聚乳酸（PLA）沙障凹曲面及沉积物粒度特征研究

在乌兰布和沙漠平坦沙地布设1 m×1 m 、1.5 m×1.5 m和2 m×2 m规格的聚乳酸(PLA)沙袋格状沙障，在风季后利用插钎法和激光衍射法分别测量障格内部凹曲面形态、测定表面0~3 cm沉积物粒度组成，分析不同规格沙障内部凹曲面形态特征、蚀积效应，计算平均粒径、标准偏差等粒度参数。结果表明：3种规格PLA沙障内部均能发育成稳定凹曲面，凹曲面深度随着规格的增大而逐渐增加，蚀积系数则逐渐减小，保持在1/12~1/10之间；障格内不同方位蚀积剖面曲线基本符合二次函数，但蚀积强度差异较大；1 m×1 m和1.5 m×1.5 m规格沙障处于堆积状态，堆积强度分别是侵蚀强度的50.1倍和5.6倍，易发生沙埋；2 m×2 m 规格障内单位体积蚀积量为0.02 g·cm^-3，接近蚀积平衡状态，有利于长期发挥沙障防护效益；各规格障内沉积物均以极细沙和细沙为主，除1 m×1 m规格外，PLA沙障的阻滞作用使得极细颗粒含量百分比迅速下降。综合考虑沙障铺设成本和防护效果，得出在平坦沙地或者弱风区域内适合布设2 m×2 m 规格PLA沙障，研究结果可为PLA沙障在防沙工程中的合理应用提供科学参考。     

乌兰布和沙漠东南缘白沙蒿(Artemisia sphaerocphala)灌丛沙堆形态特征与固沙能力

白沙蒿(Artemisia sphaerocphala)灌丛沙堆是乌兰布和沙漠最为广泛分布的典型荒漠灌丛沙堆之一。本研究对白沙蒿灌丛的灌丛形态参数、沙堆形态参数进行了野外测定,探讨沙堆形态发育及固沙能力与白沙蒿灌丛形态的关系。结果表明:白沙蒿灌丛高度随着灌丛半径的增加而呈对数曲线增加,在灌丛较小时灌丛高度增长较快,随后渐趋于稳定,其水平方向发育速度大于垂直方向;白沙蒿灌丛沙堆半径及高度随灌丛半径和高度增加而增加,二者呈显著线性关系,沙堆水平方向发育受到灌丛冠幅的影响,沙堆垂直方向的发育水平取决于灌丛高度;随白沙蒿地上部分鲜重的增加,灌丛沙堆底面积、高度、沙堆体积和固沙效率均呈极显著线性增加(p0.01);白沙蒿灌丛越大其固积沙堆也越大,固沙率越高,不同大小灌丛白沙蒿间的固沙效率差异显著(p0.05);白沙蒿灌丛背风侧的积沙宽度(y)与积沙距离(x)显著相关(R2=0.9917),其线性回归方程为y=-19.654x+122.41,在距离灌丛背风面6~7倍高度的地方,积沙接近消失。     

附面层位移厚度对沙障防风效益评价的适用性研究——以聚乳酸（PLA）沙障为例

地表粗糙度作为风蚀防护中常用的传统指标，在防护林、沙障等工程措施的防护效益评价中发挥了重要作用。但在实际应用中发现，地表粗糙度存在不完全准确的现象。针对这一问题，引入新的参考指标附面层位移厚度，借助风洞模拟实验的方法，通过测定不同边长聚乳酸沙袋沙障中的风速频数、拟合风速流场、计算防风效能等来验证地表粗糙度和附面层位移厚度这2个指标的准确性。结果表明：随着聚乳酸沙袋沙障障格边长的增大，平均风速呈现出上升的趋势，其中障格边长为1.5 m和2.0 m沙障内的平均风速分别是1.0 m沙障的1.13和1.24倍；防风效能则呈现出下降的趋势，其中障格边长为1.0 m沙障内各处均大于0.6,1.5 m沙障内各处均大于0.5,2.0 m沙障内各处均大于0.4；风速流场高速区的面积呈现出增大的趋势。这表明随着沙障障格边长的增大，沙障的防护作用逐渐下降。与此同时，随着沙障障格边长的增大，附面层位移厚度呈现出减小的趋势，而地表粗糙度则呈现出先减小后增大的趋势。综上，附面层位移厚度在评价沙障防护作用时的准确性更高，可作为新的补充参考指标。