化过程的观测样方用于不同砾石覆盖度戈壁床面沙粒起动与床面蚀积过程的风洞模拟中，并将自行研制的多梯度风沙流自动采集系统结合梯度风测量站用于戈壁近地表输沙量与风速的连续同步观测中，实现了风沙运动观测手段的创新，研究了不同砾石覆盖度戈壁床面沙粒流体起动风速与戈壁地表粉尘释放强度、戈壁近地表风沙（尘）传输特征以及不同砾石覆盖度戈壁床面蚀积过程特征。通过以上研究，得出了以下主要结论： （1）10-90%盖度戈壁床面沙粒流体起动风速介于6.2-11.2 m.s-1之间，且随着砾石覆盖度的增加呈直线增大；沙粒流体起动剪切风速随砾石覆盖度的增加按指数规律增大，与无砾石覆盖对照地表相比，10-90%盖度戈壁床面砾石间沙粒流体起动剪切风速增大了0.8-3.4倍。剪切压在戈壁床面的分解是戈壁沙粒起动的影响机制：10-90%戈壁床面只有总剪切压的28-0.5%作用在砾石间可蚀地表，从而使砾石间沙粒的起动风速增大。 （2）戈壁输沙率公式可以用类似的Owen输沙率公式（亦叫做Gillette输沙率公式）来表示，即输沙率与 成正比。在其他常用输沙率公式中，Bagnold输沙率公式预测的输沙率与窟顶戈壁实测值接近程度最好，而Kawamura输沙率公式对戈壁输沙率预测的适用性最差。 （3）戈壁床面蚀积过程受沙源供给、实验风速和戈壁砾石覆盖度的共同影响。一定实验风速与砾石覆盖度下的戈壁床面蚀积过程转化主要受沙源供给充足度的影响。戈壁床面主要以风蚀过程为主，风蚀速率随砾石覆盖度的增加呈指数规律递减，且50%盖度后风蚀速率随砾石覆盖度增加基本趋于稳定；风积过程主要发生在8-12 m.s-1实验风速、30%以上砾石覆盖度戈壁床面，且在40-80%盖度出现最大风积速率。 （4）戈壁是不是粉尘释放源区首先取决于其粉尘的本底含量，而人类活动扰动是戈壁成为粉尘释放源区的重要影响因素：人为扰动后的沙砾质戈壁PM50释放强度增大了6-16倍，PM10、PM2.5增大了5-14倍。戈壁风沙流中粉尘主要在近地表0-30 cm范围内传输，其垂直分布结构与风沙流结构一致。 （5）莫高窟扬沙与沙尘暴中PM10是TSP的主要组成部分，PM10占TSP比重介于68-80%之间。扬沙天气主要是就地起尘，使得莫高窟偏西风扬沙天气悬浮颗粒物质量浓度值明显大于偏东北风。 |
| 英文摘要 | Gobi is one of the widely distributed geomorphic types in arid regions of our country. It is usually smooth, stable and with less sand deposition, and thus often becomes the main location of engineering construction and transportation lines. In recent years, the exploitation of the gobi surface has increased, and a large area of solar and wind energy power station has already been built on it. At present, with the operation of the second Lanzhou-Xinjiang railway as well as the idea of \ |
| 中文关键词 | 戈壁 ; 沙粒起动 ; 粉尘释放 ; 风沙（尘）传输 ; 蚀积过程 |
| 英文关键词 | gobi sand intiation dust emission aeolian transport aeolian erosion and deposition |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 来源学科分类 | 自然地理学 |
| 来源机构 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/287544 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 谭立海. 戈壁近地表风沙（尘）运动规律研究—以莫高窟窟顶戈壁为例[D]. 中国科学院大学,2015. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
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