乌兰布和沙漠黄河沿岸磴口段风积沙运移过程与规律

发布时间：2020-04-16 08:48

【摘要】：选择乌兰布和沙漠黄河沿岸磴口段(以下简称沿黄段)不同下垫面(沙地、草地、耕地)及区域内典型沙丘为研究对象,通过定点野外观测与室内实验相结合的方法,着重研究了乌兰布和沙漠沿黄段不同下垫面土壤颗粒特性、区域内风况以及不同下垫面风沙流结构特征、区域典型沙丘下风向降尘特征及降尘来源、区域典型沙丘形态特征及移动特征等内容。该研究对揭示沿岸沙丘形态变化与运移特征、为入黄输沙量预测提供科学的决策依据,并为当地防沙治沙工程提供科学依据。研究结果表明:乌兰布和沙漠沿黄段不同下垫面其沙物质颗粒组成具有差异性,草地土壤以粘粒、粉粒含量为主,耕地、沙地则以极细砂、细砂为主。垂直分布上,草地粒径表现为随着土层剖面的增加粘粒、粉粒含量增加,砂量含量下降而耕地则呈现相反的变化趋势。分形维数草地耕地流沙,表明乌兰布和沙漠沿黄段草灌植被下的土壤粒径分形维数较流沙和耕地下的土壤分形维数大。沙丘表面沙物质粒径与沙漠腹地沙丘相比,粒度较细,但总体上以细砂为主,粒度分布较均匀,其中坡顶最粗,迎风坡坡脚最细。乌兰布和沙漠沿黄段风季降尘5.03kg/m2,粒级以极细砂,细砂为主,随着距沙丘距离的增加,降尘中细砂、极细砂含量降低,粉砂的含量明显增加,且0.5m高降尘的增加率明显高于2m高降尘的增加率,反向气流区以3H开始,乌兰布和沙漠大气降尘绝大数都是局地物质,区域物质及远源物质很少。乌兰布和沙漠沿黄段多年平均风速3.7m/s,且主要集中于10m/s以内。临界起沙风速为5.0 m/s(2 m高度风速),主要集中于3~5月份,主风向为SW—W。对流动沙丘而言,自丘间地至沙丘背风坡坡脚,5个高度的风速变化规律均遵循抛物线的规律。不同下垫面其输沙量也不尽相同,输沙总量上流动沙丘固定沙丘耕地半固定沙丘草地,除草地外其余输沙量与高度均呈现幂函数递减趋势。沙丘移动受季风影响较大,年内无明显规律,前移主要发生在西南风盛行的3~5月份,在5年内以沙丘整体向河道推进为主共移动19.45m,具有单向快速运移的特点。典型沙丘年内(2012~2013)移动量为897.56m3~1305.29m3,单宽输沙量为29.011 t/m·a~22.443 t/m·a。本研究区域沙丘移动与起沙风合计频率中的W风和WNW风有显著的正相关,沙丘向东南偏东方向移动,沙丘移动与高度具有稳定的线性负相关关系。
【图文】：

乌兰布和沙漠,位置,沉积物,沙丘

图 2-1 乌兰布和沙漠沿黄段风蚀监测场地理位置Fig.2-1 The geographical position of wind erosion monitoring filed in Ulan Bub desert1.2 地质地貌乌兰布和沙漠沿黄段海拔高度 1054～1055m，从地质构造方面来说，属阴山纬向带与河套盆地的结合地带，沉积物主要为上更新世以来的冲积、洪积、湖积物和现河冲积物和古湖泊沉积物，沉积物厚度最深达 1000m，这些沉积物提供了较易侵蚀富沙源，为沙漠形成与沙丘前移提供了良好的物质基础。区域内地貌呈现新月形沙状、格状沙丘，白刺灌丛固定沙丘(沙堆)，梭梭林地半固定沙丘、丘间低地、丘间镶嵌分布的格局，一般沙丘高 4～10m，根据笔者野外测量，该段沙丘主要以流动为主（85.32%），半固定沙丘次之（10.51%），河流冲积扇分布在黄河沿岸较小区1.3 气候

示意图,沙丘,风速,表面

图 2-2 沙丘表面风速观测示意图Fig.2-2 the Wind speed observation of sand dune surface型流动沙丘下风向降尘采集兰布和沙漠风沙条件及降尘特点，本实验所用降尘缸为直径 200m圆柱形容器，内衬撑架与沙网，集尘方式为干收集法。为更好地确定度降尘的影响，在研究区选定黄河沿岸最近的两组典型流动沙丘，沙～18°，背风坡角度 32～33°，，沙丘高度皆为 6m，在垂直于沙丘背风坡 3m、6m、12m、18m、24m、36m、48m 位置处（记为 0.5H、1H、2 8H，H 为沙丘高度）分别设置降尘缸，同一位置降尘缸离地高度为 3），收集时间为 2014 年 3 月至 2014 年 5 月。
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P425.55;P931.3

【参考文献】