土壤风蚀与植被防护研究
植被覆盖对土地风蚀的影响分析
植被覆盖对土地风蚀的影响分析植被是地球上最重要的生态系统之一，发挥着至关重要的作用。
植被对于土地风蚀的影响不可低估。
本文将分析植被覆盖对土地风蚀的影响，并探讨相关措施以减轻土地风蚀的风险。
植被覆盖是土地风蚀的重要防护措施之一。
植被通过根系牢固地固定土壤颗粒，使其不易被风吹走。
同时，植被的茂密程度也能够减缓风速，降低土壤表面的风力冲击。
这种形式的风力冲击缩小，从而减少了土壤风蚀的发生。
青藏高原等地的典型例子表明，植被的稀缺让该地区土地风蚀问题严重，而在其他地区，植被茂盛的地方则很少出现土地风蚀的情况。
植被覆盖还对土地风蚀的水文循环起着重要的影响。
植被通过蒸腾作用从土壤中吸收水分，并通过叶片的尖端释放出来。
这个过程会增加土壤的湿度，并改变土层中的温度。
湿度较高的土壤更加凝聚，使土壤颗粒之间黏合力增强，阻止了土壤风蚀的发生。
此外，植被根系的作用还能够增加土壤的透水性，提高了土壤的水资源利用效率，促进水分的渗透和储存。
植被对土壤中水分的调节能力减缓了土壤风蚀的速度。
除了植被对土地风蚀的实际影响之外，植被覆盖还存在一种微生态作用。
植被可以提供栖息地和食物来源，吸引了大量的昆虫和其他小动物。
这些生物活动和存在与维护了土壤的生物多样性和动态平衡，起到了巨大的生态作用。
一旦植被覆盖不足，小动物数量减少，将导致土壤中生态链的断裂和功能退化，进一步削弱了土地的保护能力。
尽管植被对土地风蚀的影响非常重要，但现实中常常出现植被退化的情况。
过度的人为活动、过度放牧、林地砍伐以及气候变化等原因都导致植被覆盖的破坏。
这样的情况进一步加速了土地的风蚀。
因此，为了减轻土地风蚀的风险，我们需要采取一系列的措施来改善植被覆盖状况。
首先，国家和地方政府应该加强对于土地资源的保护和管理。
通过制定合理的土地利用政策，限制过度放牧和过度砍伐等行为，鼓励植被的自然恢复。
其次，应该加大对于植被保护的宣传教育力度，提高社会各界对于植被的保护意识。
植被变化对土壤侵蚀的影响
植被变化对土壤侵蚀的影响土壤是地球上最宝贵的资源之一，它可以提供养分和水分供植物生长，并保持生态平衡。
然而，随着人类活动的增多，植被的变化对土壤侵蚀产生了巨大的影响。
在这篇文章中，我们将探讨植被变化对土壤侵蚀的影响，以及一些应对和解决土壤侵蚀问题的方法。
首先，植被在防止土壤侵蚀中起着重要的作用。
密集的植被可以通过减缓水流速度来降低土壤侵蚀的风险。
当雨水直接打在裸露的土壤上时，水流会迅速冲刷土壤表面，导致土壤流失。
然而，当地有丰富的植被覆盖时，植物的根系可以锚定土壤，并吸收击打在地面上的雨水。
同时，植物的茂密枝叶可以形成层次结构，使得降雨被更均匀地分散在土壤表面上，减少了侵蚀的可能性。
植被的密度和多样性也对土壤侵蚀的发生有重要影响。
研究表明，生长在草地上的植物和灌木比生长在森林中的植物更能有效地减少土壤侵蚀。
这是因为草地和灌木可以形成连续不断的密集根系，这些根系可以更好地保护土壤并减缓水流速度。
而在森林中，树木根系相对较少且更分散，因此对土壤侵蚀的控制能力较弱。
另外，植被多样性也可以提高土壤稳定性。
当植物群落中有多种不同类型的植物时，不同植物的根系可以交错在一起，形成更坚固和稳定的土壤结构，从而减少土壤流失的风险。
然而，随着人类活动的不断扩张，植被的覆盖范围和密度正在不断减少，这对土壤侵蚀产生了负面影响。
过度的市区化和工业化导致了大量的土地开垦，草地和森林逐渐被人类活动取代。
在这些被破坏的区域，植被恢复的机会变得非常有限，这进一步加剧了土壤侵蚀的问题。
此外，全球气候变化也对植被和土壤侵蚀产生了一定的影响。
气候变暖和极端天气事件的增加可能导致植被的凋落和退化，进一步削弱了土壤的保护能力。
这使得土壤更加容易受到侵蚀和水文循环的破坏。
