不同时间尺度农田风沙流模拟

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00052

中国沙漠

2020, Vol. 40

Issue (5): 81-88 DOI: 10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00052

不同时间尺度农田风沙流模拟

黄亚鹏¹(

),郭中领¹(

),常春平¹,王仁德²,李继峰¹,李庆²

^1.河北师范大学资源与环境科学学院，河北石家庄 050024
^2.河北省科学院地理科学研究所，河北石家庄 050021

Modeling aeolian sand flux over farmland for different time scales

Yapeng Huang¹(

),Zhongling Guo¹(

),Chunping Chang¹,Rende Wang²,Jifeng Li¹,Qing Li²

^1.College of Resource and Environment Sciences，Hebei Normal University，Shijiazhuang 050024，China
^2.Institute of Geographical Sciences，Hebei Academy of Sciences，Shijiazhuang 050021，China

全文: PDF(2538 KB) HTML

摘要：

多数输沙通量预报方程有一个或者多个基于特定环境的经验系数，该系数随时间、环境发生变化，能够反映土壤的可蚀性。选取2017年和2018年河北坝上地区康保县两个地点的不同时间尺度的输沙通量实测数据和风速数据进行分析，发现农田环境下输沙通量随摩阻风速的变化呈指数函数关系。与Bagnold方程、Kawamura方程、Zingg方程、Lettau方程4个输沙通量预报方程预测的输沙通量进行比较后发现，4个方程的预测值并不能很好地反映试验地的实测输沙通量。利用实测数据获得针对观测点的经验系数后发现输沙通量预报方程的经验系数随着时间在不断变化，采用合适的时间尺度对计算输沙率有重要意义。

关键词： 风沙流; 时间尺度; 输沙方程; 土壤风蚀

Abstract:

Most aeolian sand transport models have empirical parameters which can account for the erodibility of the soil. In this paper， the transport rates predicted using four models by Bagnold （1937）， Kawamura （1951）， Zingg et al （1953） and Lettau et al （1978） were compared based on the observed data with different time scales at two typical sites in 2017 and 2018 in Kangbao County， Hebei Province， China. The results revealed that the predicted values of the four models were generally related to the observed transport rates. The relationship between the observed sand transport rates and friction wind velocity followed an exponential function. The new parameters of the four models were determined by calibrating the four models with observed data. It revealed that the empirical parameters of the models changed with time scales. More studies related to the parameters of aeolian sand transport models are required.

Key words: aeolian sand transport time scale aeolian sand flux model wind erosion

收稿日期: 2020-04-09 出版日期: 2020-09-28

ZTFLH:

X169

基金资助: 国家自然科学基金项目(41877066);河北省自然科学基金项目(D2018205192);第三批河北省青年拔尖人才计划项目(13505197)

通讯作者: 郭中领 E-mail: 1169929221@qq.com;gzldhr@163.com

作者简介: 黄亚鹏（1996－），男，河北唐山人，硕士研究生，主要从事土壤风蚀研究。E-mail： 1169929221@qq.com

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引用本文:

黄亚鹏,郭中领,常春平,王仁德,李继峰,李庆. 不同时间尺度农田风沙流模拟[J]. 中国沙漠, 2020, 40(5): 81-88.

Yapeng Huang,Zhongling Guo,Chunping Chang,Rende Wang,Jifeng Li,Qing Li. Modeling aeolian sand flux over farmland for different time scales. Journal of Desert Research, 2020, 40(5): 81-88.

链接本文:

http://www.desert.ac.cn/CN/10.7522/j.issn.1000-694X.2020.00052 或 http://www.desert.ac.cn/CN/Y2020/V40/I5/81

图1 研究地点和仪器布设A：地点1仪器布设图，箭头指示风向；B：地点2仪器布设图，箭头指示风向；C：梯度风速仪；D：自动连续称重式集沙仪； E：布设在地点2的不可蚀边界

表1 表层(0~2 cm土层)土壤的理化性质

图2 两个地点不同时间尺度输沙通量和摩阻风速的定量关系柱状图代表输沙通量，线状图代表摩阻风速；拟合方程中，y为输沙通量，x为摩阻风速

表2 两个地点不同时间尺度预测值与实测值拟合方程的R2以及NSC值

表3 两个地点不同时间尺度拟合方程y=ax的a值

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