風(fēng)沙流的運(yùn)動(dòng)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

風(fēng)沙流的運(yùn)動(dòng)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第一頁(yè)，共二十頁(yè)。沙粒的起動(dòng)學(xué)說1.壓差起動(dòng)學(xué)說2.風(fēng)壓起動(dòng)學(xué)說3.沖擊起動(dòng)學(xué)說4.振動(dòng)起動(dòng)學(xué)說5.猝發(fā)起動(dòng)學(xué)說6.滑移起動(dòng)學(xué)說第二頁(yè)，共二十頁(yè)。沙粒的啟動(dòng)學(xué)說1.壓差啟動(dòng)學(xué)代表人：切皮爾，茲那門斯基觀點(diǎn)：由于地表上沙土顆粒上下存在風(fēng)速差，根據(jù)伯努利定律，顆粒上部風(fēng)速大。壓力小，顆粒下部速度小，壓力大，從而使顆粒受到一個(gè)向上的壓差作用力，導(dǎo)致顆粒起動(dòng)上升而離開地面第三頁(yè)，共二十頁(yè)。風(fēng)壓起動(dòng)學(xué)說代表人：拜格諾，伊萬諾夫觀點(diǎn)；拜格諾通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)認(rèn)為，表面沙顆粒是在風(fēng)壓力直接作用下發(fā)生起動(dòng)的

伊萬諾夫認(rèn)為沙顆粒運(yùn)動(dòng)時(shí)顆粒與接觸表面的摩擦力和風(fēng)壓力不平衡時(shí)產(chǎn)生反力矩時(shí)產(chǎn)生的第四頁(yè)，共二十頁(yè)。沖擊起動(dòng)學(xué)說拜格諾根據(jù)風(fēng)洞頂上供應(yīng)時(shí)，可以降低沙面的起動(dòng)流速實(shí)驗(yàn)認(rèn)為，沖擊力是一個(gè)主要的起動(dòng)力伊萬諾夫認(rèn)為沙粒脫離地表的主要升力是沖擊力董治寶提出質(zhì)疑第五頁(yè)，共二十頁(yè)。滑移起動(dòng)學(xué)說第六頁(yè)，共二十頁(yè)。沙粒運(yùn)動(dòng)方式第七頁(yè)，共二十頁(yè)。越移躍移也叫跳躍，是指粒徑0.5～0.1mm的中沙和細(xì)沙，被風(fēng)吹起進(jìn)入氣流以后，從氣流中不斷取得動(dòng)量加速前進(jìn)，并在沙粒自身重量作用下，以相對(duì)于水平線一個(gè)很小的銳角迅速下落，形成不規(guī)則或延長(zhǎng)了的拋物線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)沙粒落到地面時(shí)，由于動(dòng)量大可以重新反彈，或?yàn)R起其它沙粒繼續(xù)躍移。一般躍移沙量占總輸沙量的3/4，躍移高度距地表不超過2～3m，多數(shù)距地表l0cm左右，這是沙粒最主要的運(yùn)動(dòng)方式。第八頁(yè)，共二十頁(yè)。蠕移蠕移也叫滾動(dòng)，是指粒徑0.5～2mm的較大沙粒，不能被風(fēng)吹起，只能沿地表滾動(dòng)或滑動(dòng)。沙粒可以在風(fēng)力直接作用下發(fā)生蠕移，也可以在躍移質(zhì)沙粒的沖擊下發(fā)生蠕移。蠕移沙粒的運(yùn)動(dòng)速度很慢，只有風(fēng)速的幾百分之一。一般蠕移沙量占總輸沙量的1/5。第九頁(yè)，共二十頁(yè)。懸移懸移也稱懸浮，是指粒徑<0.1mm的粉沙和粘粒，在起沙風(fēng)作用下，被沖擊卷?yè)P(yáng)到空中，在氣流的推動(dòng)下，隨風(fēng)飄揚(yáng)。雖然大約只有總輸沙量5％的微粒作懸移運(yùn)動(dòng)，但其運(yùn)動(dòng)速度快，漂浮距離遠(yuǎn)，甚至可以飄洋過海。懸移沙的分布高度最低在地面lm左右，最高可達(dá)1000m以上。第十頁(yè)，共二十頁(yè)。第十一頁(yè)，共二十頁(yè)。第十二頁(yè)，共二十頁(yè)。風(fēng)沙流運(yùn)動(dòng)方式圖第十三頁(yè)，共二十頁(yè)。相互關(guān)系在風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)中，躍移運(yùn)動(dòng)是風(fēng)沙流的主要運(yùn)動(dòng)方式，并且表層蠕移運(yùn)動(dòng)和懸移運(yùn)動(dòng)都與躍移有關(guān)。由于躍移沙量多又貼近地表，危害性大，故與防沙措施關(guān)系密切，是防治的重點(diǎn)。風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)過程中，沙粒移動(dòng)的方式可以互相轉(zhuǎn)化，當(dāng)風(fēng)速增大時(shí)，躍移可變?yōu)閼乙疲湟瓶赊D(zhuǎn)變?yōu)檐S移。第十四頁(yè)，共二十頁(yè)。風(fēng)沙流的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)定義：氣流中挾帶的沙量在搬運(yùn)層內(nèi)隨高度的分布狀況，稱為風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)。第十五頁(yè)，共二十頁(yè)。結(jié)論在一定風(fēng)速條件下，輸沙量與距地面高度成反比。約90％的沙粒分布在近地表30cm以下的高度，其中以距地表0～10cm層的輸沙量最為豐富和集中。據(jù)觀測(cè)資料表明，在風(fēng)速9.8m/s條件下，0～70cm高度范圍內(nèi)的沙量分布特征為：0～l0cm層的含沙量占79.32%，10～20cm層占12.3%，20～30cm層占4.79%。這說明風(fēng)沙流運(yùn)動(dòng)是一種貼近地面的沙子搬運(yùn)現(xiàn)象。在戈壁地區(qū)，風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)與沙漠地區(qū)相比有顯著的不同，據(jù)研究，戈壁地區(qū)距地表2m高的范圍內(nèi)，風(fēng)沙流中的含沙量占總輸沙量的74%，而不象沙漠90％的沙量集中在近地表30cm的高度內(nèi)。第十六頁(yè)，共二十頁(yè)。風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)的研究第十七頁(yè)，共二十頁(yè)。風(fēng)沙流的結(jié)構(gòu)式茲納門斯基風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果：第一層（0-1cm）輸沙量隨風(fēng)速的增加而減小第二層不管風(fēng)速如何變化（1-2cm）輸沙量保持不變即等于0-10cm層內(nèi)總沙量20%平均輸沙量（10%)在3-4cm層內(nèi)搬運(yùn)，高度和輸沙量保持不變，并不以風(fēng)速為轉(zhuǎn)移氣流較高層2-10cm中的沙量隨著風(fēng)速的增大而增加第十八頁(yè)，共二十頁(yè)。風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)第二定律風(fēng)沙流濃度隨高度按指數(shù)衰減，其相對(duì)衰減率隨風(fēng)速和沙粒粒徑的增大而減小Q=