塔里木沙漠石油公路沿线沙丘移动规律
塔里木沙漠公路堤式横断面的设计研究
因此 其设计 思想 是选 择合 理 的道 路横 断面形 式 ，使 得路 基本 身强度 、整 体稳 定性 得 到保证 ，同时避 免
各种形 式 的沙 害 ，使 沙粒 在一 般 风力 的吹拂 下顺 利
通过 路面或 完全 受 阻 ，保 证沙 漠公 路 的正 常运 营 。
公 路横 断 面主要 由路 基 的宽度 、高度 、边坡 坡
通 常情况 下 ，沙 区公 路堤 式 路基 的主 要破 坏形 式包括路基 整体稳定性 破坏 、沙埋破坏 和风蚀 破坏 。
资料 介绍 ，其 蠕移 速度 为风 速 的几百分 之 一 ，风沙 蠕 移 量 约 占总输 沙 量 的 １４ ／。通 常粒 径 大于 ０５ｍｍ ．
的沙 粒 ，大都 以蠕 移 的形式 搬运 ，并 且在 吹扬 过程
２ ４
石
油
工
程
建
设
２０ ０ ７年 ｌ Ｏ月
２ 一Ｗｌ ｌ ＝Ｑ ３ 一ｗ２ ２ ＝Ｑ 运 用 物理学 中能 量平衡 原 理 ，进 一步 表示 为 ：
１
一
粒径 大 于 ０５ｍ 的沙 粒在 起 沙 风 的吹 拂下 蠕移 运 ． ｍ 动时 ，当路基 横坡 坡 度小 于 １： ．，风沙 流 可 以顺 １ ８
利通过 。
ｍ ＦＳ＝ｍ Ｈ ＋ ＋ｍ ｓ ｆ ｖ ＋Ｋ ， ｇ （ ｇｃ ６） ｏ ｓ
，
— —
二
式中
沙 粒 的质 量／； ｇ
沙粒 在 坡 角处 的速 度 ，其 值 约 为 起 沙 风速 的几 百分之 一 ，故取值 为 ０ ；
在 一定条 件 下的物 理运 动模 型 ，从 而推 导 出塔 里 木 沙漠公路 堤 式横 断 面的理 论坡度 ，并从路 堤 自 身的整体 稳 定性 方面和 防风 固沙工程 实践 的 角度 论证 了沙漠公路 堤 式 断面理 论坡度 的 可行 性 ，为
毛乌素沙地不同固沙措施下沙丘的移动特征
毛乌素沙地不同固沙措施下沙丘的移动特征王静璞;王光镇;韩柳;王周龙【摘要】[目的] 研究不同固沙措施下沙丘的治理效果及移动特征.[方法] 以Google Earth平台高分辨率遥感影像为基础,选择毛乌素沙地中未经过固沙措施、沿迎风坡进行单圈植被固定、沿迎风坡进行多圈植被固定和生物与非生物沙障相结合的四种固沙措施条件下的新月形沙丘共70座,通过影像测量,并结合研究区风况资料,分析了2002-2010年,不同固沙措施下的新月形沙丘移动的性质、强度以及沙丘移动与高度的变化规律.[结果] 研究区起沙风主风向为偏西北风,频率66.4%,受此影响,沙丘向偏东南方向移动;由于植被增加了沙丘表面粗糙度,四种不同类型沙丘的年平均移动速度分别为:流动沙丘(5.4 m/a)>单圈植被固定沙丘(4.1 m/a)>多圈植被固定沙丘(1.8 m/a)>生物与非生物结合固定沙丘(1.0 m/a).[结论] 随着植被的增加,沙丘移动速度减慢.%[Objective] In order to study the effect and movement characteristics of sand dunes movement under different sand fixation measures.[Method] This text was based on QuickBird high resolution image,select 70 typical barchan dunes in Mu Us Sandy Land,and divided into four types: mobile dune,fixed sand dune with one circle natural vegetation,fixed sand dune with multi circle natural vegetation,fixed sand dune with biological and abiotic sandbarriers,combined with image measurement and wind regimedata,Analyzed the character,speed of dune movement from 2002 to 2010 and the change regulation of dune movement and height variation.[Result] The investigated area influenced by northwesterly wind,which frequency of 66.4%,the moving direction of sand dunes in study area was southeast.Dueto the vegetation increased the dune surface roughness,at the same height,the average speed for the four different types of dunes was,mobile dune (5.4 m/a)>fixed sand dune with one circle natural vegetation (4.1m/a)>fixed sand dune with multi circle natural vegetation (1.8 m/a)>fixed sand dune with biological and abiotic sand barriers (1.0 m/a).Height and movement speed of mobile dune and fixed sand dune with one circle natural vegetation had extremely significant negativecorrelation.[Conclusion] With the increase of vegetation,the movement of the dunes slowed down.【期刊名称】《甘肃农业大学学报》【年(卷),期】2017(052)002【总页数】7页(P54-60)【关键词】GoogleEarth影像资料;毛乌素沙地;风向频率;不同固沙措施;沙丘移动【作者】王静璞;王光镇;韩柳;王周龙【作者单位】鲁东大学资源与环境工程学院,山东烟台 264025;鲁东大学资源与环境工程学院,山东烟台 264025;鲁东大学资源与环境工程学院,山东烟台 264025;鲁东大学资源与环境工程学院,山东烟台 264025【正文语种】中文【中图分类】S728.4沙丘的移动，一方面导致土地沙漠化，另一方面也反映着沙漠地貌形成发展的现代动态过程[1].沙丘移动的研究主要包括移动性质[2-4]、移动速度[5-6]以及移动的动力学分析[7-9].早期的研究方法主要运用野外考察[10]、定位观测[11-13]、风洞实验[14]和航空相片判读[15]等，20世纪70年代初期随着美国陆地卫星的陆续发射，大量的遥感影像被运用到了沙丘移动特征的研究中[16-18]，遥感技术具有获取沙丘移动参数快、范围大的特点，但现有研究多使用分辨率为30 m的TM影像，这使得研究结果的精度受到限制.沙丘移动是流沙治理中首先要考虑的问题，采取什么样的防沙措施，这些措施应如何布设都需要知道沙丘移动的方向、方式和强度[19].早在1934年，程伯群先生就在《科学》杂志上发表“中国沙漠之扩张”一文，阐述了毛乌素沙地南缘沙漠化过程使沙漠范围不断扩张的事实[20].为控制风沙危害，治沙工作者和当地居民在毛乌素沙地开展了坚持不懈的治沙造林工作，主要有人工造林、飞播造林种草、封沙育林育草、退耕还林还草、四旁植树以及建设完善绿洲防护体系等方法[21].现有关于毛乌素沙地的研究多集中在沙地沙漠化过程、植被恢复、生态变化等方面，关于不同固沙措施下沙丘治理效果、移动特征的研究较少.本文以Google Earth提供的高分辨率遥感卫星影像为依托，结合毛乌素沙地风况资料，以采用不同固沙措施条件下的四种典型新月形沙丘作为研究对象，研究了该区不同固沙措施下的新月形沙丘的移动性质、强度，并对各类沙丘的移动速度和高度之间的关系进行了分析，为进一步明确毛乌素沙地沙丘移动特征与固沙措施之间的关系提供理论依据.1.1 研究区概况毛乌素沙地位于鄂尔多斯高原向陕北黄土高原的过渡地区，地理坐标为N37°27.5′～39°22.5′，E 107°20′～111°30′.包括内蒙古自治区伊金霍洛旗南部、乌审旗全部、鄂托克旗东南部、陕西榆林地区北部以及宁夏回族自治区盐池县的东北部.沙地年平均气温6～8.5 ℃，年平均降水量由东南部的440 mm，向西递减至250 mm，全区最大降水量集中在7-9月，相较我国西北地区其他沙漠降水较多；地表水和地下水也较丰富，地表径流量达14亿m3；全年蒸发量1 800～2 500mm，是降水量的4～10倍[22].毛乌素沙地水热配合较好，植被种类多，大部分地面分布有沙生植被、草甸植被、盐生植被和沼泽植被等隐域性植被，其中以沙蒿(Artemisia desertorum)群落和沙蒿-柠条(Caragana korshinskii)群落为主的沙生植被构成沙地植被的主体.虽然毛乌素沙地自然条件较优越，但多风，又处于半干旱气候区，流动、半固定和固定沙丘广泛地分布在梁地、滩地河谷阶地和湖滨.流动沙丘(植被覆盖度<5%)[23]多呈单个新月形沙丘，高度大小不一，一般为1～3 m，个别达10 m以上；半流动沙丘(5%<植被覆盖度<20%)有两类，一类属于抛物线形沙丘，一类分布于大片流动沙丘边缘潜水流的主要通道上；半固定沙丘(21%<植被覆盖度<50%)移动速度慢；固定沙丘(植被覆盖度>50%)的植被以沙蒿为主.上述类型的沙丘经常交错分布在一起，尤其是半固定和固定沙丘很容易相互转换.1.2 数据来源由于沙漠地区特殊的自然环境，沙丘研究精度受到一定的限制，且以往研究中使用的沙丘样本相对较少.随着高分辨率遥感技术的发展，使得沙丘形态及动态变化研究的样本数量增加，并使研究结果更具有统计意义成为可能.本文利用Google Earth提供的高分辨卫星资料作为研究所用沙丘影像资料，影像拍摄时间分别为2002年6月29日和2010年8月22日.毛乌素沙地广泛分布着新月形沙丘，为了充分研究沙丘的移动特征，根据不同固沙措施将沙丘分为4类(表1)，并根据每类沙丘的影像特征(图1)，在Google Earth 上选择一定数量的沙丘作为测量样本，进行相关的数据测量.风速、风向数据采用日值数据，包括鄂托克旗、盐池县和榆林市3个气象站2002-2010年间的数据.沙丘移动的性质和强度取决于风况，但只有大于沙粒临界启动风速的风，才是有效的，大部分小于起沙风速的风应当属于“静风”，临界起沙风速会因观测时距、观测高度、起沙性质的变化而不同，在计算研究区风向频率及平均风速时，临界起沙风速取5 m/s[24].