为了应对土壤侵蚀问题，我们需要采取措施保护和恢复植被。
首先，应避免过度开发土地，保护原始的草地和森林覆盖。
其次，要加强植被恢复工程，通过人工种植植物或进行植栽，恢复土地的植被覆盖。
土木工程中的土壤侵蚀与防治技术
土木工程中的土壤侵蚀与防治技术土壤侵蚀是指自然力或人类活动导致土壤表面物质的逐渐剥蚀的过程。
在土木工程中，土壤侵蚀是一个常见的问题，对工程的稳定性和可持续性产生重要影响。
因此，采取有效的土壤侵蚀防治技术是土木工程中的一项重要任务。
一、土壤侵蚀的危害土壤侵蚀会导致土壤的流失和破坏，对土地的肥力和可持续利用能力造成严重影响。
另外，土壤侵蚀还会导致水源的污染和水土流失，增加洪涝灾害的风险。
此外，在土木工程中，土壤侵蚀也会破坏工程基础的稳定性，给工程施工和使用带来许多问题。
二、土壤侵蚀的类型主要的土壤侵蚀类型包括：风蚀、水蚀和冻蚀。
风蚀是指风力将土壤颗粒吹动，导致土壤的流失。
水蚀是指水流冲刷土壤表面，使土壤流失。
冻蚀是指冻结和解冻过程中的冰的膨胀和收缩作用使土壤破坏。
三、土壤侵蚀的防治技术1. 植被覆盖植被覆盖是土壤侵蚀防治的常见方法。
适当的植被能够减缓风速和水流速度，增加土壤的抗风蚀和抗水蚀能力。
因此，在土木工程中，可以采取植被恢复或种植苗木等措施来增加植被覆盖率，降低土壤侵蚀风险。
2. 建立防护结构在易发生土壤侵蚀的区域，可以建立各种形式的防护结构来防止土壤流失。
比如，在水蚀区域，可以设置保护性的堤坝和沟渠，以减缓水流速度。
在风蚀区域，可以建立风档来减少风力对土壤的侵蚀。
采取这些防护结构可以有效地保护工程基础和土壤。
3. 合理排水合理的排水系统可以帮助减少土壤侵蚀。
通过排水系统能够有效地控制水分流失和土壤流失的程度。
在土木工程中，合理设计和建设排水系统，包括排水沟和排水管道等，能够有效地减少土壤侵蚀的风险。
4. 土壤保持措施为了防止土壤侵蚀，我们还可以采取一些土壤保持措施，比如搭建护坡、铺设覆盖物等。
这些措施能够增加土壤的抗风蚀和抗水蚀能力，减少土壤侵蚀的发生。
5. 科学施工管理在土木工程建设阶段，科学合理的施工管理也对减少土壤侵蚀至关重要。
通过规范的施工操作和科学的土壤运输控制，能够减轻土壤侵蚀的风险。
土地保护与防治土壤风蚀的措施
土地保护与防治土壤风蚀的措施土地保护与防治土壤风蚀的措施是保护和改善地表土壤的物理、化学和生物性质，以防止土壤侵蚀和风蚀造成的资源损失和环境破坏。
针对土地保护与防治土壤风蚀，我们可以采取以下措施：一、加强土地利用规划土地利用规划是保护和管理土地资源的基础，要合理安排土地利用结构，避免大面积的裸露土地和低覆盖度的植被。
对于易风蚀区域，要严格限制农业、工业和城市发展，尽量减少耕地面积，加大退耕还林还草力度，实施植被恢复工程，增加植被覆盖度，减少土壤风蚀的可能性。
二、改善土壤结构土壤结构的改善是防治土壤风蚀的重要环节。
土壤结构优良的土壤能够保持较好的团结力和抗风蚀能力。
因此，可以通过添加有机肥料、改善土壤通透性等措施来改善土壤结构，增加土壤的持水性和抗风蚀性。
三、采取植被措施植被是防治土壤风蚀的有效手段，能够起到保持土壤的固结性、减缓表层水分的蒸发和减少风速的作用。
因此，在易风蚀区域，可以采取植被恢复和保护的措施，例如大面积植树造林、草地建设以及土地轮作等，将裸露土地转为植被覆盖的土地。
四、合理施肥和耕作措施合理施肥和耕作措施是保护土壤的重要措施。
过量施肥会造成土壤酸碱度、盐分等的变化，破坏土壤结构，使其易于风蚀。
因此，在耕作过程中，要根据土壤特性和作物需求，合理施肥和选用科学的耕作方式，减少地力耗损，提高土壤质量。
五、加强水土保持措施水土保持是防治土壤风蚀的重要措施。
通过构筑沟渠、建设水土保持设施、修建防护林带等，能够减少表层土壤的流失和风蚀。
此外，还可以采取防护性耕作措施，例如山垄种植等，来保护土壤和作物。
