时间:2022-05-22 14:51:13
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇公路职称论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

1 大气污染概述 [本文转自DylW.Net专业提供写作本科毕业论文和职称论文的服务,欢迎光临Www. DylW.NEt点击进入DyLw.NeT 第一 论 文网]
1.1 大气污染的概念
大气污染,是指空气中的污染物的浓度达到有害程度,以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件,对人和生物造成危害的现象叫大气污染。造成大气污染的主要物质有烟雾颗粒、尘土、生活垃圾、汽车尾气、油烟等。
1.2 大气污染的种类
大气污染物种类同能源结构、工业结构有密切关系。燃煤的主要污染物是烟尘和二氧化硫,燃油的主要污染是二氧化硫和氮氧化物,汽车主要排放一氧化碳、氮氧化物和碳氢化全物。大气污染主要可以分为两类,即天然污染物和人为污染物,引起公害的往往是人为污染物,它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。
2 东丽区2014年环境空气质量状况分析
东丽区今年尽管采取有力措施,但大气污染情况却不容乐观。2014年至今,通过监测数据分析,东丽区六项主要污染物中PM2.5、二氧化氮、臭氧超标较为严重,与全市平均水平相比, 只有二氧化硫浓度较全市平均水平低,二氧化氮、PM2.5、PM10、一氧化碳和臭氧浓度分别比全市平均水平高。由此看来,二氧化氮、PM2.5和臭氧污染是影响东丽区空气质量的主要原因。二氧化氮污染物的主要来源是机动车尾气;PM2.5的来源众多,包括扬尘、机动车尾气、油烟、烧烤烟尘等等;臭氧并不是直接排放出的污染物,而是通过“前体物”在高温、阳光充足的条件下发生化学反应生成的,主要的前体物是氮氧化物和挥发性有机物,餐饮油烟的排放将导致挥发性有机物升高。
3 东丽区2014年大气污染防治开展情况
3.1 控煤工作
东丽区商务委完成全区经营性煤炭堆场布局方案,确定本区的两个经营性煤炭堆场并完成了环保防尘设施建设。商务委会同环保局、工商局和各街道清理5家大型煤炭堆场,清运煤炭约20万吨,清理无照经营小型煤炭堆场30余处,并得到市清指的好评。
3.2 控尘工作
一是施工工地扬尘治理。东丽区建委组织开展建设工程施工扬尘治理专项大检查,对未落实5个100%管理要求的责令限期整改。针对拆迁扬尘问题,房管局制定了《东丽区中心城区(外环线以内)治理拆房扬尘和渣土运输撒漏工作方案》,开展专项治理行动,进一步健全完善监管体系、动态管理、备案审批、监督检查、责任追究等长效管理机制。
二是工业企业堆场扬尘污染治理。环保局多次深入现场督促企业堆场加装防风抑尘网,目前已有9家企业建成封闭储料场,7家企业已建成防风抑尘网,堆场总面积约81万平米;在建或已确定施工计划的企业5家,堆场总面积约25万平米。区建委对42家混凝土企业进行控尘改造,目前有9家企业已经完成改造,5家企业现处于停产状态,28家企业正在改造施工阶段。
三是道路扬尘治理。大力开展扬尘撒漏专项治理活动,区执法局安排专职人员进行夜间值班,坚持对津塘二线、津塘公路、津滨大道等重点道路进行不间断地巡查。东丽交管支队将工程车撒漏、黄标车违法违规行为作为治理重点。
四是开展治理露天烧烤专项行动,重点整治张贵庄中心城区和万新街城乡结合部地区,加大晚间巡查治理力度;同时,动员经营者由无烟电(气)烤炉替代传统碳烤炉,规范经营方式。
五是开展餐饮油烟专项治理,特别是中心城区、国控点周边为重点区域,截至8月底全区102家200平米以上餐饮企业已有85家企业安装了油烟净化装置。
3.3 控工业污染工作
2014年,已完成3项钢铁行业脱硫、除尘改造项目,2项电厂脱硝改造项目。同时,继续加大对重点源监管力度,针对我区辖区内的国控、市控重点污染源制定监察、监测规范,建立一户一档管理台帐,对国控污染源每月至少进行一次现场检查,对市控、区控污染源每季度进行一次现场检查,确保污染物稳定达标排放。