从3个气象站2002-2010年同期记录中，统计大于临界起沙风速的风速段出现次数，得到9年间16个方位的起沙风特征值.1.3 新月形沙丘移动方向及移动距离量测由于Google Earth上影像的生成时间不尽相同，为使获取的数据能够进行动态分析，在选择典型沙丘时，首先保证最少有2个时段的影像数据，为了精确的提取沙丘形态参数和移动距离数值，所选典型沙丘的影像清晰完整，未受云等因素影响. 毛乌素沙地主风向与起沙风年合成风向较一致，因此也与沙丘脊线垂直方向偏角不大，在与沙丘轴向偏角不大的风作用沙丘时，新月形沙丘总是向垂直于丘脊的方向移动，以此确定沙丘方向，并沿沙丘下风方向寻找控制点，例如道路、植被等不因时间变化而改变的点，分别量测2002年，沙丘背风坡坡脚距控制点的距离，和2010年沙丘背风坡坡脚距控制点的距离，以此计算沙丘的移动速度.1.4 新月形沙丘高度测定及与移动速度间关系分析沙丘的休止角是由区域地形、风力和沙源相互作用塑造的一种动力平衡状态，是控制沙丘形态的重要因素之一[25].根据相关文献报道[26-27]，沙子的最大休止角为30°～34°.即由盾形沙堆向新月形沙丘的发育过程中，随着沙子的不断沉积，沙丘坡面不断加陡，最后，当坡度达到30°～34°后，沙体部分沙粒崩坠，形成落沙坡，即发育成新月形沙丘.Google Earth中标尺工具测得距离是2点间直线的平面距离，在计算沙丘高度时，统一取沙丘休止角为30°，测得背风坡水平距离D，则沙丘高度H可用公式(1)表示：本文利用SPSS软件进行沙丘移动速度的相关性分析，并进行显著性检验.2.1 沙丘移动特性搬运沙子的较盛行风向(方位)的出现频率，影响着沙丘移动的性质.从气象资料中统计得到的盛行风向及风速特征，可以查明风沙运动方向，确定沙丘移动的方向和方式.2.1.1 沙丘移动方向风是沙丘移动的动力因素，它直接影响着风沙活动.沙丘的移动方向受风向影响，作用于沙丘的风都应有与其相适应的沙粒运动，但总的沙丘前进移动方向取决于起沙风的合成风向.根据毛乌素沙地多年起沙风玫瑰图(图3)，沙地主风向为偏西北风，总频率为66.4%，其中多年出现频率最多的风为WNW风，频率为24.9%，其次是W风和NW风，出现频率分别为15.1%和13.2%.由于受地形影响[22]，也出现较多的偏东南风，频率为11.5%，但其频率远小于偏西北风的频率45.1%，故对沙丘移动方向影响不大.利用Google Earth遥感影像，通过研究区相同沙丘2002-2010年位置变化分析，沙丘移动方向集中在东南东和东南南方向之间，56%的沙丘向偏SE方向移动，30%的沙丘向ESE方向移动，14%的沙丘向SES方向移动.从整体看，沙丘从西北向东南方向移动，与研究区多年的主风向大体一致，但有一定角度存在，这是由于沙地起沙风风信情况较为复杂，对沙丘运动起作用的风不止WNW风，还有W风和NW风，因而沙丘移动的方向并不完全和其中风力较大的起沙风相一致，而是像偏东南方向移动.2.1.2 沙丘移动方式沙丘移动的方式，取决于风向及其变率，可分为前进式、往复前进式和往复式[25].根据毛乌素沙地四季起沙风玫瑰图(图4)，沙地春季起沙风以偏西风为主，其中最高的WNW风的频率为8.7%，其次NW风和W风的频率分别为5.6%和4.4%；到了夏季，偏南风的作用超过偏西风，但方向频率的强度较春季减弱，主风向SES 风的频率仅为2.7%，次主风向S风的频率为2.1%；进入秋季，偏南风的次数降低，偏西风的频率又开始增多，并成为盛行风，主风向WNW风的频率为5.4%；冬季WNW风的频率在四季中最强，为9.2%.风向及其频率的不同，导致毛乌素沙地的沙丘移动各季不同.冬季，虽然导致沙丘由西北向东南移动的主风向WNW风频率最高，但由于地面冻结，导致沙丘移动不大；春季地面解冻后，地表比较干燥，强WNW风推动沙丘向东南方向移动.夏季在偏东南风的作用下，沙丘产生逆向运动，但由于频率较弱，当秋冬盛行WNW风时，沙丘仍然向东南移动.由风况并结合影像资料分析得知，毛乌素沙地的沙丘移动方式为往复前进式.2.2 沙丘移动强度沙丘移动的速度，除了受风速和沙丘本身高度的影响外，还与沙丘的水分、植被状况及下伏地貌条件等多种因素有关.植被对沙丘移动速度的影响，在于沙丘上生长了植被后，增加了粗糙度，削弱了近地表层风速，减少了沙子吹扬搬运的数量，从而使沙丘移动速度大大减慢，甚至可以完全终止[26].根据测量及计算(图5)，毛乌素沙地流动沙丘年移动速度在3.4～9.5 m/a之间，平均年移动速度为5.4 m/a；单圈植被固定沙丘在2.6～5.6 m/a之间，平均年移动速度为4.1 m/a；多圈植被固定沙丘在0.2～5.2 m/a之间，平均年移动速度为1.8 m/a；生物与非生物措施相结合的沙丘移动速度在0.7～2.4 m/a之间，平均年移动速度为1.0 m/a.在相同高度下(表2)，各种措施固定下的沙丘平均移动速度表现为：未经过固沙措施沙丘>单圈植被固定沙丘>多圈植被固定沙丘>生物与非生物措施结合沙丘.由此可见，植被对于沙丘移动有显著的抑制作用，相同高度下，单圈植被固定沙丘较未经过固沙措施的流动沙丘，移动速度降低明显，平均降低速度为2.1m/a，这是因为植被增加了沙丘表面的粗糙度，削弱了近地表层的风速，减少了沙子吹扬搬运的数量，从而使沙丘移动速度减慢.2.3 沙丘移动强度与高度的关系沙丘高度是风沙地貌形态定量分析中一个重要的指标.这是因为高度不仅反映了风沙地貌的起伏度，而且可以反映沙漠地貌过程形成时间的长短、形态发育规模的大小、形态变化程度的大小及运动强度的强弱.从研究区新月形沙丘高度与年移动速度的关系(表3)可以看出，流动沙丘高度与移动速度具有极显著的负相关关系，仅经过一圈植被固定的沙丘，其相关系数也达到极显著水平，但显著性相比流动沙丘要低，说明植被对沙丘移动有着明显的影响，但在植被覆盖度较低，植被对沙丘影响较弱的情况下，沙丘的移动仍满足沙丘高度越大，移动速度越慢的规律.植被覆盖度较高的多圈和生物与非生物固沙措施相结合的沙丘，其高度与移动速度呈线性正相关关系，即沙丘高度越高，沙丘在风速作用下移动越快.这是因为，高度越小的沙丘越容易被植物固定，移动速度降低越快，反之，沙丘越高，用于固沙的植被与非生物固沙措施的面积越大，固定沙丘需要的时间越长，越需要较长时间才能降低其移动速度.所以，相同风速、相同时间内，高度较高的沙丘的移动速度更快.由于受到Google Earth所提供的高分辨卫星资料的限制，本文仅选择两个时段的沙丘特征进行分析，且缺少不同季节的沙丘影像，在此后的研究中，应补充卫星资料，对多个时段沙丘的移动情况进行监测，还可进一步验证沙丘在不同季节的移动方向，以及对不同固沙措施下沙丘形态的动态变化进行分析.由于缺少沙丘移动的实地监测数据，不能对遥感影像数据的分析结果进行验证和对比分析，这是本论文的不足之处，需要在下一步的研究中进行完善.1) 毛乌素沙地大于5 m/s的起沙风年合成风向为偏西北风，频率为66.4%.结合影像资料，分析得到研究区沙丘向偏东南方向移动.2) 毛乌素沙地沙地属于冬、夏季风交替的地区，春、秋、冬季在主风向偏西北风(频率为41.2%)的作用下，沙丘由西北向东南移动；到夏季，受东南季风的影响，频率为6.3%，沙丘产生逆向运动，但由于东南风的频率较弱，不能完全抵消西北风的作用.所以总体来说，研究区沙丘仍然向东南移动.沙丘移动方式属于往复前进式.3) 毛乌素沙地四种不同类型沙丘的平均移动速度为：流动沙丘(5.4 m/a)>单圈植被固定沙丘(4.1 m/a)>多圈植被固定沙丘(1.8 m/a)>生物与非生物结合固定沙丘(1.0 m/a).这是因为随着沙丘上植被的增加，加大了沙丘表面的粗糙度，削弱了近地表层的风速，减少了沙子吹扬搬运的数量，从而使沙丘移动速度减慢.受植被影响较弱的流动沙丘和单圈植被固定沙丘，沙丘高度与移动速度具有极显著的负相关关系.【相关文献】[1] 张正偲，董治宝，钱广强，等.腾格里沙漠西部和西南部风能环境与风沙地貌[J].中国沙漠，2012，32(6)：1528-1533.[2] Bailey S D ，Bristow C S.Migration of parabolic dunes at Aberffraw，Anglesey，North Wales[J].Geomorphology，2004：165-174.[3] 严应存，高贵生，刘宝康，等.青海湖周边地区沙丘移动监测及其气候驱动力分析[J].中国沙漠，2009，29(4)：617-622.[4] 魏振海，董治宝，胡光印，等.近40a来若尔盖盆地沙丘时空变化[J].中国沙漠，2010，30(1)：26-32.[5] Yao Z Y，Wang Z W， Han W M，et al.Migration of sand dunes on the northern Alxa Plateau， Inner Mongolia，China[J].Journal of Arid Environments，2007，70：80-93. 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塔里木沙漠公路
塔里木沙漠公路塔里木沙漠公路塔克拉玛干沙漠位于新疆南疆的塔里木盆地中心，是中国最大的沙漠，也是世界第十大沙漠，同时亦是世界第二大流动沙漠。
也是全世界第二大的流动沙漠仅次于阿拉伯半岛的鲁卜哈利沙漠（65万平方千米），流沙面积世界第一。
整个沙漠东西长约1000公里，南北宽约400公里，面积达33万平方公里。
平均年降水不超过100毫米，最低只有四五毫米；而平均蒸发量却高达2500～3400毫米。
塔克拉玛干沙漠的侧翼为雄伟的山脉：天山在北面，昆仑山在南面，帕米尔高原在西面。
东面逐渐过渡，直到罗布泊沼盆，在南面和西面，在沙漠和山脉之间，则是由卵石碎屑沉积物构成的一片坡形沙漠低地。
塔克拉玛干沙漠流动沙丘的面积很大，沙丘高度一般在100～200米，最高达300米左右。
沙丘类型复杂多样，复合型沙山和沙垄，宛若憩息在大地上的条条巨龙，塔型沙丘群，呈各种蜂窝状、羽毛状、鱼鳞状沙丘，变幻莫测。
在这里金字塔形的沙丘屹立于平原以上300米。
狂风能将沙墙吹起，高度可达其3倍。
沙漠里沙丘绵延，受风的影响，沙丘时常移动。
沙漠里亦有少量的植物，其根系异常发达，超过地上部分的几十倍乃至上百倍，以便汲取地下的水分，那里的动物有夏眠的现象。
塔里木沙漠公路是目前世界上在流动沙漠中修建的最长的公路。
公路于1993年3月动工兴建，1995年9月全部竣工。
北接轮南油田公路网与314国道连通,南与315国道相接，全长522千米。
其中流动沙漠段公路北起肖塘，南至民丰县城以东23千米的恰安，全长446 千米。
修建沙漠公路的起因二十世纪70年代末，我国的石油开发重点转入塔里木盆地。
1984年9月在塔克拉玛干北部的轮台县与库车县之间的沙参二井发生井喷，人们惊喜交加，坚定了寻找大油田的信心。
在轮南，找油者的视线转向沙漠腹地。
但是，运输方式是很大的问题。
1989年11月，沙漠公路建设可行性专家听证会在库尔勒市召开。
1991年5月，塔里木沙漠石油公路工程技术研究可行性报告通过专家论证。
2019高中地理常识：中国“进去出不来”的塔克拉玛干沙漠精品教育.doc
