風沙流的運動及結構特點

風沙流的運動與結構特點目前一頁\總數(shù)二十頁\編于二十點沙粒的起動學說1.壓差起動學說2.風壓起動學說3.沖擊起動學說4.振動起動學說5.猝發(fā)起動學說6.滑移起動學說目前二頁\總數(shù)二十頁\編于二十點沙粒的啟動學說1.壓差啟動學代表人：切皮爾，茲那門斯基觀點：由于地表上沙土顆粒上下存在風速差，根據(jù)伯努利定律，顆粒上部風速大。壓力小，顆粒下部速度小，壓力大，從而使顆粒受到一個向上的壓差作用力，導致顆粒起動上升而離開地面目前三頁\總數(shù)二十頁\編于二十點風壓起動學說代表人：拜格諾，伊萬諾夫觀點；拜格諾通過風洞實驗認為，表面沙顆粒是在風壓力直接作用下發(fā)生起動的

伊萬諾夫認為沙顆粒運動時顆粒與接觸表面的摩擦力和風壓力不平衡時產生反力矩時產生的目前四頁\總數(shù)二十頁\編于二十點沖擊起動學說拜格諾根據(jù)風洞頂上供應時，可以降低沙面的起動流速實驗認為，沖擊力是一個主要的起動力伊萬諾夫認為沙粒脫離地表的主要升力是沖擊力董治寶提出質疑目前五頁\總數(shù)二十頁\編于二十點滑移起動學說目前六頁\總數(shù)二十頁\編于二十點沙粒運動方式目前七頁\總數(shù)二十頁\編于二十點越移躍移也叫跳躍，是指粒徑0.5～0.1mm的中沙和細沙，被風吹起進入氣流以后，從氣流中不斷取得動量加速前進，并在沙粒自身重量作用下，以相對于水平線一個很小的銳角迅速下落，形成不規(guī)則或延長了的拋物線運動，當沙粒落到地面時，由于動量大可以重新反彈，或濺起其它沙粒繼續(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動方式。目前八頁\總數(shù)二十頁\編于二十點蠕移蠕移也叫滾動，是指粒徑0.5～2mm的較大沙粒，不能被風吹起，只能沿地表滾動或滑動。沙粒可以在風力直接作用下發(fā)生蠕移，也可以在躍移質沙粒的沖擊下發(fā)生蠕移。蠕移沙粒的運動速度很慢，只有風速的幾百分之一。一般蠕移沙量占總輸沙量的1/5。目前九頁\總數(shù)二十頁\編于二十點懸移懸移也稱懸浮，是指粒徑<0.1mm的粉沙和粘粒，在起沙風作用下，被沖擊卷揚到空中，在氣流的推動下，隨風飄揚。雖然大約只有總輸沙量5％的微粒作懸移運動，但其運動速度快，漂浮距離遠，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1000m以上。目前十頁\總數(shù)二十頁\編于二十點目前十一頁\總數(shù)二十頁\編于二十點目前十二頁\總數(shù)二十頁\編于二十點風沙流運動方式圖目前十三頁\總數(shù)二十頁\編于二十點相互關系在風沙運動中，躍移運動是風沙流的主要運動方式，并且表層蠕移運動和懸移運動都與躍移有關。由于躍移沙量多又貼近地表，危害性大，故與防沙措施關系密切，是防治的重點。風沙運動過程中，沙粒移動的方式可以互相轉化，當風速增大時，躍移可變?yōu)閼乙?，蠕移可轉變?yōu)檐S移。目前十四頁\總數(shù)二十頁\編于二十點風沙流的結構特點定義：氣流中挾帶的沙量在搬運層內隨高度的分布狀況，稱為風沙流結構。目前十五頁\總數(shù)二十頁\編于二十點結論在一定風速條件下，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)觀測資料表明，在風速9.8m/s條件下，0～70cm高度范圍內的沙量分布特征為：0～l0cm層的含沙量占79.32%，10～20cm層占12.3%，20～30cm層占4.79%。這說明風沙流運動是一種貼近地面的沙子搬運現(xiàn)象。在戈壁地區(qū)，風沙流結構與沙漠地區(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，風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。目前十六頁\總數(shù)二十頁\編于二十點風沙流結構的研究目前十七頁\總數(shù)二十頁\編于二十點風沙流的結構式茲納門斯基風洞實驗結果：第一層（0-1cm）輸沙量隨風速的增加而減小第二層不管風速如何變化（1-2cm）輸沙量保持不變即等于0-10cm層內總沙量20%平均輸沙量（10%)在3-4cm層內搬運，高度和輸沙量保持不變，并不以風速為轉移氣流較高層2-10cm中的沙量隨著風速的增大而增加目前十八頁\總數(shù)二十頁\編于二十點風沙流結構第二定律風沙流濃度隨高度按指數(shù)衰減，其相對衰減率隨風速和沙粒粒徑的增大而減小Q=a*bH目