地貌學(xué)課件：風(fēng)成地貌及黃土地貌

風(fēng)成地貌及黃土地貌一、內(nèi)容提要掠過(guò)地表的風(fēng)是地貌發(fā)育的一種活躍的營(yíng)力，尤其是對(duì)由干燥松散的細(xì)粒物組成的地表，風(fēng)塑造地貌的效果更加顯著，干旱和半干旱地區(qū)正是這樣的典型地區(qū)。在那里日照強(qiáng)、晝夜溫差大、物理風(fēng)化盛行、降雨少而集中，風(fēng)大而頻繁，地表植被稀疏，疏松的沙質(zhì)地表裸露，極易受風(fēng)的侵蝕、搬運(yùn)和堆積等作用的影響，形成各種風(fēng)沙地貌和黃土堆積。世界上荒漠的面積約占陸地總面積的20%，我國(guó)沙漠和戈壁面積約占全國(guó)面積的11%。風(fēng)沙移動(dòng)往往淹沒(méi)農(nóng)田、村莊和道路，造成嚴(yán)重的空氣污染。一次保護(hù)生態(tài)環(huán)境、防風(fēng)固沙是一項(xiàng)非常重要而艱巨的任務(wù)。要了解風(fēng)沙地貌的形成和防風(fēng)固沙，就必須獲得風(fēng)隊(duì)地表作用的物理過(guò)程方面的必要知識(shí)。本章將介紹風(fēng)沙作用的空氣動(dòng)力學(xué)原理和風(fēng)沙流的特征，介紹主要的風(fēng)蝕地貌和風(fēng)積地貌的形態(tài)特征、形成與發(fā)育；還將介紹黃土的形成、黃土的特性和黃土地貌。二、知識(shí)結(jié)構(gòu)第六章風(fēng)成地貌及黃土地貌風(fēng)沙流風(fēng)蝕作用風(fēng)積地貌荒漠的類(lèi)型黃土地貌三、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、風(fēng)沙流的形成、特點(diǎn)和影響因素。2、正確理解風(fēng)的侵蝕作用、搬運(yùn)作用和堆積作用及其形成的風(fēng)蝕地貌和堆積地貌。3、正確理解黃土特性對(duì)黃土地貌發(fā)育的影響。四、重點(diǎn)難點(diǎn)1、風(fēng)沙流及風(fēng)沙作用；2、風(fēng)積作用與風(fēng)積地貌；3、荒漠的類(lèi)型及其形成；4、黃土特性和下覆古地形對(duì)黃土地貌發(fā)育的影響。2010年3月，沙塵暴肆虐全球。美國(guó)宇航局地球觀測(cè)項(xiàng)目組根據(jù)“Terra”衛(wèi)星3月1日到31日的觀測(cè)數(shù)據(jù)，繪制了一幅“2010年3月全球浮質(zhì)分布圖”。在3月份的大部分時(shí)間里，沙塵甚至吹越非洲的撒哈拉沙漠，聚集于大西洋上空。加勒比海地區(qū)巴巴多斯島上的一個(gè)大氣觀測(cè)站的記錄顯示，2010年3月是該島上空在過(guò)去三年中浮塵濃度最高的一個(gè)月。在中國(guó)，人們剛剛從3月份巨大的沙塵暴中走出。這場(chǎng)沙塵暴從中國(guó)內(nèi)地的戈壁大沙漠一直吹到了太平洋上空。在這幅“2010年3月全球浮質(zhì)分布圖”中，顯示了該月全球大氣中浮質(zhì)粒子的濃度。深棕色羽狀物從非洲一直向西延伸到大西洋上空，這些深棕色羽狀物就是密集分布的沙塵。在中國(guó)和東南亞等地區(qū)，也覆蓋著一片片這樣的深棕色羽狀物。濃密的大氣浮質(zhì)好似天空中密布的烏云一樣。在北方，大氣浮質(zhì)主要是沙塵，而在南方，煙霧則是產(chǎn)生高濃度大氣浮質(zhì)的罪魁禍?zhǔn)?。?月份，東南亞地區(qū)經(jīng)常發(fā)生大火，濃煙籠罩著大部分地區(qū)。1993年5月5日甘肅金昌市共死亡85人，傷264人，失蹤13人；牲畜死亡12萬(wàn)頭。1993年5月5日甘肅金昌市2004年3月29日北京市2009年4月23日2至3點(diǎn)，我國(guó)重要的沙塵策源地之一甘肅河西地區(qū)開(kāi)始出現(xiàn)沙塵天氣。截至上午10點(diǎn)半，甘肅已有6個(gè)觀測(cè)站受到沙塵天氣的影響，其中敦煌為特強(qiáng)沙塵暴，玉門(mén)、瓜洲、肅州、民勤為強(qiáng)沙塵暴。這是今年全國(guó)到目前為止最強(qiáng)的一次沙塵過(guò)程。從4月24日開(kāi)始，受北方強(qiáng)沙塵暴天氣影響，四川盆地出現(xiàn)罕見(jiàn)浮塵天氣。重慶市的銅梁、潼南、大足、合川、北碚和奉節(jié)等地4月24日也出現(xiàn)浮塵天氣。2009年4月23日甘肅敦煌出現(xiàn)特強(qiáng)沙塵暴能見(jiàn)度僅20米