高中地理常识：中国“进去出不来”的塔克拉玛干沙漠一、地理常识：中国“进去出不来”的塔克拉玛干沙漠塔克拉玛干沙漠位于新疆南疆的塔里木盆地中心，是中国最大的沙漠，也是世界第十大沙漠，同时亦是世界第二大流动沙漠。
整个沙漠东西长约1000公里，南北宽约400公里，面积达33万平方公里。
在塔克拉玛干腹地海拔1413米的乔喀塔格山(红白山)上眺望塔克拉玛干沙漠，则是另一种的浩瀚。
苍茫天穹下的塔克拉玛干无边无际，它能于缥缈间产生一种震慑人心的奇异力量，令面对此景的每一个人都感慨人生得失的微不足道。
在红白山上看和田河的秋色，是一辈子不能忘怀的。
和田河两岸的胡杨在阳光下泛着浓厚的金黄，如宽大的金色丝带缠绕着大地，从天际延伸过来，又蜿蜒消逝到天的另一尽头。
我们发现，要欣赏此景，恐怕塔克拉玛干是惟一的。
塔克拉玛干沙漠植被极端稀少;几乎整个地区都缺乏植物覆盖。
在沙丘间的凹地中，地下水离地表不超过3~5米，可见稀疏的柽柳、硝石灌丛和芦苇。
然而，厚厚的流沙层阻碍了这种植被的扩散。
植被在沙漠边缘--沙丘与河谷及三角洲相会的地区，地下水相对接近地表的地区--较为丰富。
在那里，除了上述植物外，尚可见一些河谷特有的品种︰胡杨、胡颓子、骆驼刺、蒺藜及猪毛菜。
冈上沙丘常围绕灌丛形成。
沙漠四周，生长发育着密集的胡杨林和柽柳灌木，形成沙海绿岛。
塔克拉玛干沙漠，系暖温带干旱沙漠，酷暑最高温度达67.2℃，昼夜温差达40℃以上;平均年降水不超过100毫米，最低只有四五毫米;而平均蒸发量高达2500-3400毫米。
这里，金字塔形的沙丘屹立于平原以上300米。
狂风能将沙墙吹起，高度可达其3倍。
沙漠里沙丘绵延，受风的影响，沙丘时常移动。
沙漠里亦有少量的植物，其根系异常发达，超过地上部分的几十倍乃至上百倍，以便汲取地下的水份，那里的动物有夏眠的现象。
在世界各大沙漠中，塔克拉玛干沙漠是最神秘、最具有诱惑力的一个。
沙漠中心是典型大陆性气候，风沙强烈，温度变化大，全年降水少。
塔里木流动沙漠工程地质特点
除考虑 ｓ ｏ ｉ、 Ｃ １ ～ 含量对混凝土结构中钢筋及混凝土
结 构 的腐 蚀 ， 还 应考 虑 由于 盐 的表 聚作 用 而形 成 的 盐
第一作者简 介 ： 田新平 （ １ ９ ６ １ 一） ， 男（ 汉族 ） ， 四川威远人 ， 高级Ｔ程 师 ， 现从事岩 土Ｔ程勘察技 术工作 。
根 据标 准贯 入 测 试 及 室 内试 验确 定 ， 沙 漠 腹 地 沙 层 的 物理 力 学 性 质 沿 竖 向 变化 较 大 ， 表 层 为 黄 色 松 散
粉砂（ １ ． １ ～２ ． ５ ｍ） ， 含水 量 ２ ％（ 地 表 处松 散砂 的含 水 量
分布， 生 成 环境 的沙 漠 活动 特 点及 分布 规律 ， 确 定 不 同 沙 漠 的Ｔ程 地 质特 性 ， 为在 沙 漠地 区进 行 Ｔ程 建设 ， 包 括城市 、 矿山、 水利 、 国 防 和线 型 工程 等规 划 与 合 理 布 局提 供 区域性 Ｔ程 地质 资料 。
大于 １ ０ ０ ｋ Ｐ ａ ， 其余均为黄色粉细砂 ， 从略。
２ ． ４ 地下水 、 盐 蚀和 液化
（ １ ） 沙漠 腹 地 的地 下水 一般 埋 深较 浅 ， 由于强 烈 的 蒸 发及 毛细 作用 盐 分 向地 表 聚集 ， 在有 地 下水 地段 ， 其 水 质化 验结 果 ｐ Ｈ＞ ７ ． ５ ， 属 偏 碱性 水 ， 硫 酸根 ｓ ｏ４ 一 含 量 ２ ２ ９ ３ ． ７ ｍｇ ／ Ｌ， 地 表含盐量一般小于 ０ ． ３ ％， 但 有 个 别 地 区总含 盐量 高 达 １ ０ ％以上 ， 所以， 对 沙 漠地 区的建 筑 物
环青藏高原巨型盆山体系构造与塔里木盆地油气分布规律
卷(Volu m e)33,期(Numb er)1,总(S UM )120页(Pages)1~9,2009,2(Feb ruary ,2009)大地构造与成矿学Geotecton ica etM eta ll o genia收稿日期:2008-12-02基金项目:国家油气专项科技攻关项目(编号:2008ZX0032005201)资助.作者简介:贾承造(1948-),男,中国科学院院士.本刊副主编.长期从事石油地质与构造地质研究.Em a i :l ji acz @petroch i na .co m .cn环青藏高原巨型盆山体系构造与塔里木盆地油气分布规律贾承造(中国石油天然气股份有限公司,北京100011)摘 要:中国中西部受控于喜山期青藏高原的隆升和向北、向东的推挤,在其外围形成一个巨型的盆山构造体系,环青藏高原巨型盆山体系主要由复活后的古造山带、前陆冲断带和小型克拉通盆地三个基本的构造单元组成,其中古生界小型克拉通与中新生界前陆冲断带是重要的含油气单元,它决定了中国中西部油气分布主要受古生界克拉通古隆起和中新生界前陆冲断带的控制。
塔里木盆地在纵向上由发育齐全的下古生代碳酸盐岩、上古生代海相-海陆交互相碎屑岩沉积和中新生代陆相碎屑岩等构造层序叠置而成,在平面上以较稳定的小型克拉通为核心,边缘环绕库车、喀什、塔西南、塔东南等褶皱或冲断变形的前陆冲断带。
塔里木盆地古生界小型克拉通盆地与中新生界前陆逆冲带叠合-复合的构造特征,以及演化的多阶段性,决定了这类盆地具有/多套烃源岩、多储盖组合、多含油气系统0的叠合-复合含油气系统的特点;油气分布受小型克拉通盆地中的古隆起控制,形成大面积岩性地层油气藏,前陆盆地中的冲断带构造控制形成背斜油气藏,具有多期成藏并存与晚期成藏为主的特点。
关键词:环青藏高原巨型盆山体系;小型克拉通盆地;前陆逆冲带;油气分布规律中图分类号:P 542 文献标识码:A 文章编号:100121552(2009)0120001209我国中西部盆地油气资源丰富,地质条件复杂,与我国东部盆地和世界其他主要含油气盆地相比较有显著差异。
沙丘是怎样移动的
沙丘是怎样移动的作者：刘红卫邹丽滨来源：《物理教学探讨》2010年第03期在九年级物理第十四章《压强和浮力》第四节《流体压强与流速的关系》教学中,遇到这样一道训练题:沙漠中有一个沙丘(如图1),当水平方向的风不断吹过沙丘时,沙丘会慢慢:A.向左移动B.向右移动C.仍停原处D.无法确定这是2008年湖北省黄冈市的一道中考原题,答案为A。
然而对于A答案我校教师有很大的争议:观点一向左,因为在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;所以,沙丘的左侧压强小,右侧大,推着沙丘向左移动。
这也是命题人的本意。
观点二向左,因为当风吹来时,沙丘对风有个阻力,使风向左下方运动,把左下方的沙子吹走了,沙丘上的沙就泻下来,沙丘就向左移动。
观点三迎风的那一面的沙子向坡顶移动并停在背风面,导致沙丘迎风面陡峭而背风面平缓,沙丘向右移动,这是土地沙漠化的一个重要的直接原因。
否则的话,我国就不用建设“三北”防护林了,因为西北风刮过来,沙漠就会自动向西北移动,跑到俄罗斯了。
为此,笔者查阅了一些资料,认为应该向右移动,即顺着风的方向。
理由如下:理由一 1959年,中国科学院治沙队成立,竺可桢先后在《人民日报》上发表了两篇文章,一篇是《改造沙漠是我们的历史任务》,一篇是《向沙漠进军》。
在他的倡导下,设置了六个治沙综合试验站,他三次深入沙漠考察,几乎跑遍了内蒙、河西走廊和新疆的沙漠。
在《向沙漠进军》一文中他讲到:我国陕西榆林地区,在明末清初的时候是个天然草原区,雨量还充沛,没有多少风沙。
到了清朝乾隆年间,陕西和山西北部许多人移居到榆林以北关外去开垦。
当时的政府根本不关心农业生产事业,生产技术又不高,垦荒伐木,致使原来的草地露出了泥土,日晒风吹,尘沙就到处飞扬。
由于长城外的风沙侵入,榆林城也受袭击,到解放以前,榆林地区关外30km都变成沙漠了。
沙漠逞强施威,所用的武器是风和沙。
风沙的进攻主要有两种方式。
一种可以称为“游击战”。
狂风一起,沙粒随风飞扬,风愈大,沙的打击力愈强。
沙漠地区公路路基合理断面形式
沙漠地区公路路基合理断面形式1 西部三类沙漠地区公路路基使用状况调查2002年7—9月进行了不同类型沙漠地区公路横断面的调研勘察，调查范围覆盖新疆、内蒙古、陕西、宁夏等省区的流动型、半流动型及固定型沙漠、沙地。
调查的路基包括路堤、路堑和半填半挖三种形式，调查的具体内容有路线名称、路段桩号、路基高度、路基横断面坡度、路面宽度、积沙带宽度、沙害状况、路线方位角、与主风向夹角以及有关建设年限、防护情况等方面的信息。
了解目前西部各省区按照原路基设计规范设计并修建的沙漠公路路基的横断面形式，在经过多年运营后公路路基的使用现状，尤其是横断面形式的变化情况，从而确定公路路基设计规范中关于沙漠地区路基横断面坡度的适应程度。
1.1 流动性沙漠地区公路路基使用状况调查及分析流动性沙漠的调查工作是在新疆的塔克拉玛干沙漠中进行的。
塔克拉玛干沙漠位于塔里木盆地之中，该盆地东西长约1 500 km，南北宽约600 km，面积约为53万km2，盆地的中央为塔克拉玛干沙漠，沙漠面积为33.76万km2，占盆地面积的63.70%。
年蒸发量约在2 000 mm以上，而降雨量仅为30 mm左右，属极端干旱地区，除边缘有大量的胡杨、红柳等乔灌木分布外，腹地仅有极少数的红柳和芦苇，多为一望无际的沙海。
工作组于2002年7月中旬携带全站仪、水平仪、GPS、地质罗盘、钢尺等测量工具，乘车对塔克拉玛干沙漠公路进行了为期近10天的调查测量工作，调查范围包括现有的使用多年的沙漠公路，以及在建的两条沙漠公路，具体情况见表3-11。
表3-11 调查范围沙漠公路的路基横断面坡度虽然是按照原路基设计规范设计，并且所有路段边坡均设有草方格沙障，但在施工和运营过程中受施工质量和风沙沉积的影响仍然会发生变化，最终所形成的路基边坡是相对稳定的，且在当地的环境下成为输沙和阻沙相对平衡的这样一种横断面坡度。
它的变化是随机的且局限在一定范围内。
采用概率统计的方法分析横断面坡度的变化范围，就会发现在流动性沙漠地区目前公路路基设计规范有关二级公路以下的横断面坡度的适应程度。
塔克拉玛干沙漠公路沿线风沙活动的时空分布
收稿日期:2004-07-13;修订日期:2004-12-28基金项目:国家重点基础研究发展规划项目 中国北方沙漠化过程及其防治研究 (TG2000048705)、国家自然科学基金资助项目(40472144)、中国科学院寒区旱区环境与工程研究所知识创新工程项目(CACX 210093)。
作者简介:韩致文(1963-),男,甘肃会宁人,博士,研究员,主要从事风沙地貌与风沙工程研究。
E -m ai:l h z w en@lz b.ac .cn塔克拉玛干沙漠公路沿线风沙活动的时空分布韩致文,王 涛,董治宝,吴奇骏,姚正毅(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙漠与沙漠化重点实验室,甘肃兰州730000)摘要:利用塔克拉玛干沙漠公路沿线的肖塘、满参和塔中3个定位观测站1个自然年的监测资料,对以起沙风和输沙强度为表征的风沙活动进行了分析。
选取气象站标准高度10m in 风速中大于临界起沙风速(!6.0m /s)的风,按16方位分别统计不同级别风的次数及其方位,计算输沙量。
