風(fēng)沙流的運動及結(jié)構(gòu)特點

1風(fēng)沙流的運動與結(jié)構(gòu)特點整理課件2沙粒的起動學(xué)說1.壓差起動學(xué)說2.風(fēng)壓起動學(xué)說3.沖擊起動學(xué)說4.振動起動學(xué)說5.猝發(fā)起動學(xué)說6.滑移起動學(xué)說整理課件3沙粒的啟動學(xué)說1.壓差啟動學(xué)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(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向上的壓差作用力，導(dǎo)致顆粒起動上升而離開地面整理課件4風(fēng)壓起動學(xué)說代表人：拜格諾，伊萬諾夫觀點；拜格諾通過風(fēng)洞實驗認(rèn)為，外表沙顆粒是在風(fēng)壓力直接作用下發(fā)生起動的伊萬諾夫認(rèn)為沙顆粒運動時顆粒與接觸外表的摩擦力和風(fēng)壓力不平衡時產(chǎn)生反力矩時產(chǎn)生的整理課件5沖擊起動學(xué)說拜格諾根據(jù)風(fēng)洞頂上供給時，可以降低沙面的起動流速實驗認(rèn)為，沖擊力是一個主要的起動力伊萬諾夫認(rèn)為沙粒脫離地表的主要升力是沖擊力董治寶提出質(zhì)疑整理課件6滑移起動學(xué)說整理課件7沙粒運動方式整理課件8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量加速前進(jìn)，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)那么或延長了的拋物線運動，當(dāng)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。整理課件9蠕移蠕移也叫滾動，是指粒徑0.5～2mm的較大沙粒，不能被風(fēng)吹起，只能沿地表滾動或滑動。沙?？梢栽陲L(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。蠕移沙粒的運動速度很慢，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。整理課件10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，被沖擊卷揚到空中，在氣流的推動下，隨風(fēng)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(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。整理課件11整理課件12整理課件13風(fēng)沙流運動方式圖整理課件14相互關(guān)系在風(fēng)沙運動中，躍移運動是風(fēng)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(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。風(fēng)沙運動過程中，沙粒移動的方式可以互相轉(zhuǎn)化，當(dāng)風(fēng)速增大時，躍移可變?yōu)閼乙疲湟瓶赊D(zhuǎn)變?yōu)檐S移。整理課件15風(fēng)沙流的結(jié)構(gòu)特點定義：氣流中挾帶的沙量在搬運層內(nèi)隨高度的分布狀況，稱為風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)。整理課件16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)觀測資料說明，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)沙流運動是一種貼近地面的沙子搬運現(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)。整理課件17風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)的研究整理課件18風(fēng)沙流的結(jié)構(gòu)式茲納門斯基風(fēng)洞實驗結(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，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)速的增大而增加整理課件19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，其相對衰減率隨風(fēng)速和沙粒粒徑的增大而減小