3.4 控新建项目以及产业结构优化工作
把好产行业准入关,优化产业结构。严格执行国家投资管理规定和产业政策,工作中严控高耗能、高污染行业新增产能,对钢铁、水泥、电解铝、平板玻璃等产能过剩行业坚决不予审批。推动有污染或危化企业关停或搬迁,2013年和2014年区政府下大力量,组织有关职能部门开展多次执法大检查,共完成了11家企业关停或搬迁工作。
3.5 实施大气污染防治网格化管理
一是加强组织领导,建立完善网格化管理体系。通过借鉴市容环境网格化管理,“河长制”和街道一支队伍管全面的管理体制,建立了东丽区大气污染防治网格化管理体系,按照“定区域、定人员、定职责、定标准、定流程、定考核”的“六定”原则,推动大气污染防治工作在全区实现管理无死角、监察无盲区、监测无空白,制定了《东丽区大气污染防治网格化管理实施方案》,从3月1日起全面实施大气污染防治网格化管理工作。
二是配齐网格队伍,搞好工作培训。全区设置了四级网格,分批次对二至四级网格长、网格员进行了不同层次的培训。印制《大气污染防治网格管理工作手册》,600多名四级网格员人手一册。各街道建立完善三、四级网格工作档案,制作网格化管理展牌,使工作职责上墙,确保管理力量下沉到基层。
三是排查全区扬尘污染源,并纳入网格化动态管理。对辖区内的露天堆场、施工工地、裸露空地等进行拉网式排查,经整理汇总共排查出各类污染源248处,其中露天堆场89处、面积约163万平方米,各类施工工地134处、占地面积约791万平方米,裸露空地25处、面积约4244万平方米,并纳入各街道四级网格管理范围(一图一表),按照属地管理的原则,明确责任单位和整改时间节点,并纳入了网格化常态管理。
四是加强暗访巡查,严格督查考核。实行定期和不定期的暗访巡查制度,一级网格长每月巡查两次,二级网格长要每周巡查1次,三级网格长每周巡查2-3次,四级网格长每天都要巡查,及时发现辖区内的各类大 气污染 [本文转自DylW.Net专业提供写作本科毕业论文和职称论文的服务,欢迎光临Www. DylW.NEt点击进入DyLw.NeT 第一 论 文网]危害事件。依据《天津市清新空气行动督查考核和责任追究工作方案(试行)》,制定了《东丽区清新空气行动督查考核和责任追究工作方案》,细化考核项目和评分标准,对工作表现突出的进行表彰奖励,对工作不到位的区清新空气指挥部先督办,再由监察局督办约谈,进行追责。
4 东丽区大气污染防治保障措施
(1)坚持铁腕治污。继续开展环保专项行动,重点对燃煤锅炉、重点工业行业、扬尘污染、餐饮油烟等进行专项检查。严格依法查处环境违法行为,对偷排偷放、屡查屡犯的违法企业依法予以关停,对涉嫌环境犯罪的依法追究刑事责任,并进行曝光。
应急物流是指为了应对非常规突发事件(包括自然灾害、突发性公共卫生事件、公共安全事件以及军事冲突等突发事件)而对物资、人员、资金等的需求进行紧急保障的一种特殊的物流活动,根据突况下的特定需求,进行运输、仓储、装卸搬运、配送以及信息处理等功能性的活动。
应急物流具有自己的显着特点。首先,同其他物流相比,它有社会公益性,属于社会公共服务范畴,执行的主体为政府,资金也来源于政府,所以应急物流在许多情况下是通过物流效率的实现来完成物流效益的实现的。其次,由于突发事件的不确定性导致了应急物流的不确定性,很难准确地估计某些突发事件的时间地点、强度、影响范围等。这对开展应急物流工作造成了很大的障碍。它的不确定性伴随着应急物流的流量,流向的剧烈变动。最后,为了减少损失,又需要极短的时间内完成应急物流的保障,所以难度也加大了。
应急物流是自然灾害应急管理中一个非常重要的研究领域,因为所有重大自然灾害的预防与救援,都伴随着大量的应急物资筹集、存储、调配、运输、配送和回收等物流活动。各种自然灾害,突发的公共事件是无法避免的。而发生此类事情时,第一时间把合适数量、质量的应急物资送到目的地,是一项紧迫的任务,这对保障人们生命财产安全,快速恢复正常秩序,尽可能减少各类损失是非常重要的。
