乌兰布和沙漠位于黄河内蒙古段西侧，是我国北方沙尘暴频发的主要源区及主要路径之一，沙漠总面积9 082 km2，其中流动沙丘占49.94%，半固定沙丘占21.78%，固定沙丘占23.41%。研究表明直接影响黄河的乌兰布和沙漠流沙段长度超过20 km，每年向黄河输沙约7.72×107 kg，占黄河含沙量的37%[1,2]。近年乌兰布和沙漠沙丘继续向黄河推进，2010-2011年沙丘移动量为8.19 m，移动速度最快的月份在3～5月，占全年移动量的73.51%[3]，再加上其地理位置特殊，黄河冬凌夏汛，造成河水扩张和河岸摆动，冬季河水上涨，水流和冰面与沙丘形成更为复杂的输沙环境[4]。黄河乌兰布和沙漠段的沿岸防护林带，大部分是上世纪80年代造林，由于各种原因防护林出现衰退，其中刘拐沙头段的靠近河岸防护林不足3%，沙害较为严重，而且还有继续恶化的趋势。因此，本文在前人研究的基础上，针对乌兰布和沙漠特殊的风沙环境进行不同治理措施的对比试验研究，以期获得乌兰布和沙漠黄河段近地表不同治理措施下风沙分布的规律特点，筛选不同治理措施对防风固沙效果的优劣性，为进一步完善当地防沙护岸和防沙治沙工程提供一定理论依据。

1 研究区概况

乌兰布和沙漠黄河段位于内蒙古乌海市乌达区和巴彦淖尔市磴口县之间，地理坐标为39°15′～40°19′N、106°46′～107°02′E(图1)。该区气候干燥，降雨稀少，年均降水量142.7 mm，年均气温8.0℃，风沙频繁，地表风蚀强烈，临界起沙风速为5 m/s左右，年均风速3.7 m/s，大风和风沙一年四季均有出现，以3～5月份最多，主导风向多为西北风及西南风(图2)，起沙风中风速5～6 m/s占50.26%，6～10 m/s占47.12%，大于10 m/s占不到3%；多年平均大风日数10～32 d，多年平均扬沙日数75～79 d，沙尘暴日数19～22 d，属于典型的中温带大陆性干旱季风气候。研究区土壤主要为风沙土，结构松散，有机质含量低，易遭风蚀沙化。该区植被稀疏，覆盖度为3%左右。常见灌草植物有白沙蒿(Artemisia sphaerocephala)、白刺(Nitraria tangutorum)灌丛、沙米(Agriophyllum squarrosum)、猪毛菜(Salsola collina)、雾冰藜(Bassia dasyphylla)、沙旋覆花(Inula ammophila)、沙鞭(Psammochloa villosa)、拂子茅(Calamagrostis epigeios)；乔木有梭梭(Haloxylon ammodendron)、沙枣(Elaeagnus angustifolia) 等。

有一件事显示祖父聪明过人。当时上海正在修建外白渡桥，工程遇到一个难题：外白渡桥建在苏州河上，建桥时打下大量木桩需拔掉，由于苏州河淤泥深厚，拔桩十分不易，主持建桥的英国人采纳了一位年轻木工的建议，退潮时在木桩上绑上大油桶，涨潮时借助浮力轻易地拔起木桩。这个年轻木工就是我的祖父。

  

图1 研究区地理位置示意图Fig.1 Geographical location of research area.

