风速对海岸风沙流中不同粒径沙粒垂向分布的影响

 选择河北昌黎黄金海岸状态自然、规模高大、形态典型的海岸横向沙脊,野外实地观测不同风速下海岸沙丘表面风沙流中不同粒径组沙粒垂向分布的变化。结果表明,随着风速的增大,海岸横向沙脊表面不同粒径组的沙粒在距地表60 cm高度内输沙量的垂向分布呈现出了不同的变化特点,其中粗沙的总输沙量减少,但中沙和细沙增加,在不同高度层内的变化亦不一致;相对输沙量基本呈现为下层减少、中层增加或基本持平、上层减少的变化特点,但各个变化层位的高度不一;垂向分布模式,粗沙转变为典型负幂函数分布,中沙由负幂函数转变为指数函数,细沙则为典型的指数函数布模式。究其原因,主要应与不同风速气流的携沙极限、随风速增大增加了沙粒的搬运高度以及不同粒径组沙粒的主导运动方式有关。     

风沙流中沙粒冲击速度的分布函数

根据风沙流通量和速度随高度的变化推导出了风沙流中沙粒冲击速度的分布函数,与以往建立的风沙流中起跃沙粒垂直初速度的分布函数稍有不同。用最新引进的粒子动态分析仪对53000多个沙粒冲击速度的风洞验证结果表明,所建立的冲击速度的分布函数与风洞实验结果吻合得相当好,80％以上的拟合相关系数大于0.95。     

垂向分布粘性流中的球体绕流解

研究Ｓｔｏｋｅｓ球体在具有垂向分布粘性流中的球体绕流解，求得球面的应力分布，可用于泥沙运动力学中三维水流挟沙问题的研究。     

波浪剩余动量流垂向分布研究

将垂向考察区域分为波谷以下部分、波谷至平均水面部分以及平均水面以上部分,应用线性波理论,分段推求波浪剩余动量流沿水深分布函数.建立任意波向角时波浪剩余动量流各分量的计算表达式,给出深水及浅水条件下的渐近表达式,探研波浪剩余动量流的垂向分布情况.取波向角为30°分别计算深水、过渡水深及浅水条件下波浪剩余动量流的垂向分布.结果表明:波浪剩余动量流各分量沿水深并非均匀分布,而且各分量分布情况不尽相同;从波面到海底,存在反向变化的现象;浅水条件下,波谷以下部分所占比例相当可观.计算成果与实测资料和研究分析结果是一致的.     

福建东部海岸风沙流结构特征及沙害防治对策

针对福建长乐东部海岸风沙活动地区,观测海滩、半固定沙丘、植被固定沙丘不同地貌单元的风沙流输沙量,捕集不同高度输沙样品,据此分析研究区不同地貌的风沙流的结构特征值λ.结果表明:在海滩后缘,风沙流的中细粒沙质量分数从底层向上呈减小趋势,而粉沙沙粒的质量分数从底层向上呈增大的趋势.在活化沙丘顶部,风沙流中的中细粒沙质量分数随高度的变化无明显规律,而粉沙沙粒的质量分数从底层向上呈缓慢增大趋势.在固定沙丘顶部,中沙质量分数随高度的变化平缓,而细沙质量分数从底层向上呈缓慢减小趋势.这种风沙流结构特征,适合采用竹栅栏、马鞍腾、单叶蔓荆、滨刺麦和木麻黄树等多级防沙组合体系.     

风沙流中沙粒速度分布的实验研究

采用相位多普勒粒子分析仪（phase Doppler particle analyzer,PDPA）测量了风沙两相流动中沙床面上沙粒碰撞和起跳速度概率分布以及不同高度处沙粒速度概率分布．结果表明,沙床面上沙粒碰撞和起跳速度概率分布均可用对数正态分布函数描述,碰撞和起跳角度均可用指数分布函数描述．沙粒平均碰撞角度为28°-39°,平均起跳角度为30°～44°,平均起跳速度为平均碰撞速度的0．81～0．9倍,向后碰撞沙粒占总碰撞沙粒的比例为0．05～0．11,向后起跳沙粒占总起跳沙粒的比例为0．04—0．13．沙粒水平速度概率分布在4mm高度处表现为正偏斜类型,在20mm高度处沙粒水平速度的变化范围更加广泛,在80mm高度处沙粒水平速度变化范围小于20mm高度处的变化范围．沙粒垂直速度概率分布在不同高度处均可表示为正态分布函数．     