二、我国应急物流现状
在应对各类重大突发性公共事件实践中,我国已经具备了一定应急物资保障能力,但多数情形下,第一时间的应急物资保障总体还难以实现。究其原因,主要是应急物流体系建设严重滞后。体系的不完善影响到应急物资的保障能力,导致应急时缺乏专业的组织协调,政府、企业以及爱心人士各做各的,缺乏配合,大量运送车辆拥堵在路上,使得较多物资未能及时送到灾区群众手中。同很多国家相比,仍然具有较大的差距,亟需改善。具体来讲,我国应急物流主要存在以下问题。
1、应急物流管理保障机制不健全
我国很多与灾害相关的法律制度等还没有配套建立起来。制度上的不完善,必然导致救灾工作无法可依。从应急物资采购、储备到应急物资运输、调拨、配送以及应急物资的组织设立等各方面,均缺少相应的法律法规基础。现存在的一些法规和规章,许多以“试行”、“暂行”、“意见”、“通知”等方式存在,立法层次低,权威性不够。一些指导性政策过于原则而缺少可操作性。一旦灾害来临,通常是依靠地方政府行政职能和群众自发组织基础上的运作,基本上是以动员为主,缺乏系统的法律规范和约束,效率不高。现行的应急物流保障机制是以行政命令为主要手段,不计物流运作成本,危机一旦发生,各级政府就会临时抽调人员组成相应的危机处理领导小组,以危机的及时处理作为压倒一切的中心工作。这种运作机制由于没有法制化的应急保障机制,整体秩序紊乱,成本高、效率低。
2、应急物资储备系统不合理
救灾物资储备不合理。从物流合理化角度看,救灾物资存储应尽可能靠近受灾地区,以达到对灾情快速响应的目的。救灾物资也应该集中储备,一旦分散于各部门,物资保障成本较高。但是应急物流资源分散在不同部门和地方,存在一定程度的部门和地方分割,组织化程度较低,应急物流资源配置的总体效率不高,亟须整合。比如,衣被等生活类救灾物资的储备由民政部门负责,药品类救灾物资由医药卫生部门负责,粮食储备由粮食部门负责。一旦发生灾害,物资配送需要传递信息到不同的部门,然后还需要不同部门间相互沟通配合,这样的后果就是组织协调难,物流成本很高。再如,救灾物资的捐赠,我国救灾物资捐赠基本属于应急捐赠,即在灾难发生时,通过政府号召组织全社会捐赠。由于救灾信息不够通畅、捐赠主体繁多等原因,社会捐助物资很容易出现种类、时间上的供需失衡。灾害救援初期易出现救援真空,应急物资缺乏,而在救灾后期物资达到饱和后,救援物资仍源源不断,造成供应过多、浪费严重等问题。
3、应急物流管理专业队伍缺乏
灾害应急物流的组织协调是一个系统化、专门化的项目,最难的地方在于灾区对于救灾物资的需求量大、需求频率高,而且这些物资的来源广、调配涉及的部门多、运送路途艰难。应急物流面临的任务专业性很强,需专业人士负责。我国目前缺少应急物流的专业人员和专有设备。各地区没有自己的应急专业队伍,灾害一旦发生,难以自救。专业化的应急物流企业是应急物流体系中的重要市场实施主体,而国内专门从事应急物流的企业(如应急物流基地、应急物流中心、应急配送中心、第三方应急物流企业等)还相当缺乏。
4、基础设施建设相对滞后
部分骨干运输通道能力不足,铁路网络结构不合理,民航支线机场数量缺乏,公路基础网络技术状况差距显着,通达度与衔接度明显不足,内河航道等级偏低等。东、中、西三大地带交通设施依次弱化,部分区域运网稀疏。应急物流管理信息化程度很低。很多国家已经在使用先进的信息系统来处理非常规情况下的各类数据和信息。目前我国应急物流信息化程度偏低、信息系统不够完善,信息报告不及时,没有建立一个信息和共享平台,无法准确掌握紧急情况详细资料以及所需物资的生产和分布情况,对运力的数量和状况不清楚,分析判断不准确,无法制定出正确的应急物流决策,因而难以满足应对紧急状态的要求。
三、我国应急物流管理体系建设的若干建议
1、健全应急物流管理法律法规机制