  

图2 研究区1980-2010年起沙风速特征Fig.2 Sand-moving wind speed in research area from 1980 to 2010

2 实验设计与数据分析

2012年9月在研究区选择形态相似、高度约6～8 m的多个沙丘铺设沙障，2013年4月选取1个流动沙丘(对照)、1块梭梭林地以及在迎风坡铺设沙柳(Salix psammophila) 沙障(1 m×1 m)、麦草沙障(1 m×1 m)(图3)的沙丘为试验样地。其中梭梭林密度为1.5 m×2.0 m，盖度30%，平均树高1.5 m。其他各沙障孔隙度均为30%，高度25 cm。在各试验地沙丘迎风侧下垫面布设旋转集沙仪(图4)，并在流动沙丘设置对照观测点，观测不同治理措施下近地表0～30 cm范围内的输沙情况。集沙仪分别竖立布设在沙丘迎风坡坡中以及坡中对应沙障方格的中心位置，底部与地面齐平，进沙口左右分两排，共15个，进沙口为2 cm×2 cm，每次观测时间控制在20～30 min，观测结束后，将集沙仪收集的沙物质带回实验室称重(精度0.01 g)。同时在上述各区域分别布设1台HOBO气象站(图4)，观测距地面20 cm、50 cm、100 cm、150 cm和200 cm高处的风速和200 cm高处的风向。风速仪采样频率10 s，记录间隔1 min。将测得的风速廓线数据利用最小二乘法做相关分析，并进行风速廓线回归分析，得到回归方程，见公式(1)。

1）开启智能手机的APP功能，下载百词斩、扇贝打卡等客户端，结合自身情况，规定任务量，每天记忆单词，反复巩固，扩充词汇量，夯实听力基础。

温湿度独立控制空调系统的优势：1) 冷冻水供水温度由7℃提高至15℃，大幅度提高制冷主机的制冷效率；2) 室内回风的盘管干工况降温工况运行，避免滋生病菌；3) 干式风机盘管送风温度高，吹风感不强，舒适度高；4) 温度、湿度分开控制，节能效果显著[2]。

  

图3 沙障示意图Fig.3 Sketch map of sand barrier

  

图4 仪器布设示意图Fig.4 Sketch map of instrument layout

风速廓线：uz=b+a×lnz，令上式uz=0,

式中：mi为每层沙量(g)；s为积沙仪进沙面积(cm2)；t为积沙时间(min)；qi为每层积沙仪的输沙率(g·cm-2·min-1)；Q为总输沙率，0～30 cm范围内15层的输沙率之和(g·cm-2·min-1)。

(1)

式中：uz为高度z处的风速；a、b为回归系数。

法律应当把公共信息生产和服务作为监管者的主要职责。这主要包括提供民间融资市场总体供需信息、风险信息和信用信息，以减少融资主体信息盲区，降低信息获取成本。微观监管作为重要手段虽不可或缺，但须限制在较小范围内，包括适当的准入控制和合规性运行监管。

同时，引入变化系数来表明各层输沙率的相对变化量，变化系数是3次不同风速下输沙率的标准差与平均数的比值(公式(2))，是一个不带单位的纯数，变化系数越小，表明差异性越小，一致性越高。

变化系数：C.V =SD/Mean

(2)

固沙效率

输沙率：

(3)

Z0=exp(-b/a)

式中：C.V为变化系数；SD为标准差；Mean为平均值。

感恩节过后的周五，是美版“双十一”——Black Friday，俗称“黑色星期五”，是美国人民疯狂买买买的开始。今天，我们就来跟大家聊一下美国的“黑色星期五”。

(4)

式中：Mmeasure为各类固沙措施实施后输沙率(g)；Msand dune为流沙的输沙率(g)。

恩哥解答：没必要。孕期无论是主动还是被动吃很多，除了让你变胖，还会增加巨大儿的风险，最终导致难产。所以，孕期饮食要适量，保持营养均衡，补充适量的叶酸。

3 结果与分析

3.1 不同治理措施下近地表风速廓线和粗糙度对比分析

对各样地0～2 m范围的风速(0.2 m、0.5 m、1 m、1.5 m和2 m)利用最小二乘法建立风速回归方程，进行回归分析得到不同治理措施风速廓线的回归方程(表1)。流沙、沙柳沙障、麦草沙障风速廓线均遵循对数分布规律，梭梭林风速廓线偏离了对数分布规律而遵循线性规律，拟合相关系数均达到0.98，拟合效果较好。通过拟合发现，梭梭林在20～200 cm范围内降低风速效果明显，而麦草沙障在0～20 cm范围内降低风速效果明显。对近地表粗糙度分析发现，梭梭林(90.40 cm)>麦草沙障(9.37 cm)>沙柳沙障(5.43 cm)>流沙(0.06 cm)，分别是流沙的1 494、155、91倍。显然，在近地表设置沙障和生长植物后，地表粗糙度呈现不同程度的增加，近地表风速降低，有效地改变了近地表的风速垂直分布规律进而影响近地表蚀积状况。