河北昌黎海岸沙丘粒度参数特征的风沙环境意义

海岸带的风沙活动规律是沙质海岸演变研究的重要内容。文章以中国温带季风区昌黎翡翠岛沙丘海岸作为研究区,对不同地貌单元表层沙粒度参数及其反映的风动力时空变化特征进行系统分析。在此基础上,以风沙沉积剖面的OSL年龄作为时间标尺,以风成沙平均粒径作为风力强度的代用指标,提取海岸风沙沉积记录的风力强度变化序列,为海岸风沙治理及保护管理提供科学依据。结果表明:(1)研究区沙丘沙具有典型的风成沙特征,表层沙样以横向沙脊沙平均粒径最大,而横向沙脊表层沙样又具有自丘顶向两侧坡脚粗化的趋势,分选程度由迎风坡向背风坡逐渐变好;(2)各个探坑剖面的粒度参数均呈现出较为明显的波动变化,其中丘间地剖面粒度参数变化幅度整体上大于横向沙脊剖面;(3)近200 a来,海岸风沙平均粒径指示的冬季风盛衰变化历史可以划分为1760—1820 AD(冬季风强度整体较弱)、1821—1900 AD(冬季风相对强盛)和1901AD至今(冬季风活动波动减弱)三个阶段。     

福建漳浦六鳌半岛海岸沙丘记录的风沙气候变化

对福建漳浦六鳌半岛海岸沙丘剖面(CDS)进行了粒度特征和成因判别分析,并以海岸线演变历史地图和CDS剖面在采样海岸沙丘上部位置为依据,初步建立了剖面的时间标尺,以代表海岸带风力作用的敏感粒度组分为主要指标,结合研究区其他记录的综合对比分析,讨论了福建东南沿海大约500a以来的气候环境演变.结果表明：(1)CDS剖面是以风力作用为主兼有生物成壤作用、波浪作用的多重影响形成的海岸沙丘沉积;(2)剖面中的多个黑色植物碳屑和根系层,可能反映了海岸带风力作用间歇性减弱、海岸沙丘固定的成壤期;(3)海岸沙丘沉积中指代风力作用的敏感粒度组分变化,可能记录了小冰期中福建东南沿海的3个冷期.     

感潮河流沉积物中溶解氧对硝化细菌垂向分布的影响*

该文以污染严重的珠江广州河段为研究对象,分析了感潮河段沉积物中的理化性质（机械组成、碳氮、溶解氧）和硝化细菌数量的垂向分布,并利用当地菌种,设计溶解氧浓度梯度培养硝化细菌,探讨溶解氧对硝化细菌的影响。结果表明,沉积物中的溶解氧在0～10 cm间由0.26 mg/L降低到0.02 mg/L,这主要与粉砂为主的机械组成和底栖动物的活动有关;沉积物中的硝化细菌主要受溶解氧浓度的影响,室内培养与野外实验结果对照显示,沉积物中的硝化细菌在低溶解氧条件下处于抑制状态,并导致氨氮的积累;在溶解氧浓度低于0.03 mg/L时氨氧化细菌的数量比亚硝酸氧化细菌高。     

混合粒径风沙流情况下的一种沙粒起跃速度概率密度函数

基于离散单元法,在生成按腾格里沙漠自然沙粒径分布的模拟沙床后,模拟了以具有相应粒径分布的实际风沙流的冲击速度冲击沙床面的粒一床碰撞过程,得到了沙粒起跃的水平和垂向速度及其合速度以及沙粒旋转的初始角速度．经统计分析,给出了风沙流中混合粒径沙粒起跃的水平和垂向速度及其合速度以及沙粒旋转的初始角速度的一种概率密度函数．     

内蒙古库布齐沙带东段油蒿固定沙丘土壤微生物数量的垂直分布研究

对内蒙古库布齐沙带东段油蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａｏｒｄｏｓｉｃａ）固定沙兵土壤微生物数量的垂直分布进行了研究．１）好气性细菌和真菌数量的垂直分布是结皮层（０－０．５ｃｍ）〉０．５－１０ｃｍ〉３０－４０ｃｍ〉６０－７０ｃｍ,在０－１０ｃｍ,油蒿固定沙丘与流动沙丘比值;好气性细菌数量为１３．７：１,真菌数量为１５．２：１;２）芽孢细菌和放线菌数量的垂直分布是０．５－１０ｃｍ〉３０－４０ｃｍ〉结皮层（０－     

塔克拉玛干沙漠平坦沙地风沙流结构的空间差异性研究

利用高频率全自动集沙仪,于2015年4月28日至2015年7月30日在塔克拉玛干沙漠腹地平坦流动沙地开展了风沙流的空间观测,分析了该地区平坦沙地风沙流结构的空间差异性.结果表明:(1)4次天气过程4组集沙仪风沙流结构都符合幂函数分布,但是4组集沙仪同一高度的输沙率和输沙量以及总水平输沙量差异较大.4次天气过程中,25cm高度平均输沙量在3.31~5.35g之间,随着高度增加,平均输沙量差异性呈现减小趋势,100cm高度时平均输沙量在0.22~0.49g之间;4次天气过程中,4组集沙仪平均总沙尘水平通量在1.22~233.47kg/m之间.风沙流的不均匀性是造成此现象的主要原因.(2)采样频率对风沙流结构没有影响,5min以后风沙流结构基本稳定.     