六、科学管理和监测科学的土地管理和监测是有效防治土壤风蚀的必要手段。
通过建立土壤监测站点，实时监测土壤质地、湿度、风速等指标，了解土壤风蚀的发展状态和趋势。
在土地管理方面，要加强对土地利用和土壤风蚀控制技术的培训和宣传，提高农民和相关从业人员的土地保护意识和能力。
综上所述，土地保护与防治土壤风蚀的措施包括加强土地利用规划、改善土壤结构、采取植被措施、合理施肥和耕作、加强水土保持措施以及科学管理和监测。
风蚀发生机理及其防治技术
风蚀发生机理及其防治技术【摘要】风蚀是一种自然地表过程，常常导致土壤流失和植被脱落。
本文旨在探讨风蚀的发生机理及其防治技术。
风蚀的影响因素包括地表植被覆盖情况、地形地貌、气候条件等。
风蚀的形成过程主要包括风力吹袭、土壤颗粒运动、沙尘飞扬等。
风蚀的危害不仅包括土壤侵蚀和水资源流失，还可能导致植被破坏和生态系统恶化。
为了有效防治风蚀，可采取种植固沙植物、建设风蚀地带、搭建遮挡屏障等技术手段。
这些措施有助于减轻风蚀造成的损害，保护地表土壤和植被资源。
了解风蚀的发生机理及采取相应的防治技术对抵御自然灾害、保护生态环境具有重要意义。
希望本文的研究成果能够为风蚀防治提供参考和借鉴。
【关键词】风蚀、影响因素、形成过程、危害、防治技术、总结1. 引言1.1 风蚀发生机理及其防治技术概述风蚀是一种自然现象，指的是在风力作用下，地表的土壤、岩石等物质被风力剥蚀的过程。
风蚀在全球范围内广泛存在，并且对生态环境和人类生活都有着重要的影响。
了解风蚀的发生机理及其防治技术，对于减轻其危害、保护生态环境具有重要意义。
风蚀的发生机理主要与风力、土壤类型、地形地貌等因素有关。
风力的大小和方向直接影响着风蚀的发生和发展过程，同时土壤的稳定性和风蚀抵抗力也是决定风蚀程度的重要因素。
地形地貌的起伏不平和植被覆盖情况也会对风蚀造成影响。
为了防治风蚀，需要从源头上控制和减轻风蚀的发生。
采取合理的土地管理措施，保持土壤的固定和保护植被，是有效防治风蚀的重要措施。
加强土地植被恢复、建立防风固沙林带、修建风蚀治理设施等措施也能有效减轻风蚀的危害。
了解风蚀的发生机理及其防治技术对于减轻其危害、保护生态环境有着重要的意义。
通过科学的研究和合理的管理措施，可以有效地防治风蚀，实现可持续发展和生态平衡。
2. 正文2.1 风蚀的影响因素风蚀是指由风力作用造成地表物质的侵蚀和迁移。
在自然界中，风蚀是一种普遍的地表侵蚀方式，其发生受多种因素影响。
气候条件是影响风蚀的重要因素之一。
风蚀防治措施
风蚀防治措施一、前言风蚀是指在风力作用下，地表物质被风吹走或被风力侵蚀而形成的一种自然现象。
风蚀对土地资源的破坏程度很大，不仅会影响土壤质量，还会导致水土流失等问题。
因此，采取有效的防治措施是非常必要的。
二、预防措施1. 植树造林植树造林是最常见也是最有效的预防措施之一。
植树能够抵挡风沙，减少水土流失，并且能够为生态系统提供更多的氧气和水源。
2. 覆盖保护层在裸露地表覆盖上一层保护层能够有效地减少风蚀。
例如，在农田中可以使用秸秆、稻草等物料覆盖在田间，可以减少水分挥发和泥沙流失；在荒漠化区域中可以使用石头、沙子等物料覆盖在地表。
3. 土壤改良土壤改良是通过添加有机肥料、石灰等物质来改善土壤的结构和质量，从而减少土壤的侵蚀。
此外，还可以通过种植适应性强的植物来改善土壤质量。
4. 建设防风林带建设防风林带能够有效地抵挡风沙，减少水土流失，并且为生态系统提供更多的氧气和水源。
在建设防风林带时，需要选择适宜的树种和密度，同时注意保护生态环境。
三、治理措施1. 沙化区域固沙造林在沙化区域中，可以通过固沙造林来治理风蚀。
这种方法需要选择适宜的树种和密度，并且要注意合理安排绿化面积和间隔距离。
2. 河道治理河道治理是一项非常重要的措施，在治理过程中可以采用加强堤坝、清淤等方法来减少水土流失和侵蚀。
