在圆锥形沙堆的两侧对称分布着高压区(主要分布在C、D、G和H区内)。从等压线分布图上可见,圆锥形沙堆两翼的高压区是对称分布的,但是高压区延伸方向是从侧翼坡脚一直到沙堆顶部,与风洞试验段气流方向垂直相交,这与半球形沙堆侧翼高低压相间分布、延伸方向与风向平行的状态明显不同。这与野外观察到的圆锥形沙堆退化过程中沙堆两侧发生的连续风蚀现象是吻合的。
2.4 有“植物”圆锥形沙堆的表面压力分布特征
从有植物的圆锥形沙堆各个风速下的表面压力分布模拟结果来看(图2f-图2g),有植物的圆锥形沙堆的表面压力分布情况可以简单划分为沙堆迎风坡正压变压区、锥顶负压区、背风坡负压区和两翼高压区。
与无植被的圆锥形沙堆的表面压力的分布情况相比较,植被对圆锥形沙堆的表面压力的影响突出地表现在锥顶附近部位和背风坡负压区。在沙堆的迎风坡锥顶附近,由于植物的干扰,迎风坡气流在锥顶附近加速到高值后迅速降低,等压线值表现为先均匀增高后迅速降低,在圆锥的顶部形成一个闭合的负压区,背风坡仍为负压区,负压区的范围明显地比无植物影响的扩大,而且负压区的中心负值区风压比无植物的削弱10~40 Pa以上,并且整个背风坡负值区域在局部也被干扰分解成更小的负值区。
3 结 论
通过以上纯气流风洞模拟实验,结合新疆和田河流域的野外考察分析,初步获得了无植被覆盖与有植被覆盖条件下半球形沙堆和圆锥形沙堆的表面压力分布特征。其基本结论如下:
(1)无植被半球形沙堆的表面压力分区可以划分为沙堆迎风坡正压增压区、丘顶高压区、背风坡负压区和两翼高低压相间分布区。半球形沙堆迎风坡下部坡度较陡是造成沙堆迎风坡前气流压缩汇集形成涡流的主要原因。
(2)有植物半球形沙堆的表面压力分区可以划分为沙堆迎风坡正压增压区、丘顶高压破碎区、背风坡负压区和两翼高低压相间分布区。植物造成半球形沙堆丘顶的高压区破碎化,丘顶风蚀压力被弱化。
(3)无植被圆锥形沙堆的表面压力分区可以划分为沙堆迎风坡正压增压区、背风坡降压负压区和两翼高压区。圆锥形沙堆顶部无明显正压区和负压区,迎风坡对气流的压缩汇集作用不明显。
(4)有植物的圆锥形沙堆的表面压力分区可以划分为沙堆迎风坡正压变压区、锥顶负压区、背风坡负压区和两翼高压区。植物的影响使锥顶附近形成负压区,迎风坡风压值先均匀增加再迅速降低,同时弱化了背风坡涡流负压值。
(5)沙堆几何形态对沙堆的表面压力分布特征影响较大。代写职称论文比较半球形沙堆和圆锥形沙堆表面压力分布特征,半球形沙堆迎风坡下半部等压线分布稀疏,易造成气流在坡前汇集,形成较强的涡流,顶部存在闭合的高压区,易遭强风侵蚀,同时背风坡负压区风压较弱,以致背风坡涡流较弱;圆锥形沙堆反之,迎风坡等压线分布由疏到密递增梯度均匀,迎风坡前涡流较弱,背风坡负压区负压值较大,致使涡流也较强,顶部不存在明显的高压区,强风侵蚀不明显。
(6)野外观察在沙堆植被衰败、遭受风蚀的过程中,半球形沙堆的丘顶往往最先遭受风蚀形成风蚀坑,两侧出现环绕沙堆侧翼分布的风蚀凹槽,而圆锥形沙堆衰退过程中丘顶风蚀降低和侧翼风蚀过程同步进行,沙堆风蚀降低过程中圆锥形形态可以维持较长时间,即圆锥形沙堆更易与区域气流场达到形态动力平衡。野外考察中发现的不同形态沙堆演化特征也基本印证了本项模拟实验勾画出的表面压力分布特点。
参考文献(References)
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〔2〕 MichaelA. Mares. Encyclopedia of deserts〔M〕.University of O-klahoma Press: Norman. 1999, 189.
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