Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 塔克拉玛干沙漠土壤风蚀观测及模拟研究 | |
| 康永德 | |
| 出版年 | 2018 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 新疆师范大学 |
| 中文摘要 | 环塔克拉玛干沙漠边缘一周,随机采集138个样品,包含不同下垫面,沙丘顶部,平坦沙地,砾质荒漠地表、林带、农田等,进而分析138个样品微团粒粒度分布特征及其与粉尘释放的关系。其次,利用塔中和肖塘10米塔的气象数据,计算了肖塘和塔中的空气动力学参数,分析该参数与粉尘释放通量的关系。最后,利用DPM模型验证观测值和模拟值的效果,对模型参数进行初步修正,以期适用于今后塔克拉玛干沙漠的土壤风蚀研究。基本结论如下:(1)利用对数正态分布模型,对138个样品进行拟合,结果显示:所有试验样品微团粒的粒度分布均为1~3个对数正态分布群体的组合。不同微团粒粒度分布的起动摩阻风速,跃移通量和粉尘释放通量存在明显差异。(2)3个对数正态分布群体依次是粉细沙群体、细沙群体、粗沙群体,中值粒径依次为90μm、225μm、500μm,标准偏差分别为1.02、1.53、1.08,各占比例约为30%、49%、21%。模拟塔克拉玛干沙漠粉尘释放通量主要依据上述参数,因此表土微团粒粒度分布是模拟的重要基础。模拟结果得出,粉细沙、细沙、中砂它们的粉尘释放通量差异约为10~1ug.m~(-2).s~(-1)~10~2ug.m~(-2).s~(-1)量级。塔克拉玛干沙漠其周边沙地和流沙覆盖的农田粉尘释放通量约为10~(-3)ug.m~(-2).s~(-1)量级,周边戈壁与荒漠地带释放通量为10~(-5)ug.m~(-2).s~(-1)量级。(3)利用风温廓线法计算了塔克拉玛干沙漠塔中和肖塘地区的空气动力学粗糙度及其变化特征。结果表明:塔中和肖塘两处观测点在观测日内,风速随着高度的增高而增大,4月1日和4月20日两天风速较大。利用4m和10m两层风速资料,分别计算了肖塘和塔中地区在中性层结大气条件下稳定床面的空气动力学粗糙度,取值范围分别是1.69×10~(-11)m~1.8×10~(-3)m、0.3×10~(-4)m~7.8×10~(-5)m,平均值分别为9.08×10~(-5)m、5.4×10~(-5)m。(4)选取了2m、4m高度的风速资料,计算了中性层条件下肖塘地区和塔中地区的摩阻风速,其变化范围是0.14~2.55m·s~(-1),0.05~4.15m·s~(-1),平均值为:1.26m·s~(-1)、2.56m·s~(-1)。粗糙度随着摩阻风速的变化较为明显,沙粒跃移过程的空气动力学粗糙度较大。(5)从众多粉尘释放模型来看,DPM模型在野外试验研究中取得了较好的模拟效果。其输入参数及物理机制等方面都认为是目前较好的模型。但美中不足的是DPM模型在模拟粉尘释放的有关问题时起动摩阻风速难以界定。本研究中,起动摩阻风速达到0.21 m.s~(-1)时,撞击颗粒的冲击作用才能产生足够的动能克服粉尘间的黏结力,粉尘才能释放,观测值约为0.34m·s~(-1),因此可认为是局部地区的弱粉尘释放事件。(6)从观测和模拟的粉尘释放通量结果来看,在粗糙度不变的情况下,地表风速越大,则摩阻风速也越大,观测和模拟的粉尘释放通量也随之增大,大体呈现一致的变化趋势。实测跃移通量约为模拟值的122%,模拟值与实测值相关性较好,相关系数的二次方为0.907,模拟值稍微低。总的来说,本文采用的DPM粉尘释放模型在预测跃移通量和实测值之间有较好的一致性,证明该模型在估算平坦沙地的输沙率时可靠的。(7)利用Bell模型、Hotta模型、邵亚平等模型分别计算了沙漠、农田、林带的结合能系数n,依次为3.08、2.05、2.53,经过初步修正,改为:(?),这样可使得观测值与模拟值接近。 |
| 中文关键词 | 塔克拉玛干沙漠 ; 土壤风蚀 ; 微团粒 ; DPM模型 ; 对数正态分布模型 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | S157.1 |
| 来源机构 | 新疆师范大学 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/355178 |
| 作者单位 | 新疆师范大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 康永德. 塔克拉玛干沙漠土壤风蚀观测及模拟研究[D]. 新疆师范大学,2018. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
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