3. 科学耕作在农业生产中，需要采用科学合理的耕作方式。
例如，在耕作时要避免过度翻耕、过度施肥等行为，以减少土壤侵蚀。
4. 建设防护设施在风蚀严重的地区，可以建设防护设施来减少风沙的侵蚀。
例如，在公路、铁路等交通要道上可以建设防护墙、挡板等设施。
四、结论风蚀是一种非常普遍的自然现象，对土地资源造成了很大的破坏。
因此，采取有效的防治措施非常必要。
预防措施包括植树造林、覆盖保护层、土壤改良和建设防风林带；治理措施包括沙化区域固沙造林、河道治理、科学耕作和建设防护设施。
通过采取这些措施，可以有效地减少风蚀对土地资源造成的破坏。
防治土壤侵蚀的措施
防治土壤侵蚀的措施概述土壤侵蚀是指水流、风力或人类活动等因素导致土壤排泄、移动和堆积的过程。
它对农田、生态环境等产生了负面影响。
为了保护土壤资源和维护生态平衡，需要采取一系列的防治措施。
本文将介绍一些常见的防治土壤侵蚀的措施。
植被保护植被保护是一种有效的土壤侵蚀防治措施。
通过种植树木、草坪等植被，可以减少土壤暴露在水流和风力中的时间，从而减少土壤的侵蚀。
同时，植被的根系能够固定土壤，增加土壤的稳定性。
因此，植被保护是防治土壤侵蚀的基础措施之一。
水土保持水土保持是一种综合施策，旨在减缓水流速度、降低水流能量，从而减少土壤侵蚀。
以下是一些常见的水土保持措施：坡面保护在坡地上修建梯田或植被覆盖，可以有效减缓水流速度，并减少水流对土壤的冲刷和侵蚀。
另外，还可以建造沟渠，引导坡面径流，减少其对土壤的冲刷。
河道整治对于容易发生冲刷和淤积的河道，需要采取整治措施。
可以通过加固河道的岸坡、挖深并加宽河道等方式，减少水流对土壤的冲刷和侵蚀。
铺设覆土在农田或道路施工时，可以采取铺设覆土的方式，将土壤覆盖在裸露地面上，从而减少土壤的侵蚀和水流冲刷。
合理农田管理农田是容易发生土壤侵蚀的地点之一，因此，合理的农田管理对于防治土壤侵蚀非常重要。
以下是一些常见的合理农田管理措施：保持耕地的覆盖耕地在农作物种植季节之外的时候容易暴露在水流中，导致土壤侵蚀。
因此，可以采取保持耕地覆盖的措施，例如种植绿肥、覆盖耕地等，来减少土壤的暴露。
合理施肥过量的化肥施用会导致农田土壤肥力失调，从而影响植物的生长和土壤的稳定性。
合理施肥能够维持土壤的肥力，减少植物的死亡和土壤的侵蚀。
防止农田的水土流失农田的水土流失是导致土壤侵蚀的主要原因之一。
因此，需要采取措施来减少土壤的流失。
例如，可以修建沟渠、梯田等，来减缓水流速度、降低水流能量，减少土壤的侵蚀。
政策法规和教育宣传政策法规和教育宣传在防治土壤侵蚀中起着重要的作用。
政府可以制定相关的政策和法规，加强土壤侵蚀防治的管理和监督。
土木工程中的土壤侵蚀与保护
土木工程中的土壤侵蚀与保护土壤是地球上最重要的自然资源之一，对于土木工程来说，土壤的质量和稳定性至关重要。
然而，土壤侵蚀却是一个严重的问题，会对土木工程的安全性和可持续性造成威胁。
本文将探讨土木工程中的土壤侵蚀问题，并介绍一些常见的土壤保护方法。
一、土壤侵蚀的原因土壤侵蚀是指土壤表层因水流、风力等因素的作用下，逐渐剥离、侵蚀和流失的过程。
它是一个复杂的自然现象，通常由以下因素引起：1. 降雨和径流：强降雨会导致土壤表面的冲刷，使土壤流失更加严重。
特别是在没有植被覆盖的区域，水流更容易将土壤冲刷走。
2. 风力：高风速会将土壤中的颗粒物带走，造成风蚀。
风蚀主要在干旱地区和贫瘠土壤的地区发生。
3. 人为活动：清理施工现场时使用的机械设备、过度开垦土地和不合理的土地使用等人为活动也是土壤侵蚀的原因之一。
二、土壤侵蚀对土木工程的影响土壤侵蚀对土木工程有着直接和间接的影响，主要包括以下几个方面：1. 基础稳定性下降：土壤侵蚀会剥离和流失土壤表面的土壤层，导致土壤基础的稳定性下降。
这会对建筑物、桥梁和道路的稳定性产生负面影响，甚至可能引起结构损坏或坍塌。