2009年4月25日，被浮塵籠罩的成都市區(qū)。在成都市區(qū)，停在路邊的汽車(chē)落上了一層薄薄沙土。沙塵天氣是指強(qiáng)風(fēng)從地面卷起大量塵沙，使空氣混濁，水平能見(jiàn)度明顯下降的一種天氣現(xiàn)象。沙塵天氣分為浮塵、揚(yáng)沙、沙塵暴三類(lèi)。浮塵是由于遠(yuǎn)地或本地產(chǎn)生沙塵暴或揚(yáng)沙后，塵沙等細(xì)粒浮游空中而形成，俗稱(chēng)“落黃沙”，出現(xiàn)時(shí)遠(yuǎn)方物體呈土黃色，太陽(yáng)呈蒼白色或淡黃色，能見(jiàn)度小于10km，大致出現(xiàn)在冷空氣過(guò)境前后。揚(yáng)沙：風(fēng)將地面塵沙吹起，空氣相當(dāng)混濁，水平能見(jiàn)度在1公里到10公里之內(nèi)。沙塵暴：強(qiáng)風(fēng)將地面塵沙吹起，能見(jiàn)度明顯下降，出現(xiàn)時(shí)天空混濁、一片黃色，能見(jiàn)度小于1km。風(fēng)成地貌及黃土地貌

第一節(jié)風(fēng)沙流含沙的氣流稱(chēng)為風(fēng)沙流。

一、風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)的力學(xué)分析風(fēng)向平均床面高度

沙粒的受力F1：風(fēng)的動(dòng)應(yīng)力產(chǎn)生的力矩F2：沙粒重力產(chǎn)生的力矩

風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)條件

F1

＞F2

二、起動(dòng)風(fēng)速與起沙風(fēng)

起動(dòng)風(fēng)速是指沙粒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的臨界風(fēng)速。起沙風(fēng)是指大于起動(dòng)風(fēng)速的風(fēng)。起動(dòng)風(fēng)速與沙粒粒徑、地表性質(zhì)和沙子的含水量等因素有關(guān)。

粒徑（mm）

起動(dòng)風(fēng)速（m/s)0.10—0.254.00.25—0.505.60.5—1.06.7>1.07.1

根據(jù)拜格諾的研究，對(duì)粒徑大于0.1mm的石英顆粒來(lái)說(shuō)，沙粒的起動(dòng)風(fēng)速與粒徑的平方根成正比。1、起動(dòng)風(fēng)速與粒徑的關(guān)系2、起動(dòng)風(fēng)速與沙子含水量的關(guān)系

濕潤(rùn)能增加沙子的粘滯性，加大沙子的團(tuán)聚作用，因而要更大的起動(dòng)風(fēng)速，才能吹揚(yáng)起沙子。

粒徑

(mm)不同含水率下的沙粒的起動(dòng)風(fēng)速（m/s）干燥狀態(tài)

含水率（%）12342—19.010.812.0——1—0.56.07.09.512.0—0.5--0.254.85.87.512.0—0.25--0.1753.84.66.010.512.0

沙子的含水率與起動(dòng)風(fēng)速的關(guān)系

3、起動(dòng)風(fēng)速與地面性質(zhì)的關(guān)系

起動(dòng)風(fēng)速與地面的粗糙程度呈正比，即沙子的起動(dòng)風(fēng)速隨地面粗糙度的增大而增大。三、風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)形式與輸沙率

（一）風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)形式

1、懸移——懸浮在空氣中運(yùn)動(dòng)。主要是粒徑小于0.05mm的細(xì)小顆粒，能長(zhǎng)時(shí)間、長(zhǎng)距離懸浮運(yùn)動(dòng)。

2、躍移——跳躍式運(yùn)動(dòng)。這是沙子主要的運(yùn)動(dòng)形式。

3、蠕移——沿地面滑動(dòng)或滾動(dòng)。

風(fēng)對(duì)地表松散碎屑物搬運(yùn)的方式，以躍移為主（其含量約為70~80%），蠕移次之（約為15~20%），懸移很少（一般不超過(guò)10%）。對(duì)某一粒徑的沙粒來(lái)說(shuō)，隨著風(fēng)速的增大，可以從蠕移轉(zhuǎn)化為躍移，從躍移轉(zhuǎn)化為懸移，反之，也是一樣。

風(fēng)沙流(wind-driftsandflow)貼近地面運(yùn)動(dòng)，其搬運(yùn)的沙子絕大部分集中在離地面30厘米的高度內(nèi)，尤其集中在0~10厘米的氣流層中。小于0.05mm2~0.05mm懸移躍移蠕移風(fēng)向風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)的三種基本運(yùn)動(dòng)形式

（二）輸沙率