老哈河下游起沙风天气条件下谷坡的风速脉动特征研究

摘要

风是塑造风沙地貌形态的基本营力，而引起沙粒运动的风几乎都是湍流的，各点的流速大小和方向随时间脉动，揭示风速脉动规律是进一步研究风与沙粒输移的理论基础。本文在统计分析老哈河下游地区2006-2013年起沙风特征的基础上，利用2013年春季对老哈河下游两岸谷坡的实地风速观测数据，对该地起沙风天气条件下谷坡的风速脉动特征进行了系统分析，以加深对风力与河谷谷坡相互作用机制的理解，进而为弄清该区河岸沙丘带的形成过程提供理论依据。研究结果表明:
　　(1)春季（3-5月）是老哈河下游地区的主要风沙活动期。在风沙活动期间，起沙风风向以WNW、NW为主;输沙势(DP)为70.50VU;合成输沙势(RDP)为37.89 VU，属中风能环境;合成输沙方向(RDD)为108.3°;方向变率指数(RDP/DP)为0.54，为中比率，对应风向变率为中等，属锐双峰风况。
　　(2)老哈河下游背风侧（上风向）谷坡风速脉动特征:坡顶除在0.25 m高度受沙粒跃移运动的显著影响外，风速脉动值和强度都随着距地表高度的增加而逐渐加大，其最大脉动值为4.04 m·s-1，风速脉动相对值（阵性度）基本稳定。背风坡脚因谷坡地形突变使气流分离，产生“二次流”，风速脉动值和相对值（阵性度）都不稳定，风速脉动强度随着距地表高度的增加而逐渐加大，其最大脉动值为2.98 m·s-1。坡顶的风速脉动值和强度都大于背风坡脚坡，但风速脉动相对值（阵性度）小于背风坡脚。
　　(3)老哈河下游迎风侧（下风向）谷坡风速脉动特征:迎风坡脚和坡顶的风速脉动值都随着距地表高度的增加而逐渐加大，其最大值为4.49 m·s-1。其风速脉动强度基本一致，都随高度增加逐渐增大。在0.5m高度以上，风速相对脉动值（阵性度）基本稳定，但坡顶的阵性因谷坡的干扰而相对减弱。
　　(4)通过对老哈河下游两侧谷坡风速脉动特征比较发现，在起沙风天气条件下，河谷谷坡的风速脉动值很大，理应重视。在一定的大气环流背景下，河谷谷坡风速脉动除与固有的气流涡动扩散相关外，还深受下覆地表沙粒运动、植被状况，特别是谷坡地形变化引起的谷坡表面气流变化的显著影响。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究进展

1．3 研究内容

1．4 技术路线图

2 区域概况与研究方法

2．1 区域概况

2．1．1 地理位置

2．1．2 自然地理概况

2．2 研究方法

2．2．1 测风仪器

2．2．2 观测时间与地点

2．2．3 数据处理

3 老哈河下游地区起沙风特征

3．1 引言

3．2 数据与方法

3．2．1 数据来源

3．2．2 统计方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 起沙风风速

3．3．2 起沙风风向

3．3．3 输沙势

3．4 小结

4 老哈河下游背风侧(上风向)谷坡的风速脉动特征

4．1 观测点

4．2 结果与讨论

4．2．1 平均风速

4．2．2 风速脉动

4．2．3 风速脉动强度

4．3 小结

5 老哈河下游迎风侧(下风向)谷坡的风速脉动特征

5．1 观测点

5．2 结果与讨论

5．2．1 平均风速

5．2．2 风速脉动

5．2．3 风速脉动强度

5．3 小结

6 老哈河下游两侧谷坡的风速脉动特征比较

7 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文

致谢

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