2. 水资源污染：土壤侵蚀导致土壤中的养分和农药等污染物流入水体，污染水资源。
这不仅对人类健康构成威胁，也会破坏水生态系统的平衡。
3. 生态系统丧失：土壤侵蚀破坏了植被覆盖，影响了生物多样性和生态系统的稳定性。
失去了保护性植被的土地很容易受到进一步的侵蚀，从而形成恶性循环。
三、土壤保护措施为了减少土壤侵蚀对土木工程的不利影响，我们需要采取一系列的土壤保护措施。
以下是一些常见的土壤保护方法：1. 植被覆盖：植被起到保护土壤的重要作用。
种植草坪、树木和灌木可以降低风速和水流的冲击力，减少土壤侵蚀的可能性。
2. 构造性保护措施：通过利用护岸、石墙和挡土墙等结构来防止土壤流失。
这些结构可以减缓水流速度和风速，从而减少土壤侵蚀的风险。
3. 合理耕种：采取合理的耕种措施，如保持土壤覆盖、轮作和梯田的建设等，可以减少土壤侵蚀。
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土壤风蚀与植被防护研究3王晓东,岳德鹏,刘永兵(北京林业大学资环学院,北京100083)摘要:在收集总结国内外土壤风蚀与植被防护相关研究文献的基础上,从土壤风蚀原理、风蚀影响因素、风蚀预报模型、土壤风蚀容忍量、植被覆盖防风蚀效应等方面评述了国内外土壤风蚀与植被防护的研究现况,据此指出了研究中存在的问题,提出了今后的研究方向。
关键词:土壤风蚀;植被防护;研究综述中图分类号:S714 文献标识码:A 文章编号:1672-8246(2005)02-0108-05A Rev i ew of the Research on So il W i n d Erosi on and Veget a ti on Preven ti onWANG Xiao2dong,Y UE De2peng,L I U Yong2bing(College of Res ources and Envir onment,Beijing Forestry University,Beijing100083,China)Abstract:Based on the research documents about s oil wind er osi on and vegetati on p reventi on at home and abr oad, current situati on of the research on s oil wind er osi on and vegetati on p reventi on at home and abr oad was discussed in the res pects of p rinci p le of s oil wind er osi on,affecting fact ors of wind er osi on,p redicti on model of wind er osi on, s oil wind er osi on t olerance and the effect of the p reventi on of wind er osi on thr ough vegetati onal cover.According t o these,the p r oble m s that exist in the researches were found and the research directi on of s oil wind er osi on and vege2 tati on p reventi on in future was given.Key words:s oil wind er osi on;vegetati on p reventi on;revie w of the research 土壤风蚀(Soil W ind Er osi on)是指土壤及其母质在风力作用下剥蚀、分选、搬运的过程,其实质是气流或气固两相流对地表物质的吹蚀和磨蚀塑造地球景观的一个基本地貌过程,也是干旱和半干旱地区形成风沙流、沙漠化与沙尘暴灾害的首要环节(吴正,1987)[1]。