 

表1 不同治理措施下近地表风速廓线和粗糙度Tab.1 The wind speed profile near the surface and surface roughness with different measures

  

不同下垫面回归方程Z0/cm流沙u=0．83×ln(z)+6．15 R2=0．886．05×10-2沙柳沙障u=1．74×ln(z)+5．07 R2=0．955．43麦草沙障u=2．12×ln(z)+5．02 R2=0．949．37梭梭林u=1．71×z+2．18 R2=0．9890．4

3.2 不同风速下几种治理措施固沙效率及其变化系数分析

为了能清晰地了解乌兰布和沙漠黄河段区域风沙流结构特征，以及更直接地比较不同治理措施在不同风速下的风沙流结构的差异性，将各种治理措施下不同风速对应的输沙量转化为输沙率。从表2可以看出，流沙、麦草沙障、梭梭林的总输沙率均随风速的增加而增加，但是与流沙相比较，采取治理措施后的总输沙率增加幅度较小。当风速由5.93 m/s增加到7.57 m/s时，流沙总输沙率由4.9×10-2 g·cm-2·min-1增加到73.67×10-2 g·cm-2·min-1，增加了14.03倍；麦草沙障总输沙率由1.77×10-2 g·cm-2·min-1增加到9.85 g·cm-2·min-1，增加了4.56倍；梭梭林总输沙率由1.36×10-2 g·cm-2·min-1增加到3.12×10-2 g·cm-2·min-1，增加了1.29倍；而沙柳沙障总输沙率随风速的增加呈现先增加后减小的趋势，当风速为7.19 m/s时，总输沙率达到最大值，为4.03×10-2 g·cm-2·min-1。

12#～18#坝段坝基固结灌浆共85 498m，其中，进行保护层的岩石钻灌为13 188m，建基面下面的钻灌为72 310m。以下具体阐述施工方案。

随着风速的增加，各类措施的固沙效率呈增加趋势。风速为5.93 m/s时，麦草沙障、沙柳沙障、梭梭林的总输沙率分别是流沙的35.8%、38.2%、27.6%，即麦草沙障、沙柳沙障和梭梭林的固沙效率为61.8%～72.4%；同理，风速为7.19 m/s时，固沙效率为80.7%～95.9%；当风速达到7.57 m/s时，固沙效率为86.6%～97.7%。

 

表2 不同治理措施、不同风速下各高度层的输沙率(×10-2 g·cm-2·min-1)Tab.2 Sand transport rate at each level with different treatment measures and wind speeds (×10-2 g·cm-2·min-1)

  

高度/cm风速/m·s-15．937．197．57ⅠⅡⅢⅣⅠⅡⅢⅣⅠⅡⅢⅣ0～21．690．390．560．1512．820．741．180．6638．640．650．230．882～40．820．090．160．1912．620．590．860．2516．60．690．160．54～60．260．080．250．088．990．730．350．118．140．560．090．246～80．190．080．110．124．670．630．340．113．430．70．150．198～100．180．050．150．11．770．630．230．082．040．610．130．1610～120．110．120．050．081．430．670．130．051．230．730．040．1112～140．220．130．060．091．650．710．130．080．580．780．130．0914～160．440．120．120．110．240．640．120．080．390．650．110．1616～180．090．10．080．050．950．470．070．060．440．730．080．1518～200．310．150．030．040．610．60．140．100．390．760．040．0820～220．180．080．080．080．590．580．140．080．290．650．110．1522～240．150．110．080．080．140．560．080．070．240．690．090．1124～260．060．110．020．050．160．550．090．070．70．660．10．0326～280．090．080．070．080．160．470．080．090．280．50．150．1428～300．110．080．080．060．120．50．090．040．280．490．080．13总输沙率4．91．771．91．3646．929．074．031．9373．679．851．693．12固沙效率/%-64．261．872．4-80．791．495．9-86．697．795．8

注：Ⅰ-流沙；Ⅱ-麦草沙障；Ⅲ-沙柳沙障；Ⅳ-梭梭林.