结果表明,风沙危害的主风向为偏东风,频率范围48%~76%。
风沙活动集中在4~9月;从沙漠边缘向腹地风沙活动加强。
向沙漠腹地深入,应加大公路风沙危害防护力度。
关 键 词:塔克拉玛干;沙漠公路;起沙风;输沙强度;时空分布中图分类号:P 931.3 文献标识码:A 文章编号:1000-0690(2005)04-0455-0620世纪90年代初,为加快塔里木盆地油气资源勘探开发进程,中国成功修筑了南北纵贯塔克拉玛干沙漠的高等级公路,为定量化研究沙漠腹地风沙地貌与风沙运动规律创造了便利条件。
以沙漠公路沿线为研究区,许多学者从不同专业角度对风沙环境与沙害特征进行过研究[1~11],取得重要成果。
但是,有关公路沿线风沙活动在时间与空间上的分布规律,目前还没有详细的研究报道。
本文通过分析定位和半定位风沙监测数据,试图对塔克拉玛干沙漠公路沿线风沙活动的时空分布特征加以总结与讨论。
沙漠地区道路选线和路线布设原则
应 尽 可能 绕 避 ， 少对 自然 地 面破 坏 ， 减 减少 填 挖 工 程 量， 减少 防护工 程量 。降低 了工程 投资 ； （ ） 阔地 面通过 原 则 。沙 漠 地 区公 路 选线 时 ． ７ 开
一
定 范围应 进行 必要 的 防护 ： （） ３ 道路接 近 筑路材 料 和水源 地原则 。沙漠 地 区
筑 路 用 的砂 石 材料 、 源奇 缺 。 沙 漠 以外 运输 距 离 水 从 远， 运量 大 ， 运输 成本 高 。所 以在 选择 公路 路 线时 ， 能 经 过 或靠 近 有 砂石 料 、 源 地 带最 好 ， 样 可 降低 工 水 这
勿 挖 ， 持原 地面地 貌状 况 。 线 经过 高大沙 丘 、 垄 保 路 沙
线 和路线 布设 应 注意 以下几 点要 求 ： （ ） 短 距 离原 则 。 沙漠 地 区公 路 施 工 困难 ， １最 防 护工 程量 大 ， 工程 造 价很 高 。要 求两 点 间距 离尽 可 能 最短 ， 并尽 量少 设平 曲线 ， 宜设 小半 径平 曲线 ； 不 （） ２ 地质 条件 相对 稳定 河段 架桥 原则 。沙漠 地 区 河 流含 泥沙 量很 大 ， 河床 易淤 积 ， 流 易改道 。 涵定 河 桥
行 交流 、 讨 。 探 主要 论 述 流 动 性 沙漠 地 区公路 选 线 原 则 。 多年 在 沙漠 地 区做 公 路 设 计 ， 结合 当地 地 理 环 境 和 气 候 条件 ， 过 实 践 总 结 通
出 沙漠 地 区公 路 选 线 的 一般 原 则 。
主题 词 沙 漠 公路 选线 流动 性 沙漠 公路 沙害 选 线原 则
塔克拉玛干沙漠石油公路沿线风沙活动的气候环境
塔克拉玛干沙漠石油公路沿线风沙活动的气候环境
温向乐;韩致文;杨佐涛
【期刊名称】《中国沙漠》
【年(卷),期】1998(18)1
【摘要】塔克拉玛干沙漠石油公路沿线风沙活动是由塔木盆地内热能释放与冷空
气入侵相互作用的结果。
冷期，盆地内冷高压逆温作用较强，地面热能不足，使得风力和风沙活动强度弱；暖期，盆地内热源剧增，每当热能源饱和遇到冷空气入侵诱导，导致了强风及强风沙活动天气。
可见，区内风沙活动及风成景观的塑造过程，主要是在暖干期进行的。
【总页数】4页(P77-80)
【关键词】塔克拉玛干;沙漠;公路;风沙活动;气候环境
【作者】温向乐;韩致文;杨佐涛
【作者单位】中国科学院林业部兰州沙漠研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P941.73;P466
【相关文献】
1.塔克拉玛干沙漠西北边缘的风沙环境与沙漠演变 [J], 武胜利;刘自强;李志忠;买
买提明·艾尼
2.塔克拉玛干沙漠东南缘风沙气候环境变化特征分析及对策建议 [J], 王媛媛;巴音才次克;木沙·阿卜力米提
3.塔克拉玛干沙漠公路沿线风沙活动的时空分布 [J], 韩致文;王涛;董治宝;吴奇骏;姚正毅
4.塔克拉玛干沙漠南缘红柳沙包沙物质粒度特征与风沙环境变化 [J], 高辰晶;刘倩;王艳欣;赵元杰;高伟明;夏训诚
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沙漠地区道路涵洞周围流场规律及积沙特征研究
第62卷第4期2018年4月铁道标准设计RAILWAY STANDARD DESIGNV o l . 62 No . 4 A pr . 2018文章编号：1004 2954 (2018 )04 0062 06沙漠地区道路涵洞周围流场规律及积沙特征研究智凌岩\程建军U 2，王连\辛林桂1(1.石河子大学水利建筑工程学院，新疆石河子832003 ;2郾中铁西北科学研究院有限公司，兰州730000)摘要：涵洞作为沙漠地区道路工程路基的重要组成部分之一，是保障道路安全的重要基础设施。
但沙漠地区道路涵洞较易发生风沙灾害，故对其进行系统全面研究非常必要。
通过对不同来流风速大小和不同来流方向下涵洞 进行三维数值模拟，对比分析不同风速、不同来流方向下的涵洞周围积沙特征，并总结相关结论。
研究结果和结 论:对比不同来流方向下的涵洞流场特征，得出来流与涵洞夹角为20。
时涵洞对洞前洞后流场影响最大，洞前有大 面积增速区，洞后速度下降最为迅速。
对比不同来流大小及方向下的涵洞周围积沙特征，可知随来流风速增大涵 洞前积沙先增大后减少；洞腔内部随风速增大积沙会有所增多；洞后积沙随风速增大会明显增加。
同一风速下夹 角增大洞前积沙明显增多，且夹角越大洞前积沙横移越明显；洞后积沙随夹角增大会明显减小。
关键词：道路工程；积沙特征；数值模拟；道路涵洞；流场规律；沙漠道路中图分类号:U 213. 1 + 54 文献标识码:A DOI ： 10. 13238/j . issn . 1004-2954.201705080003Study on Flow Field around Culvert of Desert Road andCharacteristics of Sand AccumulationZHI Ling-yan 1 , CHENG Jian-jun1,2, WANG Lian 1 , XIN Lin-gui 1(1. College of W ater Resources and Architectural Engineering , Shihezi University , Shihezi 832003, C hina ；2. Northwest China Railway Science Research Institute Co . , Ltd . , Lanzhou 730000, C hina )Abstract ： The culvert is one of the important parts in road engineering and an important infrastructure toensure the safety of the road . Because the desert *234567收稿日期:2017 05 08;修回日期:2017 05 23基金项目：国家自然科学基金应急管理项目（51641808);国家自然科学 基金地区项目（51568057,51268050)作者简介:智凌岩（1992—），男，硕士研究生，研究方向为沙害防治工 程，E -mail :495938900@ qq . com 。
塔里木沙漠石油公路沿线沙丘移动规律
移动量 移动方向
(m )
10. 87 8. 89
SW 23° SW 42°
7. 04 4. 81
SW 27° SW 57°
4. 81 3. 33
SW 27° SW 40°
7. 04 5. 00
SW 27° SW 38°
5. 93 4. 44
SW 40° SW 33°
8. 52 6. 30
SW 26° SW 56°
高度 (m )
0. 84 0. 76
1. 40 1. 28 1. 42 1. 80 1. 40 2. 02 1. 31 1. 45 1. 40 1. 30 1. 12 1. 60 0. 71 0. 70 0. 50 1. 09 1. 10 1. 31 0. 90 1. 10 1. 02
宽度 (m )
关 键 词 塔里木 沙漠石油公路 沙丘几何形态参数 沙丘移动强度 分 类 (中图法) X11
1 沙漠石油公路沿线环境背景
塔里木沙漠石油公路干线北起塔里木河北约 35 km 的轮南小区, 南抵 315 国道, 全长约 519 km , 依次穿越塔里木河现代泛滥冲积平原、塔里木河古河道泛滥区、简单新月形沙丘与沙 丘链区、穹状沙山区以及高大复合型纵向沙山区等地貌单元, 于塔里木河南 4018 km 的肖塘 始进入真正的流沙区。 沿线地势南高北低, 海拔高度从塔里木河的 940 m , 依次上升至 315 国 道的 1 300 m 以上, 相对高差约 360 m。沿线沙物质主要源于昆仑山前洪积、冲积物, 塔里木河 流域冲积物。上述物质经风力吹蚀、搬运和再堆积等一系列改造过程形成了构建现代风沙地貌 的风成沙。沿线气候为典型的暖温带内陆荒漠型。年降水量少, 一般为 40 mm 左右, 但变率大。 据肖塘气象站记录, 1992 年 5 月 30 日一次降水达 2916 mm , 占年降水总量 5216 mm 的 4518%。年蒸发量在 3 000 mm 以上, 为降水量的 70 多倍。年平均温度 22～ 13℃, 年较差 37℃ 以上, 日较差超过 15℃。沙漠公路沿线植物资源贫乏, 可见植物仅 19 种, 集中分布于塔里木河 冲积平原、古河道、地下水埋深较浅的沙山间洼地和覆盖薄层风沙的盐化沙土平地上。 土壤类 型以非地带性的流动风沙土为主, 局部古河道地区有胡杨林土分布。
库姆塔格沙漠西缘风况特征及沙丘运移规律