土壤风蚀已成为一个全球性的环境问题,严重的土壤风蚀给当地带来很大的危害(陈渭南等,1994)[2]。
据统计,风蚀造成的土地退化面积达到5105×106k m2,占全球退化土地面积的4614%。
我国西北土壤风蚀的面积已经占其国土面积的1/2以上,严重地制约着这些地区社会经济的发展。
在收集国内外相关研究资料的基础上,本文就土壤风蚀以及防护效益研究的状况进行了系统地评述,旨在为我国西北地区生态环境建设提供理论与方法。
1 土壤风蚀原理的研究成果土壤风蚀原理的研究内容主要包括:风沙受力起动机制、沙粒起动风速、风沙运动方式、风沙流结构、风沙运移模型等(史培军等,2002)[3]。
现除风沙运动方式之外,对其他4方面的研究成果进行综述。
111 沙粒受力起动机制20世纪30年代,国外对风蚀沙粒受力起动机制的研究开始有了较大进展,实现了定性描述到定量研究的飞跃。
Chep il W1S1(1945)和兹纳门斯基A1И1(1958)等认为,由于地表沙粒上下存在 第34卷 第2期 2005年6月 西 部 林 业 科 学Journal of W est China Forestry ScienceVol134 No12 June12005 3收稿日期:2004-11-13 基金项目:国家十五科技攻关课题(2002BA517A14),北京市自然基金重点项目(8011003)之一研究内容。
第一作者简介:王晓东(1981-),男,山西朔州人,硕士研究生,主要从事水土保持研究。
着风速差,沙粒表面受到的压力相对较小,从而使沙粒受到一个向上的压力差作用力,导致沙粒有可能离开地面,这就是压差起动说[4,5];Bagnold (1941)和伊万诺夫(1963、1972)提出的风沙风压起动说认为:沙粒运动是在颗粒与接触表面的摩擦力和(风的)正压力不平衡产生翻倒力矩时发生,伊万诺夫(1963)认为决定沙粒脱离地表的升力主要是冲击力,经过计算表明,冲击力可以超过重力的几十倍到几百倍[6]。
国内有关沙粒受力起动机制的研究是从20世纪50年代开始的。
利用摄影技术,观测了沙粒的受力过程,并对其受力进行了概率计算;同时还观测了各个沙粒的运动轨道、速度、角度等,建立了不同运动阶段的力学数学模型(凌裕泉等,1980;贺大良等,1988;刘贤万等,1995;邹学勇等,1992;董治宝等,1995)。
以上述研究为基础建立了风沙物理学[7～11],从而使风蚀研究进入到动力学研究阶段。
112 沙粒起动风速有关沙粒的起动风速,是先由Bagnold 提出了流体起动风速和冲击起动风速的概念。
Bagnold 所提出的起沙风速理论公式为:V t =5175A gdp s -p p l og yk,(2-1)。
式中:V t 为任意点高度y 处的起沙风速;A 为风力作用系数;p s 、p 分别为沙粒和空气的密度;d 为沙粒粒径;y 为任意点高度;k 为粗糙度。
此理论公式使之实现了对起沙风速的计算[12～14]。
还有学者对影响起动风速的因素进行了细致的研究。
对均匀粒径沙和不同粒度参数混合沙的起动风速测定结果表明:起动风速大小取决于粒径或平均粒径;在粒径和平均粒径相当的情况下,混合沙的起动风速较小;风沙土在含水率小于10%的范围内,沙粒起动风速随含水率呈线性增大(董治宝,1995;黄富祥等,2001)[11,15]。
113 风沙流结构气流中所搬运的沙子在搬运层内随高度的分布特征,称为风沙流结构。
由于沙粒运动方式和沙粒粒径的不同,造成了气流中含沙量在距地表不同高度的密度差异。
许多学者在野外或实验室对风沙流结构进行了研究。