从图5看出，流沙30 cm范围内各层的变化系数范围在0.24～0.92之间。0～16 cm范围内，各层输沙率变化系数[5]趋于稳定，在14～16 cm处出现最小值，表明在一定风速范围内风速对各层输沙率的影响基本一致，并在14～16 cm处风速对输沙率的影响最小；16～30 cm范围变化系数大幅度波动，表明此范围内风速对输沙率的影响较大；沙柳沙障0～30 cm范围内各层变化系数在0～0.84之间，同样在14～16 cm处出现输沙率基本没有变化的稳定层，输沙率为0.11 g·cm-2·min-1，其余各层输沙率变化系数大幅波动，风速对输沙率影响较大；麦草沙障0～30 cm范围内各层变化系数在0.25～0.63之间，在0～2 cm处最小，麦草沙障匍匐于地表的特性决定了近地表0～2 cm受风速条件的影响最小，输沙率为0.39～0.74×10-2 g·cm-2·min-1，其余各层变化系数较大；梭梭林0～30 cm范围内各层变化系数在0～0.71之间，在12～14 cm处最小，输沙率为0.08～0.09×10-2 g·cm-2·min-1。但对其整体而言，风速对各层输沙率影响较大，在4 cm处输沙率变化系数达到最大为0.71。

为更清楚地了解几种治理措施下风沙流结构的差异，将风沙流分层进行分析(表3)。

  

图5 不同治理措施0～30 cm各层输沙率变化系数Fig.5 Variation coefficient of sediment transport rate at different layers of 0-30 cm

3.3 不同风速下各治理措施的风沙流结构特征值对比分析

采取措施后，沙柳沙障和麦草沙障风速廓线均遵循对数分布规律，而梭梭林处的风速廓线却偏离了对数形式，其原因与梭梭本身为一种柔韧性粗糙元有关，在相同的下垫面风况下，粗糙元的形态和结构是随时发生改变的[6]。拟合后发现梭梭林在20～200 cm范围内降低风速效果明显，而麦草沙障在0～20 cm范围内降低风速效果明显，可能由于梭梭林主干基部单一、上层枝叶繁茂，麦草沙障匍匐于地表，进而导致二者对风速阻挡能力产生差异有关，这也是在防风固沙初期用沙障保护植被幼苗成活的主要考虑因素。但由于野外环境下一些参量无法调整和控制，所以此现象的分析基本为定性分析，还需进一步通过风洞实验加以验证分析。

流沙各层变化系数逐渐减小说明一定范围内相对输沙率与风速的相关性在减小，在梭梭林和沙柳沙障某高度处(14 cm、16 cm、18 cm)变化系数出现0值，更有力地说明治理措施在改变风沙流结构的同时降低了某高度处输沙率与风速的相关性。

根据输沙率百分比在各高度层的比例分配，本文划分0～2 cm贴近床面风沙流为下层，2～10 cm为中层，10～30 cm为上层。研究发现，随风速的增加，流沙下层(0～2 cm)输沙率百分比先由51.28%减小到27.33%，再增加到52.48%，呈现出先减小后增加的规律，中层(2～10 cm)输沙率百分比略有变化，但基本保持在30%～40%之间，上层(10～30 cm)输沙率百分比由33.95%降低到6.5%，呈现递减规律；铺设沙柳沙障和麦草沙障下层输沙率百分比逐渐减小，中上层输沙率百分比增加，规律明显；在梭梭林地，下层输沙率百分比增加，中上层输沙率百分比略有减少。