第35卷第6期2021年12月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .35N o .6D e c .,2021收稿日期:2021-06-04资助项目:教育部人文社会科学研究规划基金项目(18Y J A Z H 064);新疆师范大学人文社会科学重点研究基地丝绸之路经济带城市发展研究中心项目(X J N U RW J D 2019A 06);新疆师范大学 十三五 校级重点学科地理学项目(17S D K D 0701) 第一作者:赛亚热㊃赛都拉(1997 ),女,硕士研究生,主要从事风沙地貌及荒漠化防治研究㊂E -m a i l :319489249@q q.c o m 通信作者:毛东雷(1975 ),男,博士,主要从事风沙地貌及荒漠化防治研究㊂E -m a i l :d o n gl e i 6325@s i n a .c o m 库姆塔格沙漠西缘风况特征及沙丘运移规律赛亚热㊃赛都拉1,2,毛东雷1,2,徐佳瑞1,2,张勇1,2,杨帆3,昝梅1,2(1.新疆师范大学地理科学与旅游学院,乌鲁木齐830054;2.新疆干旱区湖泊环境与资源重点实验室,乌鲁木齐830054;3.中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所,乌鲁木齐830002)摘要:利用风况资料和G o o g l eE a r t h 卫星影像,分析研究区域的风况特征及沙丘运移特征,并研究沙丘年运移速度㊁方向及其规律,对防沙治沙手段的提高具有重要意义㊂结果表明:(1)研究区年平均风速为1.535~1.768m /s ,起沙风平均风速最高值出现在5,6月,全年起沙风平均风速的最低值出现在1月㊂(2)起沙风和输沙势主要分布在W S W ㊁W ㊁WNW 和NW 方位㊂(3)输沙势为0~26V U ,属于低风能环境;风向变率为0.5~0.9,属于中风向变率,钝双峰风况㊂(4)研究区沙丘年平均移动速度为12.26m /a ,沙丘平均年前移值在10m 以上,属最快速类型,平均移动方向为125.13ʎ,与当地合成输沙方向基本一致㊂(5)沙丘运移速度与沙丘高度㊁宽度呈负相关关系,除沙丘高度㊁宽度以外,风速㊁输沙势㊁沙丘密度也影响沙丘的运移速度㊂关键词:风况;输沙势;运移规律;库姆塔格沙漠西缘中图分类号:P 931.3 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2021)06-0062-07D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2021.06.009C h a r a c t e r i s t i c s o fW i n dC o n d i t i o n s a n dD u n eM o v e m e n tR u l e s o n t h eW e s tE d g e o fK u m t a g De s e r t ,C h i n a S A I D O U L AS a i y a r e 1,2,MA O D o n g l e i 1,2,X UJ i a r u i 1,2,Z H A N G Y o n g 1,2,Y A N GF a n 3,Z A N M e i 1,2(1.S c h o o l o f G e o g r a p h y a n dT o u r i s m ,X i n j i a n g N o r m a lU n i v e r s i t y ,U r u m qi 830054;2.K e y L a b o r a t o r y o f L a k eE n v i r o n m e n t a n dR e s o u r c e s ,X i n j i a n g D r o u g h tZ o n e ,U r u m q i 830054;3.X i n j i a n g I n s t i t u t e o f E c o l o g y a n dG e o g r a p h y ,C h i n e s eA c a d e m y o f S c i e n c e s ,U r u m qi 830002)A b s t r a c t :U s i n g t h ew i n d c o n d i t i o nd a t a a n dG o o g l eE a r t h s a t e l l i t e i m a ge s ,t h ew i n d c o n d i t i o n c h a r a c t e r i s t i c s a n dd u n e m o v e m e n tc h a r a c t e r i s t i c s w e r ea n a l y z e di nt h i s p a p e r .A n dt h ea n n u a l m o v e m e n ts p e e d a n d d i r e c t i o na n d r u l e sw e r e s t u d i e d ,w h i c hw a s ofg r e a t s i g n i f i c a n c e t o th ei m pr o v e m e n t o f s a n d p r e v e n t i o n a n d c o n t r o lm e a n s i n t h es t u d i e dr e g i o n .T h er e s u l t ss h o w e dt h a t :(1)T h ea n n u a l a v e r a g ew i n ds pe e di nt h e s t u d y a r e aw a s 1.535~1.768m /s ,t h e h i g h e s t a v e r a g ew i n d s p e e d of s a n d b l o w i ng o c c u r r e d i nM a y an d J u n e ,w h i l e t h e l o w e s t i n J a n u a r y .(2)S a n db l o w i n g w i n da n ds a n d t r a n s p o r t p o t e n t i a lw e r em a i n l y di s t r i b u t e d i n t h e d i r e c t i o n s o fW S W ,W ,WNW a n dNW.(3)T h es a n dt r a n s p o r t p o t e n t i a lw a sb e t w e e n0a n d26V U ,w h i c hw a s a l o w w i n d e n e r g y e n v i r o n m e n t .T h e v a r i a b i l i t y ofw i n dd i r e c t i o nw a s b e t w e e n 0.5a n d 0.9,w h i c h b e l o n g e d t ot h ev a r i a b i l i t y o f s t r o k ed i r e c t i o na n db l u n tb i m o d a lw i n dc o n d i t i o n s .(4)T h ea v e r a g ea n n u a l m o v i n g s p e e do f t h e d u n e s i n t h e s t u d y a r e aw a s 12.26m /a ,a n d t h e a v e r a ge f o r w a r dm o v e m e n t o f t h e d u n e s w a s a b o v e 10m ,w h i c hw a s t h e f a s t e s t t y p e ;t h e a v e r a g em o v i n g d i r e c t i o nw a s 125.13ʎ,w h i c hw a s b a s i c a l l yt h e s a m ea st h el o c a ls y n t h e t i cs a n dt r a n s p o r td i r e c t i o n .(5)S a n d d u n e m o v i n g s p e e d w a s n e g a t i v e l yc o r r e l a t e dw i t h i t s h e i g h t a n dw id t h .I na d d i t i o n t ohe i g h t a n dw i d t h ,w i n ds p e e d ,s a n d t r a n s p o r t p o t e n t i a l ,a n d s a n dd u n e d e n s i t y a l s o af f e c t e d t h em o v i ng s pe e dof s a n dd u n e s .K e y w o r d s :w i n d c o n d i t i o n ;s a n d t r a n s p o r t p o t e n t i a l ;m o v e m e n t r u l e ;w e s t e dg e o fK u m t a g D e s e r t 荒漠化是当今人类面临的一个重要环境问题,作为荒漠化3种不同运动形式之一,沙丘运移对人类生存和发展带来了严重的威胁[1],因此荒漠化研究越来越受到人们的高度重视㊂沙丘运移是判断荒漠化扩张的重要指标,认识沙丘运移规律是区域风沙灾害防治的前提,通过研究沙丘运移,进而预测沙丘运移方Copyright©博看网 . All Rights Reserved.向与速度,为防沙治沙提供科学依据[1-3]㊂目前诸多学者对我国沙漠地区,如塔克拉玛干沙漠[4-8]和巴丹吉林沙漠[9-10]㊁毛乌素沙地[11-13]㊁乌兰布和沙漠[14-16]等地区的沙丘运移状况进行了大量研究,对区域风沙灾害的治理发挥着重要的作用㊂杨军怀[4]利用G o o g l eE a r t h卫星影像系统监测了塔克拉玛干沙漠沙丘运移速度与方向,并对沙丘运移的驱动因素以及沙丘运移过程中的形态特征变化进行了详细的讨论和分析㊂王静璞等[11-12]㊁许明静等[13]研究了毛乌素沙地新月形沙丘的运移过程指出,沙丘运移过程中受较多因素的多重影响;陈芳等[10]利用L a n d s a tT M 影像对巴丹吉林沙漠沙丘运移变化进行分析发现,沙梁线的移动速度与沙丘高度呈负相关关系,沙丘越高,移动速度越慢,反之亦然㊂本文利用G o o g l e E a r t h卫星影像分析并探讨库姆塔格沙漠西缘的风况特征和沙丘的运移特征以及影响研究区沙丘运移速度的主要因素,为更深入研究沙丘运移规律及研究区风沙灾害的预防与治理提供科学依据㊂1材料与方法1.1研究区概况研究区位于我国西北干旱区鄯善库姆塔格沙漠西缘(42ʎ37'N,89ʎ41'E),属于极端干旱大陆性气候,多年平均降水量在25mm以下,但年均蒸发量超过2800mm,沙漠区甚至超过3000mm,气候极端干旱少雨,故被称为 旱极 [17]㊂库姆塔格沙漠风沙活动强烈,并呈现从沙漠的北部向南部逐渐降低趋势[18],年平均风速3m/s,8级以上大风天数100天以上,最高风速可达25m/s,沙漠流动性大,多沙尘和浮尘天气,是我国沙尘暴频发区,其风蚀区面积居我国第二位[17],强劲的风力特征为沙漠的形成发育提供了动力条件㊂1.2研究方法本文主要采用吐鲁番东坎气象站(42ʎ50'N,89ʎ15'E) 15年(2005 2020年)1h间隔2m i