通过建立应急物流法规,可以规范个人、企业和政府部门在特殊时期法律赋予的权力、职责和应尽的义务,从而确保应急物流顺畅展开。例如,在突发事件发生后,政府有权以有偿和无偿的方式征用民用和军用建筑、 工厂、交通运输线、运输工具、物资等,以满足抗灾、救灾和贩灾的需要;也可以通过法规的形式,规范政府动员物流企业参与保障的机构、权责、流程和补偿措施,为物流企业的具体运作提供法律保障,确保有的放矢。这样危机发生时,这种强制性的动员机制和保障机制能够保证责权划分、动员依据和经费来源,可以做到有法可依,有理可循,确保应急物流朝着高效、正规的方向发展。所以,我国也应该尽快的建立健全法律法规。
2、建立政府管理、标准运行的应急物流管理保障机制
应急物流的实施需要紧急调动大量应急物资,只有使应急物流的流体充裕、载体畅通、流向正确、流程简洁、流速快捷,才能使应急物资快速、及时、准确地到达事发地。因此,建立应急物流管理机制是必要条件。应急物流管理机制必须在组织上要求政府统一管理,技术上标准运,!行。统一管理是指当重大突发事件发生后,一律由政府的应急管理部门统一调度指挥。标准运行主要是指,从应急准备一直到应急恢复的过程中,要遵循标准化的运行程序,采用所有人都能识别和接受的标准,以减少失误,提高效率。
3、大力培育综合管理人才和专业人才
应急物流管理涉及到交通、运输、储存、航空等多个部门,需要一支专业化的应急物流人才队伍。中国一方面需要[专业提供论文和职称论文服务lunwen. 1KEJIAN.CO M,欢迎您的光临]培养能够统筹规划和指挥的管理人才,另一方面也需要实战经验丰富、能够熟练操作和使用应急设施设备的专业化人才。高等院校要承担起培养应急物流管理人才的社会责任。全面加强应急物流高层管理人员的培训和综合实战演练,按规划和预案的要求,不断提高应对突发事件的指挥能力;积极探索利用市场化手段组织企业、非政府组织等参与应急物流管理与服务的长效机制,逐步形成专职、兼职队伍相结合的突发事件应急物流指挥人才队伍和专业技术力量,并注重平时培养,做好应急物流人才的后续储备。
4、加强应急物流的组织管理和信息化建设
物流信息化技术发展很快,诸如地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、卫星遥感RS等都可以用来更精准地对应急物流情况以及物流的安排进行把控。现在的一些物流企业在信息化建设方便已经有所建树。所以只需要将常规物流方面先进的技术设备引进到应急物流中,用先进技术支撑应急物流信息系统和指挥决策支持系统,在这方面还可以加强对外交流,引进消化吸收国外先进的科技手段和设备,以提高应急物流管理水平。同时,也要建立起应急物流平台,让各方都可以在平台上看到最新的消息,这样方便沟通,协调组织起来也更加方便。
5、政府将应急服务项目外包,大力培育应急服务产业化,鼓励应急物流社会化
中国新兴的应急产业有很大的发展潜力。应急物流在我国一直是政府主导,但是由于政府本身工作是脱离市场的,也是缺乏动力的,所以物流企业就成为了有力的补充。因此,政府应将应急服务项目外包,大力培育应急服务产业化。一是培育能够提供应急物资的生产企业。建立一批专业化生产应急物资、设施设备的企业,同其签订协议,实行日常生产品与应急品存储结合。二是培育与应急物流平台建设相关的骨干企业。其中,应急物流平台的硬件建设、应急物流的信息化建设、应急物流演练、应急物流评估等,都是应急物流平台建设所必需的。三是培育专业化的应急救援物流企业。除部分地区根据需要新建一些专业应急物流中心或配送中心外,大部分地区可以利用社会资源,以市场化方式与具备条件的国内大型专业物流企业签订协议,明确其在遇到紧急情况时启动应急物流运作。
【参考文献】
[1] 张永领:我国应急物资储备体系完善研究[J].管理学刊,2010,23(6).
[2] 李萍:我国应急物流优化研究[J].物流技术,2010(6).
[3] 程琦:论自然灾害应急物流管理体系的运作[J].理论月刊,2010(4).
[4] 吴志丹:完善城市突发公共事件应急物流系统,提高城市减灾应急能力的建议[A].2011年度辽宁省社会科学规划基金项目,第九届沈阳科学学术年会论文集[C].