将中层看作不变层，利用上层与下层的比值计算风沙流结构特征值(λ)，随着风速的增加，流沙的特征值(λ)逐渐减小，麦草沙障的特征值(λ)逐渐增大，而沙柳沙障和梭梭林的特征值(λ)却先减小后增大。

 

表3 不同风速、不同治理措施下风沙流结构Tab.3 Sand flow structure with different treatment measures and wind speeds

  

风速不同措施ⅠⅡⅢⅣ5．93m/s输沙率/g·cm-2·min-10．04890．01750．01870．0135上层Q10-300．01760．01070．00640．0072(10～30cm)%35．95%60．81%34．38%53．09%中层Q2-100．01440．00300．00670．0048(2～10cm)%29．47%17．10%35．71%35．80%下层Q0-20．01690．00390．00560．0015(0～2cm)%51．28%22．09%29．91%11．11%特征值λ1．042．741．144．807．19m/s输沙率/g·cm-2·min-10．46900．09050．04030．0193上层Q10-300．06040．05730．01080．0072(10～30cm)%12．88%63．55%26．71%37．23%中层Q2-100．28040．02580．01780．0055(2～10cm)%59．79%28．45%44．10%28．57%下层Q0-20．12820．00740．01180．0066(0～2cm)%27．33%8．20%29．19%34．20%特征值λ0．477．740．921．097．57m/s输沙率/g·cm-2·min-10．73630．09840．01660．0310上层Q10-300．04790．06630．00910．0114(10～30cm)%6．50%67．34%54．89%36．69%中层Q2-100．30200．02560．00530．0109(2～10cm)%41．02%26．05%31．58%35．08%下层Q0-20．38640．00650．00230．0088(0～2cm)%52．48%6．61%13．53%28．23%特征值λ0．1210．23．961．30

注：Ⅰ-流沙；Ⅱ-麦草沙障；Ⅲ-沙柳沙障；Ⅳ-梭梭林.

4 讨论

4.1 不同治理措施对风速廓线和地表粗糙度的影响

研究发现同一治理措施下，总输沙率以及0～30 cm范围内绝对输沙率均随风速的增加而增加。

在采取措施后，地表粗糙度相比流沙均有增加，其中梭梭林近地表粗糙度增加最为明显。流沙近地表粗糙度为0.06 cm，与高永等[7]在毛乌素沙地测定的流沙表面粗糙度在同一数量级上，而与夏建新等[8]在风洞中研究的光滑沙床表面粗糙度并不在同一个数量级上，表明野外观测与风洞模拟粗糙度的测定还存在一定的差异性。

4.2 不同治理措施对风沙流结构的影响

在对研究区流沙风沙流结构的研究中发现，风速从5 m/s左右增加到7 m/s左右的过程中，流沙下层(0～2 cm)输沙率百分比呈现出先减小后增大的异常规律。包岩峰等[6]在毛乌素沙地风沙流结构研究中发现，在风速为11.5 m/s左右时，相对输沙率变化为下层减少，上层增加，马世威等[9]曾观测到同样的现象，他认为这是由于增加了气流中的总沙量会增加沙粒间的碰撞与冲击，从而使沙粒搬运高度上升。由于研究环境不同，本研究中变异值出现时的风速与包岩峰等人得出的风速并不一致，所以对于某一特定地区，风沙流结构变异值出现时的风速还有待进一步研究。

铺设麦草和沙柳沙障后，随风速的增加，风沙流结构表现为下层输沙率百分比减少，上层增加，与流沙风沙流结构大不相同，说明在铺设沙障后，改变了近地表风沙流结构，其根本原因是部分气流遇阻速度降低，携沙能力也随之下降，部分气流遇阻抬升，消耗能量的同时将部分沙粒搬运至上层。在梭梭林地，随风速的增加，下层输沙率百分比增加，中上层输沙率百分比略有减少，有悖于常规规律，导致在近地表(0～30 cm)固沙效果相比沙障较差，其原因与梭梭林本身的高度、冠幅、根冠比有关。