n观测的风速和风向数据进行统计,分析风速㊁风向特征的月㊁年际变化,并计算出起沙风平均风速㊁起沙风频率等㊂库姆塔格沙漠的临界风沙起动速度为6.0m/s,在处理风速数据的过程中,首先选取数据中风速ȡ6.0m/s的风速,其次对16个方位的起沙风进行统计[17]㊂另外,利用F r y b e r g e r-D e a n[19]的输沙势计算方法对研究区风能环境和输沙强度进行了分析㊂计算公式为:D P=V2(V-V t)t式中:D P为输沙势,其单位为矢量单位(V U),反映在一段时间内某一方位起沙风的输沙能力;V和V t 分别为10m高度的起沙风速与起动风速(n m i l e/h)㊂经过矢量合成,将16个方位的输沙势进行合成,得到合成输沙势(R D P)和合成输沙方向(R D D)㊂合成输沙势与输沙势之比(R D P/D P)称为方向变率指数,该指数能反映起沙风的方向变率[20]㊂根据输沙势大小,F r y b e r g e r等[19]将风能环境分为低风能环境(D P<200)㊁中等风能环境(400<D P<200)和高风能环境(D P>400)㊂按照输沙玫瑰图,风向分布划分为窄单峰风况㊁宽单峰风况㊁锐双峰风况㊁钝双峰风况与复杂风况㊂按照风向变率,风况可分为高变率(R D P/D P<0.3)㊁中等变率(0.3ɤR D P/D Pɤ0.8)和低变率(R D P/D P>0.8)㊂沙丘运移是根据G o o g l eE a r t h提供的遥感影像,选择库姆塔格沙漠西缘较为典型的18个新月形沙丘㊂沙丘运移特征则通过对比3期(2003年㊁2010年和2013年)的历史影像来获取,从而监测其在3期影像中选择沙丘的运移方向㊁速度及其形态特征变化㊂沙丘运移示意图首先是使用G o o g l eE a r t h的多边形工具来绘制,其次采集沙丘几个时期的垂直投影形状,将采集到的所有结果导入在A r c g i s里面,生成沙丘的基本轮廓,最终用于绘制沙丘运移示意图㊂对于沙丘前移距离的计算,利用G o o g l eE a r t h的监测路径工具测量2期卫星影像中沙丘背风坡坡脚点与最新一期卫星影像中沙丘背风坡坡脚点之间的距离,从而计算出沙丘的运移距离和运移速度㊂2结果与分析2.1风况特征风速和风向是分析风况特征的2个主要内容,风速取决于区域风蚀能力的强度,对于沙丘只有当起动风速ȡ6m/s时才算是有效的起沙风,风向决定于区域沙丘的运移及堆积方向㊂2.1.1风速月际变化特征平均风速是衡量某一区域风沙活动状况的重要指标[2]㊂库姆塔格沙漠西缘年平均风速为1.54~1.77m/s,平均值为1.64m/s,其中平均风速最大值出现在2016年,为1.77m/s;总体上研究区风速波动较小㊂由图1可知,研究区月平均风速5,6月最大,分别为2.07,2.06m/s;11,12月平均风速较小,分别为1.19,1.15m/s㊂从季节变化来看,夏季平均风速最大,冬季平均风速最小,起沙风的最大风速最高值出现在5,6月,最低值出现在1月㊂此外,起沙风日数较大比例集中在4 8月,其5月为最高,而10月至翌年3月起沙风日数的比例较小,最低值出现在1月(几乎为0)㊂因此,在库姆塔格沙漠全年中风速ȡ6.0m/s的日数在春夏季所占的比例相对较大,全年起沙风日数至少为49天,最多可达100天㊂2.1.2风向季节变化特征起沙风决定沙丘运动的方向,通过对研究区风向统计资料分析可知,研究36第6期赛亚热㊃赛都拉等:库姆塔格沙漠西缘风况特征及沙丘运移规律Copyright©博看网 . All Rights Reserved.区起沙风风向变化范围较小(图2),具有较单一起沙风向的特点㊂研究区年起沙风中以W S W㊁W㊁W N W㊁N W风向频率最大,起沙风频率分别为10.17%, 21.00%,24.76%,11.77%㊂主风向较集中,占全年起沙风出现的频率为67.70%㊂总体来看,研究区70.90%以上风速6~8,8~10m/s风速在该区域出现的频率为20.43%,10~12m/s风速出现的频率为5.74%,而12m/s及以上的风速只占整个研究区起沙风频率的2.92%㊂从图2可以看出,随着风速越大,各等级风速出现的频率越来越小㊂图1月平均风速、起沙风平均风速及起沙风频率的变化由图3可知,全年各季节起沙风频率存在较大的差异,春季在全年各季节中起沙风频率最大,为47.74%,风向主要为W和WNW,其中WNW风向起沙风占年起沙风频率最大,为12.71%,其次是W风向占年起沙风频率的9.79%㊂夏季在全年各季节中起沙风频率也相对较高,占全年起沙风频率的46.8%,风向也以W和WNW为主,频率分别为10.17%和9.32%㊂秋季各风向起沙风占全年起沙风频率的9.32%,WNW风向占年起沙风频率的2.92%,且起沙风的频率最大㊂而冬季在全年各季节中起沙风出现频率最低,频率为0.94%,以NW风向为主,起沙风频率为0.19%㊂可以看出,库姆塔格沙漠西缘一年四季风向较为稳定,以W S W㊁W㊁WNW和NW风向为主,其中WNW风向占全年起沙风的频率最大,为24.95%㊂图2全年起沙风风向玫瑰图图3各季节起沙风风向玫瑰图46水土保持学报第35卷Copyright©博看网 . All Rights Reserved.2.2输沙势年际差异分析输沙势指风在一定方向和时间内搬运沙粒的潜在能力㊂研究区输沙势为0~26V U,按照F r y b e r g-e r等[19]风能环境划分标准D P<200V U属于低风能环境,因此该区域属于低风能环境㊂由表1可知,该地区的输沙势存在明显的年际差异:其中2012年输沙势最大,为26V U,其次是2019年,输沙势为13.53V U㊂2006年和2008年相对较小,分别为2.54,3.31V U㊂由图4可知,库姆塔格沙漠西缘输沙方向以W㊁WNW和NW风向为主,最大输沙势在WNW方位上㊂另外,该区域合成输沙势和输沙势呈现出同样的年际变化,年际变化趋势基本一致,合成输沙势在输沙势大的年份较大,而合成输沙势在输沙势较小的年份较小㊂合成输沙势风向变率指数描述了输沙势与合成输沙势之间的比率关系[21-22]㊂库姆塔格沙漠西缘合成输沙势风向变率为0.5~0.9,属于中风向变率,说明研究区风向变化较大,属钝双峰型㊂研究区的合成输沙方向为105.85ʎ 169.93ʎ,主要在东东南和南方位之间(E S E S E)㊂表1研究区2005-2020年风能环境变化年份参数D P R D P R D D R D P/D P年份参数D P R D P R D D R D P/D P20057.435.58125.050.7520133.762.37126.140.63 20062.541.23169.930.4920146.224.48126.720.72 20073.441.97123.570.5720153.512.56124.300.73 20083.311.69139.380.51201610.067.77105.230.77 20095.734.91108.850.86201710.478.58119.060.82 201012.8310.71124.220.8420188.796.20127.870.71 20113.882.13131.490.55201913.5311.50110.360.85 201226.0023.83120.170.9220209.047.65119.730.85图4研究区2005-2020年输沙势玫瑰图2.3沙丘运移特征2.3.1沙丘运移速度沙丘的形态不同,运移的速度也不一样,一般规律为单个新月型沙丘运移速度快[23]㊂沙丘的运移速度主要受到风况(风速㊁风向)的影响,区域风况决定着沙丘的形态,即风速与风向决定着沙丘高度㊁宽度及体积㊂研究区典型新月形沙丘的运移距离是通过测量沙丘背风坡坡脚移动的距离而得出,年平均运移速度是以运移距离除以56第6期赛亚热㊃赛都拉等:库姆塔格沙漠西缘风况特征及沙丘运移规律Copyright©博看网 . All Rights Reserved.年数计算而得出㊂由表2可以看出,1号沙丘运移速度为22.8m/a,为研究区年运移速度最快的沙丘,15号沙丘运移速度最小,为7.4m/a㊂研究区沙丘年平均运移速度为12.26m/a,根据朱震达等[24]对塔克拉玛干沙漠沙丘移动强度划分标准,沙丘平均年前移值在10m以上,属于最快速的类型㊂图5为研究区典型新月形沙丘在3个时期的运移过程,可以看出该库姆塔格沙漠西缘沙丘运移的速度比较快,18个沙丘都有很明显的前移㊂此外,沙丘走向为E S E S S E,高度在1~10m,沙丘间距在100~800m,沙丘前移很明显,平均前移方向为125.13ʎ,与当地合成输沙方向基本一致㊂表2沙丘年运移速度编号运移距离/m2003 2010年2010 2013年2003 2013年年平均运移速度/(m㊃a-1)1号1537522822.8 2号1173415115.1 3号903312312.3 4号1003313313.3 5号862511111.1 6号5739969.6 7号754111611.6 8号1014014114.1 9号852410910.9 10号7227999.9 11号7128999.9 12号882811611.6 13号892311211.2 14号1024714914.9 15号5123747.4 16号822410610.6 17号962812412.4 18号942612012.0图5研究区沙丘运移示意2.3.2沙丘运移速度与高度、宽度间的关系分析通过回归分析(图6)发现,沙丘运移速度与高度㊁宽度之间存在着较稳定的线性负向关系,说明随着沙丘高度和宽度的增加,沙丘运移速度减小㊂研究区沙丘高度在1~10m,宽度在50~120m,根据杨军怀[4]的研究证实,沙丘运移速度与高度之间具有强烈的负向关系,表明沙丘越高,沙丘运移速度越慢㊂这是因为在同样的风力环境和时间下沙丘高度越高,需要搬运更多的沙粒才能使沙丘移动,因此导致沙丘运移速度越慢㊂本研究结论与前人[12]结论相似,但拟合程度较低(R2=0.352),表明在库姆塔格沙漠西缘影响沙丘运移的因素更为复杂,沙丘移动还与风速㊁沙丘的大小㊁排列密度等多种因素有关㊂沙丘宽度与沙丘运移速度也存在着负向线性关系,说明随着沙丘宽度增加,沙丘运移速度减小㊂但与高度相比,沙丘宽度与沙丘运移速度之间的线性相关性不是很强(R2=0.016),表明高度对沙丘运移速度的影响更大㊂图6沙丘高度、宽度与运移速度的线性拟合库姆塔格沙漠西缘沙丘运移速度与沙丘高度在0.01水平上呈极显著负相关性(表3),沙丘运移速度与沙丘宽度㊁沙丘高度与宽度无显著相关性,说明总体上研究区沙丘运移速度与沙丘高度的相关程度较好㊂2.3.3沙丘运移速度与其他因子间的相关性风是影响沙丘运移的主要因素之一,沙丘运移速度与风速之间有着密切关系;在风力条件下沙丘运移是由于沙66水土保持学报第35卷Copyright©博看网 . All Rights Reserved.