关键词: 人工植被 灌丛沙堆 风洞实验 表面压力
灌丛沙堆是干旱地区沙漠、半干旱半湿润沙地和沙质海岸带常见的一种生物风积地貌类型〔1, 2〕。多数学者认为植被盖度、风力强度和沙子供应量三个主要因素控制着灌丛沙堆的形成演化过程〔3-10〕。Hesp等〔11〕曾经推断草丛沙丘附近的流场结构,朱震达等〔12, 13〕在风洞实验中模拟了灌丛沙堆流沙模型的形态演化过程。但是限于灌丛沙堆形成因素的复杂性,迄今为止,对灌丛沙堆形成演化的动力学机制知之甚少。由于传统的模拟二维流场只能反映沿气流方向沙丘纵断面上的气流运行状况,并未反映出沙堆表面风压变化规律,如果把两者观测模拟结合起来可望在三维流场结构分析中深入研究气流作用于沙丘表面的动力过程。本文基于新疆和田河流域风沙地貌野外考察资料,在完成纯气流流场风洞模拟基础上,拟进一步通过风洞模拟实验,查明无植物“沙堆”和有植物“沙堆”模型的表面压力分布特征,这对深入阐明灌丛沙堆表面在风沙流作用下的风积、风蚀机制具有重要意义。
1 风洞实验
1.1 风洞基本参数和实验相似理论
本项风洞模拟实验在中国科学院沙漠与沙漠化重点实验室沙坡头沙漠试验研究站土壤风蚀风洞中进行。该风洞是一座直流闭口吹气式低速风洞,实验段长21 m,实验段截面1. 2 m×1. 2 m,最大风速30 m/s。风洞整个实验段(包括出口扩压段)有1°的仰角。风洞底由7块活动合金铝板组成,可装可拆,以便扩大模拟实验的范围。气温和当前大气压以键盘输入计算机,实现风压适时自动采集。实验的风压采集周期为2 s,采集时长为60 s,最终用于分析的风压是60 s时段内采集结果的平均值。
风洞模拟实验的可靠性,决定于实验条件与野外实际情况的相似程度。风沙过程模拟实验涉及的变量较多,但是根据风沙运动实验相似理论第一定理,表征现象的一切变量,在时间各对应瞬间和空间各对应点上,互成一定的比例关系,相似现象必然发生在几何相似的对象里,即边界上几何特性相似。相似第二定理特别指出包括几何、物理、边界和起始条件的相似。简言之,要使模型实验与自然现象完全相似,必须满足几何相似、运动相似和动力相似三个基本条件〔10,14〕。本项模拟实验尽可能遵循风沙运动实验相似理论,模拟实验过程中选择沙堆模型形态、选取观测高度、调整实验段风速时尽可能接近野外实际状况,最大限度地保证实验结果直接外推到任何尺寸、任何风速下的沙堆原型,而不必经过换算。
1.2 实验模型基本形态选择
本项实验所用模型以新疆和田河流域野外测量得到的柽柳灌丛沙堆尺寸为原型,按一定比例缩小制作成模型进行风洞模拟实验。毕业论文 从野外实测统计数据来看,和田河流域独立分布的灌丛沙堆几何形态大体可以近似地划分为半球形沙堆和圆锥形沙堆两类,多数沙堆迎风坡长度略小于背风坡长度。其中,半球形灌丛沙堆的平均高度为4. 74 m,底座平均直径为12. 73 m;如果忽略迎风坡与背风坡坡长的差别,可考虑将灌丛沙堆的风洞实验模型按40∶1的比例尺缩小制作成底座直径(D1)为32 cm,高度(H1)为12 cm的近似半球形木制模型。同理,由于圆锥形灌丛沙堆的实际平均高度为5. 1 m,底座平均直径为11. 95 m,忽略坡长的差别可将灌丛沙堆按照40∶1的比例尺制成底座直径(D2)为30 cm,高(H2)为13 cm的圆锥形木制模型。
1.3 模拟实验过程设计
从灌丛沙堆的形成演化过程来看主要分为两个阶段,即生长阶段(植物生长发育)和衰亡阶段(植物衰败消亡)。因此,本项实验分别设计无植物的半球形沙堆和圆锥形沙堆,以及有人工“植物”的半球形沙堆和圆锥形沙堆四组模型进行表面压力的测定。实验所用半球形沙堆模型和圆锥形沙堆模型是按照上述比例,用整块树桩加工而成的空心体。沙堆模型顶部的人工“植物”为高度(h)10 cm,冠幅10cm×10 cm,采用胶固定在模型的顶部,本项模拟实验中暂时忽略“植物”高度、盖度、疏密度等因素变化。表面压力测点在每个模型表面分别按8个方位进行均匀布设(将模型分为A、B、C、……H八个区),每个方位5个测点,再加1个顶点,这样每个模型上共有41个测点(图1a-c,黑色五角星代表测点)。每个测点埋设两根内径为0. 6 mm的空心细铜管,铜管一端出露模型表面另一端与数字式微压计相连。模型固定在距实验段入口10m处,利用精密微压计在无供沙条件下测定。根据前人野外观测和实验结果,设定起始实验风速为起沙风6 m/s,以算术级6、8、10、12、14 m/s依次增加实验段风速进行表面压力观测,限于文章的篇幅本文仅刊出10m/s和12 m/s两组风速下的表面压力分布等值线俯视平面图(图2a-h)。
2 结果分析
2.1 半球形沙堆的表面压力分布特征