长乐东部沿岸风沙沉积物的粒度分布特征

长乐东部沿岸风沙沉积物主要是在强劲的NE向向岸盛行风的作用下,潮间带沙向陆地运移、堆积而成的。风成沙的主要粒级为细沙,分选好,偏度多为近对称,峰态窄到很窄。风成沙的搬运方式单一,沉积物中跳跃组分占绝对优势。由于沙源、岸线方向、发育阶段、原始地形、植被条件的差异和人类活动程度、改造利用方式的不同,该区风沙沉积物的粒度特征,在不同岸段及不同相带内均有一定差异。这些具有不同粒度特征的风成沙是海岸风沙沉积在不同发育阶段、不同环境条件下的特定产物。     

颗粒组分对泥石流形成形态影响研究

利用自主设计的小比例尺模型槽,采用粗砂(1~2 mm)和细砂(0.075~0.25mm)按照不同质量比例制作模型,在人工降雨条件下研究了不同的颗粒组分对砂性土泥石流形成形态的影响.模型试验研究发现,随着细砂含量由20%增加至100%,泥石流破坏形态由分级块体滑落向整体流滑型转变.利用GeoDog软件分析位移场,利用孔压计测量孔压变化.研究发现:分级块体滑落破坏过程存在明显的潜在滑动面的发展,孔压随裂缝的产生而耗散、随雨水渗入裂缝而升高,呈波浪式下降;整体流滑型突发性强,破坏前没有明显滑动面出现,孔压呈一次性陡降.通过测定启动过程单位时间启动量发现,流滑型破坏单位时间启动量大于分级块体滑落型.分层块体滑落形成机理为土体渗透系数大,雨水快速渗透破坏坡脚,使上部土体失去支撑而分层坍塌;流滑型破坏机理为土体渗透系数小,后部高度饱和呈流态化推动坡脚土体快速下滑.基于室内模型试验,初步分析了缩尺试验条件下降雨诱发泥石流形成形态机理,为降雨诱发泥石流的进一步研究提供参考.     

不同应力路径及颗粒级配下青岛海砂试验研究

进行青岛海砂在不同应力路径下的三轴试验.利用GDS三轴试验系统,得到青岛海砂的应力-应变曲线,分析青岛海砂在不同应力路径下力学响应的细观机理.分别探讨了标准三轴路径、等p路径、被动压缩路径、等主应力比路径下青岛海砂的力学性质.将不同应力路径下青岛海砂的应力-应变曲线进行对比,分析不同应力路径和颗粒级配对青岛海砂力学性质的影响.标准三轴路径下青岛海砂的峰值强度最高,等p路径下次之,被动压缩路径下最低;被动压缩路径下体应变值最大,等p路径次之,标准三轴试验最小.这说明随着围压的增大,砂土强度值逐渐增大,体应变值会逐渐减小.颗粒级配对峰值强度有一定影响,但对剪胀量的影响不明显.     

欧拉颗粒流模型下的近床面风沙跃移速度分布特征

风沙运动中沙粒速度是风沙物理学研究的重要内容,为反映风沙流运动中沙粒相浓度变化及沙粒的速度分布,从多相流的角度出发,运用二维欧拉颗粒两相流模型对风沙的流动过程进行模拟.通过对比实验中沙粒的体积浓度随高度的变化,验证了模型的准确性,并在此基础上对沙相的运动信息进行统计分析,得到近床面风沙流的沙相速度分布.统计结果表明:在...     

人工沙丘水分运移机理的研究

采用中子仪、负压计和测温器同步监测沙丘水分、势能和温度场的变化．利用“零通量面”方法（ＺＦＰ）首次研究沙丘水分运移特征，并同时引用温度场的热渗透传导、热扩散的不可逆耗散理论解释沙丘水分运移机理．对利用沙丘水分、改造沙漠、治理灾害环境具有实际意义     

水平管螺旋流断面流速分布试验研究

为了充分分析螺旋管流的特点 ,揭示其运动规律 ,探讨螺旋流输送固粒的新方式 ,用大量试验数据 ,证实断面切向流速呈线性分布的理论推导 ,并揭示了轴向流速分布的特殊性。为今后螺旋流的进一步研究奠定了基础。     

有机-无机烧结“合金型”材料的孔径和晶粒粒径分布及其群子模型

作者用图象仪测试了材料结构中的晶粒粒径和孔径分布,并在此测试基础上,应用群于统计理论,建立了晶粒和孔径的群子分布函数.发现:函数中的参数与材料的性能有密切关系,证明了体系中晶粒和孔径分布是影响材料力学性能的重要因素.并提出了材料结构的物理模型,并认为:体系的晶粒分布均匀,镶嵌紧密,碳层成网状分布,孔洞小又少时,有利于提高材料的力学性能.