丘表面沙粒的位移来实现㊂相关研究[25]已证实,沙丘运移速度与风速㊁输沙量之间存在着较稳定的正相关关系㊂按照B a g n o l d[26]的研究,沙丘运移速度和输沙势呈正比关系,而输沙势与起沙风速的立方呈正比㊂可知库姆塔格沙漠西缘输沙势虽小,但对沙丘运移速度也有一定影响,除了这些影响因素之外,沙丘的运移速度也与风向有关,在较为单一的风向条件下,沙丘的运移速度快于多风向条件下的运移速度㊂研究区风向单一,以西北风为主,风向单一也是影响库姆塔格沙漠西缘沙丘运移速度加快的一个重要因素㊂表3沙丘运移速度与高度及宽度的相关性分析矩阵项目沙丘运移速度沙丘高度沙丘宽度沙丘运移速度1沙丘高度-0.593**1沙丘宽度-0.1280.4491注:*表示在0.05水平(双尾)相关性显著;**表示在0.01水平(双尾)相关性显著㊂另外,沙丘运移速度还与沙丘的排列密度㊁地形与地表的性质之间具有较强的相关关系[25],沙丘的排列密度也是研究区沙丘运移的另一个重要驱动因素[27]㊂沙丘排列密度的增加会导致地表粗糙度增加,这降低了近地表风速携沙的能力和沙丘的前移速度[28]㊂从图6可以看出,6,9,11,12,15号等沙丘排列密集,造成沙丘的运移速度减小,而1,2,3,4,17, 18号等独立沙丘的运移速度比排列密集的沙丘相对较大,表明沙丘密度越大,沙丘运移速度减小㊂从上述分析表明,影响研究区沙丘运移的驱动因素较为复杂㊂风速和风向㊁沙丘的形态与排列密度均对研究区沙丘运移有一定的影响,除这些因素以外,还有地形等因素影响该区域沙丘的运移速度㊂3讨论风况在沙丘形成与演变中发挥着重要作用,从风能环境来看,区域的风况特征会影响风沙地貌的空间分布[29]㊂本研究表明,在同一风力条件下,每个沙丘的前移速度不同,研究区前移速度最快的沙丘速度为22.8m/a,最慢的沙丘为7.4m/a,表明风速对沙丘移动速度的影响被其他因素削弱,导致沙丘移动速度差异较大㊂因此,对研究区而言风速并非是影响沙丘移动的最大因素,它对研究区沙丘运移速度的影响相对比较弱,但其他可能因素如沙丘高度对沙丘运移速度的影响占主要地位㊂风向与风向变率也对沙丘运移速度有一定的影响㊂本研究结果表明,沙丘的平均移动方向与合成输沙方向基本一致㊂沙丘移动速度与高度㊁宽度之间的相关性分析得出,它们之间存在着线性负相关关系,但相关性较其他地区弱,这与许明静等[13]㊁杨军怀[4]的研究结果相同㊂这是因为影响研究区沙丘移动速率的因素复杂,除风速㊁风向㊁沙丘高度㊁宽度和排列密度外,还有其他影响沙丘运移速度的因素,需要进一步研究确定㊂研究区沙丘的移动造成周边的部分电线杆被掩埋,这对工农业设施产生了一定的影响,因此政府应采取一些防治风沙灾害的措施,以减缓沙丘移动的速度,降低其危害㊂本研究对库姆塔格沙漠西缘风沙灾害的预防与治理具有参考价值,但还有不足之处: (1)风速㊁风向数据较少,且气象站和研究区之间存在着一定的距离,不能更好地反映该区域总体风况特征;(2)利用G o o g l eE a r t h所测的高度㊁宽度㊁移动距离可能存在误差,后需实地观测与验证;(3)沙丘高度㊁宽度和密度等因素与沙丘移动之间关系的研究有待加强㊂4结论(1)库姆塔格沙漠年平均风速为1.54~1.77m/ s,平均值为1.64m/s,其中2016年平均风速最大㊂5,6月份月平均风速最大,11,12月份月平均风速最小㊂夏季平均风速最大,冬季平均风速最小㊂起沙风平均风速最高值出现在5,6月,全年最低值出现在1月㊂(2)研究区年起沙风以W S W㊁W㊁WNW㊁NW风向频率最大,主风向较集中,输沙势为0~26V U,属于低风能环境,合成输沙方向为105.85ʎ 169.93ʎ,主要在E S E和S E风向之间㊂研究区的合成输沙势风向变率除了2006年之外,其他年份均在0.5~0.9,属于中风向变率,钝双峰型㊂(3)1号沙丘移动速度最快,15号沙丘移动速度最慢㊂研究区沙丘年平均移动速度为12.26m/a,平均移动方向为125.13ʎ,与当地合成输沙方向基本一致,沙丘移动速度属最快速类型㊂(4)研究区典型新月形沙丘的运移速度与沙丘高度㊁宽度均呈负相关关系,沙丘越高越宽,运移速度越慢,与宽度相比,高度对沙丘运移速度的影响比较大;风速和风向㊁沙丘排列密度均对库姆塔格沙漠西缘沙丘运移速度有一定的影响,除这些因子以外,还有其他因子影响沙丘运移,但均对研究区沙丘移动的影响较小㊂76第6期赛亚热㊃赛都拉等:库姆塔格沙漠西缘风况特征及沙丘运移规律Copyright©博看网 . All Rights Reserved.参考文献:[1] K i l i b a r d aZ,S h i l l i n g l a wC.A70y e a rh i s t o r y o f c o a s t a ld u ne m i g r a t i o na n d b e a c h e r o s i o na l o n g t h es o u t h e r ns h o r e o fL a k e M i c h i g a n[J].A e o l i a nR e s e a r c h,2015,17: 263-273.[2]毛东雷,雷加强,周杰,等.新疆策勒不同类型流动和半流动沙丘运移规律[J].水土保持研究,2016,23(3):278-282.[3]张正偲,董治宝.风沙地貌形态动力学研究进展[J].地球科学进展,2014,29(6):734-747.[4]杨军怀.塔克拉玛干沙漠沙丘移动研究[D].西安:陕西师范大学,2019.[5] W a n g X M,D o n g ZB,Z h a n g JW,e t a l.G e o m o r p h o l o-g y o fs a n dd u n e si nt h e N o r t h e a s tT a k l i m a k a n D e s e r t[J].G e o m o r p h o l o g y,2002,42(3/4):183-195. [6]李爱敏,韩致文,钟帅,等.基于C A S S和A r c G I S的新月形沙丘属性参数提取[J].中国沙漠,2018,38(3):484-491. 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塔里木沙漠石油公路半隐蔽式沙障区与流沙区沙物质粒度变化
塔里木沙漠石油公路半隐蔽式沙障区与流沙区沙物质粒度变化王训明;陈广庭
【期刊名称】《中国沙漠》
【年(卷),期】1996(16)2
【摘要】运用沉积物的粒度分析方法，研究了塔里木沙漠石油公路半隐蔽式沙障区内外沙物质的粒度特征。
指出了设置沙障后随时间的推移，障内沙物质平均粒径的Φ值将增大，分选程度变差，而偏度和峰态变化则不十分显著；累积概率曲线表现为四─六段式，含两组悬移组份；掩埋沙障的主要沙物质是跃移组份。
此外，还分析了粒度分布与风沙运动的关系，为设置和维护机械沙障提供了粒度方面的依据。
【总页数】5页(P180-184)
【关键词】沙漠;石油公路;半隐蔽式沙障;沙物质;粒度
【作者】王训明;陈广庭
【作者单位】中国科学院兰州沙漠研究所
【正文语种】中文
【中图分类】U418.56
【相关文献】
1.库布齐沙漠不同沙障内沙物质粒级特征分析 [J], 曹扬
2.塔里木沙漠公路不同地貌部位的高立式沙障阻沙特征 [J], 黄强;雷加强;王雪芹
3.半隐蔽式沙柳沙障的防风阻沙效益 [J], 蒙仲举;任晓萌;高永
4.论全球现代干燥半干燥沙区晚第四纪的湿润期与干燥期——全球主要现代干燥半干燥沙区晚第四纪以来流沙扩展与固定的初步研究 [J], 史培军
5.塔克拉玛干沙漠南缘红柳沙包沙物质粒度特征与风沙环境变化 [J], 高辰晶;刘倩;王艳欣;赵元杰;高伟明;夏训诚
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沙丘的形态变化规律
沙丘的形态变化规律沙丘是沙土的堆积形成的地貌，其形态变化规律是受环境条件、物质组成、风力作用等多重因素的综合影响。
下面将从外界因素、内部结构和形态变化三个方面来探讨沙丘的形态变化规律。
外界因素是沙丘形态变化的主要影响因素之一。
气候、风向、风速以及沙丘所处的地形等环境条件都会对沙丘的形态变化产生重要影响。
例如，在干旱地区，风力较强，风速较快，沙丘会呈现较陡峭的斜坡和明显的风蚀侧；而在湿润地区，雨水的冲刷作用会使沙丘的坡度变得较为平缓。
此外，沙丘所处的地形起伏、附近的植被覆盖情况等也会对沙丘形态的变化产生影响。
这说明外界环境的变化会直接导致沙丘形态的变化。
沙丘的内部结构也对其形态变化起着重要作用。
沙丘一般由心核、脊线和风蚀面构成。
心核位于沙丘的最高点，是沙丘堆积的核心区域，其高度和形态直接决定了沙丘的整体高度和形状。
脊线是连接心核和风蚀面的部分，它的形态决定了沙丘的纵向延展程度。
风蚀面是沙丘最易受风蚀侵蚀的一侧，其斜度和交错状况将影响整个沙丘的稳定性。
当沙丘补给源充分时，沙丘的内部结构相对稳定；而当补给源不足或受到外界扰动时，沙丘的内部结构就会发生变化，进而影响沙丘的形态。
沙丘的形态变化还受到沙丘本身、沙粒大小和沙粒之间的相互作用影响。
沙丘的堆积过程中，沙丘表面的沙粒会随风流动，形成滚动、跳跃和飞行等风蚀作用。
这些风蚀作用将直接改变沙丘表面的形态。
另外，沙丘内部的沙粒也会发生相互作用，形成沙丘的内部稳定结构。
沙粒大小和形状的不同会导致沙丘的不同形态，例如，细沙堆积形成的沙丘较为平缓，而较粗的沙粒则会形成较陡峭的沙丘。
总体来说，沙丘的形态变化是受多种因素的影响，包括外界环境、沙丘的内部结构和沙粒之间的相互作用。
当这些因素发生变化时，沙丘的形态也会相应调整。
因此，研究沙丘的形态变化规律对于了解地貌发育和环境演变具有重要意义。
另外，沙丘的形态变化还受到时间因素的影响。
随着时间的推移，沙丘可能会经历多次变化，从而形成不同的形态。
沙丘的类型与移动
沙丘的类型与移动一般自然界的沙丘是由风堆积而成的小丘或小脊，常见于海岸，某些河谷以及旱季时的某些干燥沙地表面。
那么你对沙丘的形成原因了解多少呢?以下是由店铺整理关于沙丘是怎么形成的的内容，希望大家喜欢!沙丘的形成原因沙丘的存在是风吹移未固结的物质所致。
沙丘通常与风吹沙占据大片面积的沙漠地区有关。
例如在撒哈拉沙漠，沙的沉积约占700万平方公里。
干旱和风。
沙漠里面总是会有主导风向的，沙子在风力推动下，迎风面的沙子在风力推动下，不断的越过沙丘顶部并向下滑落，这样沙子源源不断的移动，就等于沙丘向前推移，成为移动沙丘。
加上人们滥伐森林树木，破坏草原，令土地表面我去了植物的覆盖，沙漠便因而形成。
沙漠的形成，除了干旱气候条件与滥伐森林树木，破坏草原外，还要有丰富的沙漠物质来源，它们多分布在沉积物丰厚的内陆山间盆地和剥蚀高原面上的洼地和低平地上。
沙源有来自古代或现代的各种沉积物中的细粒物质。
如中国的塔克拉玛干沙漠和古尔班通古特沙漠的沙源于古河流冲积物;腾格里沙漠、毛乌素沙漠和小腾格里沙漠的大部分沙源于古代与现代的冲积物和湖积物;塔里木河中游和库尔勒西南滑干河下游的沙漠都来自现代河流冲积物;乌兰布和沙漠和贺兰山、狼山-巴音乌拉山前地区的沙丘来源于洪积-冲积物; 鄂尔多斯中西部高地上的沙丘来源于基岩风化的残积物。