从半球形沙堆各个风速下的表面压力分布模拟结果来看(图2a-图2d),半球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增压区、丘顶高压区、背风坡降压负压区和两翼高低压相间分布区。在半球形沙堆迎风坡分布着正压增压区(主要在A、B两区内)。从坡脚至1/2H1表面压力增加缓慢,相应地等压线也比较稀疏。这是由于半球形沙堆迎风坡下部坡度较大,气流在迎风坡下部汇集反射形成风压值小于10 Pa的较大低压区域,因此这里反射涡流应当居于主导地位。野外考察发现,半球形沙堆迎风坡坡脚常常分布有凹槽,风沙在这里既不发生堆积,风蚀作用也较弱。从迎风坡1/2H1至丘顶,即迎风坡上部等压线比较密集剪切力增大,表面压力迅速增加,导致沙堆的表层气流被加速。可见,从迎风坡坡脚向丘顶,表面压力的增加并不是均匀的。野外对横向沙丘迎风坡风速变化结果的类似观测也证实,在迎风坡不同高度、不同测点风速都呈现出随高度的增大而增大的趋势,但增大的比率并不相同,顺着迎风坡向上,风速在坡脚被放大,但风速递增比率比较平稳,至沙丘顶部则再一次加速放大〔15, 16〕。
在半球形沙堆的丘顶明显地分布着一个闭合的高压区。关于沙丘顶部高速气流的存在已被国内外众多学者的野外考察所证实,高速气流必然导致沙丘表面剪切力加大,有利于风蚀作用的发生和发展。在和田河流域野外考察中也发现,那些处于退化演化过程初始阶段的灌丛沙堆顶部经常存在不规则的风蚀凹坑,显然与沙堆顶部存在的高压剪切风蚀区域有关。当固定沙堆的植物衰败,丘顶高速涡旋风沙流遇到植物残根的阻截,以植物的残根为涡旋中心,可能加剧其涡流强度,残根周围的沙粒不断被吹散,风蚀坑也就不断地被加深,沙堆的高度也随之下降,沙堆变的不稳定,沙丘开始活化〔17-19〕。
在半球形沙堆的背风坡分布着降压负压区(主要在E、F两区内)。当气流翻越丘顶和侧翼后,气流回旋辐散,气流速度迅速降低。从等压线分布图上也可以看出,硕士论文从沙堆顶部至沙堆背风坡约2/ 3H1的一段区域内表面压力值迅速从最高值降到0,再往下则气流反向,负压值不断升高,在约1/ 3H1高度处负压值达到极值,反向气流风速达到最高值。
姚正毅〔16〕研究也证实,从沙丘顶到落沙坡坡脚,贴地层气流在沙丘的落沙坡会发生分离,气流产生回旋运动,成为一个压力均匀、平均流速很小的涡旋静风区,因此表面压力也很小,其压差亦为负值且基本维持不变。由于在落沙坡表面压力降低,风速减小使沙粒在落沙坡发生沉降堆积。笔者认为沙堆背风坡降压负压区的存在是造成在沙堆背风坡沙尘沉降堆积,促使沙堆增长的主要原因之一。王训明等〔16〕对沙丘背风坡气流观测表明,在沙丘背风坡贴近地面的一定高度气流仍能维持一定的强度,并有相当强的输沙能力,但其作用被局限在背风坡范围内,这对保持沙丘形态有重要的作用。
在半球形沙堆的两翼分布着高压低压相间区(主要分布在C、D、G和H区内)。在半球形沙堆两翼分布着2~3个高压区,两个高压区之间分布着低压区,高低压区的延伸方向与风洞实验段气流方向几乎平行分布。这种高低压相间分布格局与野外考察看到的沙堆微地貌形态是吻合的。在自然状态下,半球形沙堆的两翼坡脚和腰部风蚀比较明显,常分布有平行绕流方向的风蚀凹槽,显然是气流遇沙堆阻挡在两侧绕流加速、剪切力增大、风蚀加强的结果。在本次模拟实验中也证实,在半球形沙堆模型的两翼坡脚和腰部为明显的高压区,风速强劲,这是造成这些部位风蚀发生的根部原因,而在两个高压区之间为低压区,风速较低不利于风蚀的发生。张伟民〔20〕在风洞实验中也发现,在沙丘旁侧基部两侧,气流作用较强,产生旁侧顺向高输沙率。
2.2 有植物半球形沙堆的表面压力分布特征
从有植物半球形沙堆各个风速下的表面压力分布模拟结果来看(图2c-图2d),有植物半球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增压区、丘顶高压破碎区、背风坡降压负压区和两翼高低压相间分布区。
与无植物的半球形沙堆的表面压力分布情况相比较而言,“植物”对半球形沙堆的表面压力的影响主要体现在沙堆的顶部、两翼和背风坡,迎风坡的表面压力分布情况二者相似。
在有植物的半球形沙堆的顶部,由于人工植物的干扰,使原丘顶高压风蚀区破碎化。在无植物的情况下,半球形沙堆的顶部为一闭合的高压强风区域,风速比同一高度前后实验段给定风速高出1~2 m/s,而在有植物的情况下,在丘顶的来风方向和紧靠植物两侧,分布着2~3个小的相对高压区,从数值上比较,可看出有植物的半球形沙堆的表面压力值在相同风速下仅为无植物沙堆丘顶表面压力的1/2。由于植物对气流的阻截和干扰作用,使得原本无植物的沙堆的顶部相对较大较强的高压区,分解成几个相对较小较弱的高压区,人工植物的存在明显地削弱了无植物的沙堆的顶部高速高压气流,有利于风沙流从不饱和状态达到过饱和状态,导致部分碎屑物质发生沉降堆积。有关野外观测证实,在相同的起沙风作用下,横向沙丘链、裸露冲积平原和柽柳灌丛沙堆三者之间的风速比为118∶100∶87〔21, 22〕,植物对气流的阻滞影响十分明显。