4.3 不同治理措施的机理性差异

本文研究的防沙治沙措施既有工程措施(沙柳沙障、麦草沙障)，也有植物措施(梭梭林)。沙柳沙障属直立式透风沙障，其防治机理主要表现为：在风沙流所通过的路线上布设沙障，风速遇阻降低，携沙能力下降而沉积在沙障周围，以此来减少风沙流的流沙量，从而起到防风治沙的作用。如果进行多行配置，还可以降低障间风速，减轻或避免再度起沙、障间风蚀等危害；麦草沙障属直立式隐蔽沙障，障顶与沙面齐平或稍露出沙面，因此对地上部分的风沙径流影响不大，而其主要作用是制止地表沙粒的沙纹式移动，起到一个控制风蚀基准面的作用，虽然设障后沙粒仍在动，但总的地形并不发生变化。梭梭林是常见的防风固沙植物之一，可以有效地降低近地表风速，降低风沙流的携沙能力，增加近地表粗糙度，并且其适应干旱、贫瘠等特性也决定了梭梭在防风固沙植物中的特殊地位。理论上，梭梭林防风效果显著，各类沙障固沙效果显著，实际防风固沙工作中，防风和固沙兼需考虑，所以，可以选择植物措施和工程措施相结合的防风固沙方式，即初期在流沙上铺设沙障，在沙障内种植梭梭，既可保证梭梭幼苗期免受风沙危害，保证植被存活，等2～3年后沙障失去作用时植被长成又可起到降低风速的作用。对于一些自然条件好的沙区，沙障是临时性防护措施，待沙障保护下来的植物措施发挥防护效益，就不再维护沙障；对一些条件恶劣、植被稀疏的沙区，沙障有必要作为永久性防护措施，单独发挥其重要作用。实践证明，只有工程措施与植物措施相结合，防沙治沙才能取得良好效果。

5 结论

(1) 在铺设沙障后和梭梭林地，近地表处风速相比流沙均有明显降低。流沙、沙柳沙障、麦草沙障的风速廓线均遵循对数分布规律，拟合系数均达0.87以上。粗糙度排序依次为：梭梭林(90.4 cm)>麦草沙障(9.37 cm)>沙柳沙障(2.85 cm)>流沙(0.06 cm)。

(2) 各治理措施的固沙效率随风速增加而增加，铺设沙柳沙障后输沙率为流沙的2.2%～38.2%，麦草沙障输沙率为流沙的13.3%～35.8%，梭梭林地输沙率为流沙的4.2%～27.6%。一定风速范围内，流沙各层相对输沙率与风速的相关性逐渐减小；麦草沙障、沙柳沙障和梭梭林在改变风沙流结构的同时也降低了输沙率与风速的相关性。

(3) 从分层结构来看，随风速的增加，铺设沙柳沙障和麦草沙障的地表下层输沙率百分比逐渐减小，中上层输沙率百分比有所增加；梭梭林下层输沙率百分比增加，中上层输沙率百分比略有减少。风沙流结构特征值λ，流动沙丘的特征值逐渐减小，麦草沙障的特征值逐渐增大，而沙柳沙障和梭梭林的特征值先减小后增加。

(4) 在以后的防风固沙工作中，建议前期设置沙障以降低近地表风速，减少地表流沙活动强度，在沙障内种植梭梭幼苗，减少了沙土水分蒸发和风沙活动给植物幼苗带来的伤害，待沙障消耗殆尽失去作用之前，保证梭梭幼苗成活，成活的梭梭继续发挥防风固沙的作用。

这是典型的民营企业“离场论”，与此类似的还有公私“合营论”、党建工会“控制论”等观点在网上流行。可以说，从下到上，都不同意这类观点。加之中美贸易战的影响，民营经济出现了一些不安定的现象。

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