沙丘的类型沙丘的类型可以根据含沙气流结构、风力方向和含沙量的不同进行分类，也可以按照风力作用的方向和沙丘形态分布之间的关系进行分类。
沙丘主要有以下三大类：①新月形沙丘，又称横向沙丘。
平面如新月，走向与风向垂直或大于60°。
沙丘两侧有顺风向前延伸的两个尖角，高度一般在数米至十余米。
迎风坡为凸坡，较平缓，坡度约5°～20°;背风坡为凹坡，较陡，坡度约28°～34°。
其形成过程可分为：饼状沙堆阶段、盾状沙丘阶段、雏形新月形沙丘阶段和新月形沙丘形成阶段。
风沙流流经沙堆产生不同的风速变化、气压不同的分布特点，沙堆顶风速大，气压小，背风坡风速小、气压大，沙堆背风坡形成涡流，将沙子堆于沙堆背风坡的两侧，并形成背风坡两尖角之间的马蹄形小凹地，凹地继续扩大，雏形新月形沙丘形成。
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4期
董治宝等: 塔里木沙漠石油公路沿线沙丘移动规律
329
2100 m 之间, 下伏地形平坦。监测采用地形详测法, 分别于 1991 年 10 月、1992 年 10 月、1993 年 10 月进行 3 次地形详测, 绘制相应的地形图 (图 1) 进行比较分析与量算。
图 1 沙丘移动及形态变化
3 沙丘移动的基本规律
长度 (m )
8. 15 11. 48
11. 85 15. 56 12. 60 17. 78 16. 30 11. 85 11. 85 11. 11 11. 11 14. 07 20. 00 11. 11 20. 00 13. 20 20. 74 11. 11 16. 30 10. 37 22. 22 35. 93 12. 22
7
新月形沙丘
盾状沙丘→
8
新月形沙丘
表 1 监测区 8 个典型沙丘的几何特征移动情况
时间
1991 1992 1993 1991 1992 1993 1991 1992 1993 1991 1992 1993 1991 1992 1993 1991 1992 1993 1991 1992 1993 1991 1992 1993
2 沙丘移动监测方法
监测区位于轮南小区东侧 77 km , 距公路约 200 m , 面积 100 m ×100 m。样区内有 12 个完 整的沙丘和一些零星的片状积沙, 类型有雏形新月形沙丘、盾状沙丘等。 沙丘高度在 0150～
Ξ 中国“八五”攻关重大课题 作者简介: 董治宝, 男, 1966 年生, 理学博士。 主要从事土壤风蚀与风沙地貌研究。 收稿日期: 1996201226 改回日期: 1998206229 © 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
移动量 移动方向
(m )
10. 87 8. 89
SW 23° SW 42°
7. 04 4. 81
SW 27° SW 57°
4. 81 3. 33
SW 27° SW 40°
7. 04 5. 00
SW 27° SW 38°
5. 93 4. 44
SW 40° SW 33°
8. 52 6. 30
SW 26° SW 56°
SW 39° SW 27° SW 57° SW 48° SW 47° SW 37° SW 48° SW 36° SW 38° SW 45° SW 40° SW 40° 无落沙坡
SW 46° SW 58° SW 53° SW 63° SW 65° 无落沙坡
无落沙坡
SW 80°
98. 43 104. 18 78. 09 252. 84 119. 84 190. 21 62. 05 94. 15 118. 04 125. 30 55. 73 117. 93 32. 65 27. 27 24. 51 51. 30 67. 80 59. 44 48. 05 79. 07 41. 15
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330
中 国 沙 漠 18 卷
序号 沙丘类型
1
新月形沙丘
2
新月形沙丘
3
新月形沙丘
4
新月形沙丘
5
新月型沙丘
盾状沙丘→
6
新月形沙丘
第 18 卷 第 1998 年 12
4期
月
JOU
RN
A
L
中 国 沙 漠 O F D ESER T R
E
SEA
R
CH
V
o l. D
18 N o. ec. 1998
4
研究论文 (328～ 333)
塔里木沙漠石油公路沿线沙丘移动规律Ξ
董治宝 陈广庭 颜长珍 韩致文 王训民
(中国科学院兰州沙漠研究所 兰州 730000)
沙丘高度是风沙地貌形态定量分析中最重要的示量指标之一。 这是因为高度不仅反映了 风沙地貌的起伏度, 而且可以反映沙漠地貌过程时间的长短、形态发育规模的大小、形态变化 程度的大小及运动强度之强弱。进一步分析得出: 沙丘高度与宽度之间存在着稳定的线性正相 关关系, 沙丘高度与底面积及体积之间存在稳定的指数正相关关系。
关 键 词 塔里木 沙漠石油公路 沙丘几何形态参数 沙丘移动强度 分 类 (中图法) X11
1 沙漠石油公路沿线环境背景
塔里木沙漠石油公路干线北起塔里木河北约 35 km 的轮南小区, 南抵 315 国道, 全长约 519 km , 依次穿越塔里木河现代泛滥冲积平原、塔里木河古河道泛滥区、简单新月形沙丘与沙 丘链区、穹状沙山区以及高大复合型纵向沙山区等地貌单元, 于塔里木河南 4018 km 的肖塘 始进入真正的流沙区。 沿线地势南高北低, 海拔高度从塔里木河的 940 m , 依次上升至 315 国 道的 1 300 m 以上, 相对高差约 360 m。沿线沙物质主要源于昆仑山前洪积、冲积物, 塔里木河 流域冲积物。上述物质经风力吹蚀、搬运和再堆积等一系列改造过程形成了构建现代风沙地貌 的风成沙。沿线气候为典型的暖温带内陆荒漠型。年降水量少, 一般为 40 mm 左右, 但变率大。 据肖塘气象站记录, 1992 年 5 月 30 日一次降水达 2916 mm , 占年降水总量 5216 mm 的 4518%。年蒸发量在 3 000 mm 以上, 为降水量的 70 多倍。年平均温度 22～ 13℃, 年较差 37℃ 以上, 日较差超过 15℃。沙漠公路沿线植物资源贫乏, 可见植物仅 19 种, 集中分布于塔里木河 冲积平原、古河道、地下水埋深较浅的沙山间洼地和覆盖薄层风沙的盐化沙土平地上。 土壤类 型以非地带性的流动风沙土为主, 局部古河道地区有胡杨林土分布。
4 沙丘移动特征
4. 1 沙丘移动强度
观测表明, 1991 年 10 月至 1992 年 10 月间监测区内沙丘移动强度为 4181～ 10187 m , 平 均为 7129 m ; 1992 年 10 月至 1993 年 10 月间各沙丘的移动强度都有所减弱为 3133～ 8189
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7. 04 5. 19
SW 45° SW 26°
7. 04 4. 85
SW 35° SW 35°
3. 2 落沙坡方向
落沙坡是反映沙丘动力学和形态特征的又一重要指标, 在沙丘动力学分类中具有重要的 意义。 观测表明, 监测区内的沙丘仅有一个无落沙坡, 坡向在 1991 年 10 月、1992 年 10 月和 1993 年 10 月分别为 SW 48°～ 73°、SN 27°～ 60°、SW 27°～ 80°。 在不同时期, 落沙坡方向虽在总 体上顺应于主风向 N E 或 EN E, 但又具有较大的变化范围, 变化幅度在 25°～ 44°之间。这一方 面反映了监测区内沙丘发育的不成熟性, 因为风力作用下沙丘形态的发育首先表现为沙丘形 态调整, 发育成熟的简单沙丘其落沙坡基本上完全顺应主风力, 而发育不成熟的沙丘则处于频 繁的调整过程, 因而其落沙坡方向不稳定。另一方面反映出监测区沙丘群引起的局部气流场特 征对沙丘发育的影响, 因为监测区内均为发育不成熟的雏形沙丘, 对局地气流场的反映十分敏 感, 而某一沙丘周围的沙丘存在将不可避免地改变局地气流场特征。
利用 1992、1993、1994 年 3 期地形测量图分别量算不同时期沙丘的几何特征参数, 然后将 量算结果 (表 1) 进行统计分析, 得出有关沙丘移动的一些基本规律。
3. 1 沙丘几何特征参数
一个典型的发育成熟的沙丘如新月型沙丘, 其几何特征参数之间应存在较好的依赖关 系。 据研究〔1～ 3〕, 塔克拉玛干沙漠的几种典型沙丘, 如新月型沙丘、单个的复合型沙丘、红柳灌 丛沙丘的高度与宽度及长度之间均成较好的线性正相关关系。 我们对监测区内不同时期各沙 丘形态几何参数的相关分析结果表明: ① 各个时期沙丘高度与宽度、底面积、体积, 沙丘底面 积与体积之间存在着较好的稳定正相关; ② 除上述几个参数之外, 其余参数间的相关性较差, 且随着时间的推移极不稳定。 我们认为, 实际情况与理论上应具有的相关性相去甚远, 这是由 监测区内沙丘发育的不成熟性所致。风沙地貌学理论认为, 沙丘的形成与发育需具备两个基本 条件: ① 充分的沙源供应; ② 风力作用条件。 在监测时段内, 监测样区内虽具备风力作用条 件, 但没有充分的沙源供应。这可由下列事实表明: 自 1991 年 10 月至 1993 年 10 月, 监测区内 总沙量处于净损失状态, 1991 年 10 月、1992 年 10 月及 1993 年 10 月监测区内的总沙量分别 为2 874 m 3、1 569 m 3 和 1 369 m 3。 因此, 沙源供应不足限制了监测区内沙丘的正常发育。
底面积 (m 2)
110. 84 121. 26
落沙坡 方向
SW 73° SW 60°
体积 (m 3)
31. 04 31. 52
201. 92 244. 17 107. 33 421. 40 256. 79 285. 32 143. 20 194. 79 252. 95 289. 15 151. 99 221. 12 139. 92 116. 87 147. 05 139. 92 184. 91 137. 17 160. 16 215. 64 123. 46
摘 要 通过对肖塘南 2 km 试验路段 100 m ×100 m 沙丘移动监测区 1991 年 10 月、1992 年 10 月及 1993 年 10 月的 3 次详测, 总体上可以认为, 沙丘各几何形态参数间存在着较好的相关性。 但限于沙源供应不足, 沙丘发育具有不成熟性, 从而使有些沙丘几何形态参数间不存在理论上应 具有的相关性。 沙丘高度与宽度有较好的线性正相关关系, 与底面积及体积存在较好的指数正相 关关系。从而可以认为, 沙丘高度是反映沙丘形成、规模及发育程度的较好示量指征。沙丘移动方 向随主风向的改变而改变, 并与落沙坡方向有明显的不一致性。沙丘移动强度与高度、底面积成线 性负相关关系, 而与体积成指数负相关关系。 在不同时期, 上述关系可用相似的多元线性方程表 示。 沙丘前移过程中, 沙丘形态既有由不成熟到成熟的正向演变又有由成熟向不成熟的逆向演变 过程。