另外,由于人工“植物”的干扰,半球形沙堆两翼的高低压相间分布区面积明显缩小,愈靠近沙堆上部植物所在部位,沙堆表面压力的数值比相同实验风速下的无植被的降低越多,丘顶闭合高压区和低压区范围也减小。而在背风坡降压负压区,由于植被的干扰, 0值等压线区域略有上移,负压区域大部分仅为10 Pa左右,涡旋区反向气流风速强化过程不明显,这种涡流状态更有利于沙尘的堆积。与无植物的半球形沙堆相比,植物的存在削弱了植物丛附近沙堆表面的压力,降低了气流的速度,扩大了背风坡涡流区的影响范围,为风沙流中部分颗粒的沉降、堆积创造了条件。Wasson〔4, 5〕指出在植株背风侧回流积沙区的风速仅及来流的20%,凌裕泉〔23〕认为植被不仅直接减弱了风沙流强度,而且因为植物的阻截作用,使部分大的颗粒发生沉降堆积。因此植被的存在更有利于沙堆的生长发育。
2.3 圆锥形沙堆的表面压力分布特征
从圆锥形沙堆各个风速下的表面压力分布模拟结果来看(图2e-2h),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增压区、背风坡降压负压区和两翼高压区。
在圆锥形沙堆迎风坡分布着正压增压区(主要在A、B两区内)。从等压线分布图上可见,在圆锥形沙堆的迎风坡坡脚处等压线较稀疏,顺坡向上等压线逐渐加密且分布比较均匀,系迎风坡气流不断爬坡增速所致,在锥顶附近表面压力达到最大值,风速也相应地为最大值。与半球形沙堆相比,圆锥形沙堆迎风坡风压梯度变化均匀增大。
在圆锥形沙堆的背风坡分布着降压负压区(主要在E、F两区内)。当气流翻越沙堆后,在背风坡气流回旋,风速迅速降低,表面压力0值等值线区域顶点接近沙堆丘顶,再往下则气流回旋反向,医学论文负压值不断升高,在约1/3H2高度处负压值达到极值,并形成一个负压高值区,整个负压区俯视平面形态大致呈现三角形。其负压中心区风压值与半球形沙堆相比,要高出许多(对比图2a、2b、2e和2f)。
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。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)
〔1〕 Cook R. C., Warren A. & Goudie A. S. DesertGeomorphology〔M〕.London: UCL Press, 1993, 526.
〔2〕 MichaelA. Mares. Encyclopedia of deserts〔M〕.University of O-klahoma Press: Norman. 1999, 189.
〔3〕 Nickling, W. G. &Wolfe, S. A. The morphology and origin ofNabkhas, regionofMopt,i Mal,i WestAfrica. JournalofArid〔J〕.Environments, 1994, (28): 13-30.
〔4〕 Wasson R J,Hyde R. Factors determining desert dune type〔M〕.Nature, 1983, 304(28): 337-339.
〔5〕 WassonR J,NanningePM.Estimatingwind transportofon vegeta-ted surfaces〔J〕. Earth Surface and Landforms, 1986. 11(5): 505-514.
〔6〕 Mu Guijin. Types, origin and evolution of the vegetation cones of Taklimakan desert〔J〕. Arid zone research, 1995, ( supple-ment): 31-37.〔穆桂金.塔克拉玛干沙漠灌草丘类型、成因及演变规律〔J〕.干旱区研究, 1995,增刊: 31-37.〕
〔7〕 Tengberg, A. & Chen, D. A comparative analysis of nebkhas in centralTunisia and northern Burkina Faso〔M〕. In: Hesp, P.A.(Ed. ), Aeolian Environments. 1998 (22): 181-192.