Zingg,A 1W 1(1953)通过沙丘的级配沙进行风洞试验,确定了床面以上输沙率随高度变化的函数关系式:Q z =(b z +a)1n ,(2-2)。
式中:Q z 是高程z 的输沙率(g/m in ・c m );b 为随沙粒粒径和剪切力而变化的常数;n 为指数;a 为参考高度。
在研究表现地表0～10c m 高度风沙流结构的公式时,兹纳门斯基A 1И1将0～10c m 高度内的沙子分为3层,即:0～1c m 、1～2c m 、2～10c m ,并依据试验总结出每层沙子的分布特点,提出了采用S =Q max / Q 的比值作为风沙流结构数,Q max 指气流中0～1c m 层的输沙量,同时利用S 值判断风蚀的方向性[5]。
为了进一步说明风沙流的结构特征与吹蚀、搬运和堆积的关系,我国学者吴正、凌裕泉(1987)提出了风沙流结构特征值为λ=Q 2～10/Q 0～1。
式中Q 0-1为0～1c m 高度气流层的输沙量,Q 2-10为2～10c m 高度气流层内搬运的沙量,而利用λ值来判断风沙流的状态[1]。
马世威、高永(1987)对0～10c m 垂直高度层内沙量的分布及变化进行了定性和定量分析,并在此基础上,归纳总结出风沙流结构的三定律。
应用结构式可以很方便地判断地表的蚀积搬运状况,直观反映了风沙流结构的特征。
114 风沙运移模型气流在单位时间内在单位面积上所搬运的沙量就叫输沙率。
输沙率是衡量沙区沙害程度的主要指标之一,也是防沙工程设计的主要依据,只有准确确定输沙率才能采取有效地控制风沙危害的措施。
输沙率模型最经典的是Bagnold 基于风洞试验建立的输沙模型:q =B (u -u 3)3,(2-3)。
式中:q 表示风蚀输沙率;B 为实验常数;u 为一定高度处实际观测的风速;u 3表示此高度的沙粒起动风速[13,14,16]。
Bagnold 的风力输沙率是以动量改变为基础的,其从理论上探讨了风力输沙。
基于Bagnold 的输沙模型,W ass on &Nanninga (1996)考虑到植被对输沙率的影响,提出:当下垫面有植被覆盖时,其对应的模型就变为:q =B 〔uf(c )-u 3〕3。
此模型主要表达了植被能降低风蚀风速的思路。
根据植被能增大起沙风速的思路又建立了另一种模型:q =B 〔u -u 3g (c )〕3。
以上两位学者都是通过大量的风洞实验而得出模型的。
前苏联学者伊万诺夫从理论上导出了输沙率的公式:Q =012(1-cos δ・μ-sin δ)〔K (tgα+μ)〕2(V 110-411)4cosδ-ay/g ,式中:μ为沙粒同地面的摩擦系数;δ为沙面与水平面的交角;V 110为距地表1m 高度处的风速;ay 为沙粒旋转产生的加速度;α为沙粒与沙平面的碰撞角;K 为碰撞恢复系数。
伊万诺夫的输沙率公式虽然考虑的因素比较全面,但在实际运用中有些系901 第2期 王晓东等:土壤风蚀与植被防护研究数无法确定,因此不易通用[19]。
国内刘振兴(1960)利用空气动力学提出了较为全面的输沙量模型,而更多的学者则根据各种实验观测资料建立了适用于当地的输沙量经验模型(韩致文,1993;贺大良,1993;董治宝等,1995;黄福详等,2001)[8,17,15]。
2 风蚀影响因素的研究状况211 气象因素气象因素对风蚀的影响主要表现在通过风力、风速、降水等因子的综合作用上。
土壤风蚀研究者的先驱Chep il W S等(1962)最早提出了风蚀气候指数的计算方法,并将其用于风蚀方程(W E Q)中[18]。
Skidmore(1986)根据风力强度的概率分布,提出了另一种风蚀气候指数的计算方法,以此提高了估算的精确度[19]。
董玉祥等(1994)采用联合国制定的风蚀气候指数公式,计算了我国干旱、半干旱地区的风蚀气候指数,并计算出我国北方干旱半干旱地区年风蚀因子C值。