〔8〕 Zhu Zhenda. Problem about classification ofdunes in north-west arid and semiarid zone of China〔M〕. The controlling desertgroup oChina science academy, Controlled desert research,No. 4, Bei-jing: Science Press, 1962, 31-47.〔朱震达.中国西北干旱及半干旱地区沙丘分类问题〔M〕.中国科学院治沙队编:治沙研究,第四号.北京:科学出版社, 1962, 31-47.〕
〔9〕 MuhtarQong, HirokiTakamura,MijitHudaberd.i Formation and internal structure ofTamarix cones in theTaklimakanDesert〔M〕.Journal ofArid Environments, 2002, (50): 81-97.
〔10〕Wu Zheng, Dong Zhibao, Li Baosheng, et a.l Geomorphology of wind-drift sands and their controlled engineering〔M〕. Beijing:Science Press, 2003. 400~404.〔吴正,董治宝,李保生,等.风沙地貌与治沙工程学〔M〕.北京:科学出版社,2003.400-404.〕
〔11〕Hesp, P.A. The formation of shadow dunes〔J〕. Journal ofSedi-mentary Petrology, 1981, (51): 101-112.
〔12〕Zhu Zhenda, ChenGuangting, WangTao, eta.l Sandy desertifica-tion in China〔M〕. Beijing: Science Press, 1994.24.〔朱震达,陈广庭,王涛,等.中国土地沙质荒漠化〔M〕.北京:科学出版社,1994.24.〕
〔13〕WangTao. Desert and desertification in China.〔M〕Shijiazhuang:HebeiScience andTechnologyPress.2003.404-405.〔王涛主编.中国沙漠与沙漠化〔M〕.石家庄:河北科学技术出版社, 2003.404-405.〕
〔14〕Liu Xianwan. Experimentalphysics and engineerofwind-sand ex-periment〔M〕. Beijing: Science Press, 1995. 66-68.〔刘贤万.实验风沙物理与风沙工程学〔M〕.北京:科学出版社, 1995. 66-68.〕
〔15〕Edwin D. Mckee. Sediment structure in dunes of theNamib Des-ert, southwestAfrica〔M〕. GeologicalSociety ofAmerica Special Paper, 188, 1982, 48-49.
〔16〕Yao Zhengy,i Chen Guangting, ZhangWeiming. The distribution characteristics of sandy soil densities on the dune surface and it’s genesis〔J〕.Hydrological geology and engineering geology, 2003,(3): 15-19.〔姚正毅,陈广庭,张伟民.沙丘表面沙土密度分布特征及其成因.水文地质工程地质,2003, (3):15-19.〕
〔17〕Feng Jianmin,WangTao. Study on the actuality and historicalevo-lution ofdesertification inHulunbeirGrassland〔J〕. Arid Land ge-ography, 2004, 27(3): 356-360.〔封建民,王涛.呼伦贝尔草原沙漠化现状及历史演变研究〔J〕.干旱区地理, 2004, 27(3):356-360.〕
〔18〕Yang Faxiang, Mu Guijin, Lei Jiaqiang, et a.l influence of the landforms and their processes on the construction of highways in Xingjian〔J〕. Arid Land Geography, 2004, 27 (4): 525 -529.〔杨发相,穆桂金,雷加强,等.新疆地貌及其过程对公路交通建设的影响〔J〕.干旱区地理, 2004, 27(4): 525-529.〕
〔19〕ZhuangYanme,i Ha S.i Progress of the study on shapes and dy-namical process ofblowouts on dunes〔J〕. Arid Land Geography,2005, 28(5): 632-638.〔庄燕美,哈斯.沙丘风蚀坑的形态及动力过程的研究进展〔J〕.干旱区地理, 2005, 28(5): 632-638.〕
〔20〕ZhangWeimin, LiXiaoze, Qu Jianjun et a.l. The flow field and its dynamics process of pyramidal dune〔J〕. Journal of desert re-search, 1998, 18(3): 215-220.〔张伟民,李孝泽,屈建军,等.金字塔沙丘地表气流场及其动力学过程研究〔J〕.中国沙漠,1998, 18(3): 215-220.〕
〔21〕WangXunming,Dong Zhi-bao, ZhaoAiguo. Airflow and parti-cle- size distributions and their significance on the dynamic process of a simple transverse dune〔J〕. Arid Land Resource and Environmen,t 2004, 18(4): 29~34.〔王训明,董治宝,赵爱国.简单横向沙丘表面物质组成、气流分布及其在动力学过程中的意义〔J〕.干旱区资源与环境, 2004, 18(4): 29-34.〕
〔22〕Han Zhiwen, Dong Zhibao, Wang Tao, etal. Observation and research on characterofwind-sandmovement inTaklimakan des-ert〔J〕. Science in China(seriesD ), 2003, 33(3): 255-264.〔韩致文,董治宝,王涛,等.塔克拉玛干沙漠风沙运动若干特征观测研究〔J〕.中国科学(D辑), 2003, 33(3): 255-264.〕