土壤风蚀中粉尘释放问题的研究进展

王仁德, 李庆, 常春平, 郭中领, 李继峰, 邹学勇, 张春来, 苑依笑, 刘颖, 周娜

Review of dust emission in soil wind erosion

Rende Wang, Qing Li, Chunping Chang, Zhongling Guo, Jifeng Li, Xueyong Zou, Chunlai Zhang, Yixiao Yuan, Ying Liu, Na Zhou

表1 粉尘释放模型汇总

Table 1 Summary of dust emission models

模型类型	模型简称	模型表达式	参数含义
经验模型	G-P模型	$F_{d} = C ? u_{}^{4} (1 - u_{ t} / u_{})$ $u_{} \geq u_{* t}$	F_d，粉尘释放通量; u_，摩阻风速; u_t，临界摩阻风速; $Q_{s}$ ，跃移冲击作用强度; $η_{c}$ ，土壤中黏粒含量; F_d,i，粒径为d_i 的粉尘释放通量; d_i，3个对数正态分布群体粉尘粒子的中值粒径; e_i，3个对数正态分布群体粉尘粒子结合能; ρ_p，土壤颗粒密度; β，动能通量与水平跃移通量的转化系数; P_i (D_p)，跃移颗粒动能在3个对数正态分布群体间的分配比例; N_i，粒径为d_i 的粉尘个数通量; $α$ ，跃移冲击效率对粉尘粒径和跃移颗粒粒径依赖性的经验方程; f，从凹坑移除颗粒中粉尘所占的比例; ρ_b土壤体积密度; p，土壤塑性压力的水平分量; η_fi，最大分散状况下粒径为d_i 的粉尘在土壤中占比; γ，风蚀物粒径分布中最小分散土壤粒径分布所占的权重; $σ_{m}$ ，跃移颗粒撞击地表产生凹坑中土壤质量与跃移撞击颗粒质量之比; d₁ 和d₂ 分别为跃移风蚀物粒度分布的下限和上限; C、C_α 、C_β 、C_y，经验系数; f_bare，地表裸露土壤的占比; f_clay，土壤中黏粒的含量; $u_{* s t}$ ，标准临界摩阻风速； $? θ$ ，团聚体破碎指数；DR，粉尘在悬移颗粒物中的占比；SR，风蚀物中悬移与跃移颗粒物含量之比；CS，跃移颗粒搬运参数。
物理机制模型	M-B模型	$F_{d} = 0.01 Q_{s} e x p (0.308 η_{c} - 13.82)$
	DPM 模型	$F_{d, i} = (π ρ_{p} d_{i}^{3} / 6) N_{i}$ ； $N_{i} = \frac{β}{e_{i}} / \int_{D_{p} = 0}^{\infty} P_{i} (D_{p}) d Q_{s} (D_{p})$
	WEAM模型	$F_{d} = α Q_{s} u_{* t, d}^{- 2}$
	L-S模型	$F_{d} = C_{α} g f (ρ_{b} / 2 p) (0.24 + C_{β} u_{*} \sqrt[]{ρ_{p} / p}) Q_{s}$
	Shao04 模型	$F_{d i} (d_{s}) = C_{y} η_{f i} (1 - γ) (1 + σ_{m}) g Q_{s} / u_{*}^{2}$ ； $F_{d i} = \int_{d_{1}}^{d_{2}} F_{d i} (d_{s}) p_{s} (d) δ_{d}$ ； $F_{d} = \sum_{i = 1}^{I} F (d_{i})$
	Kok模型	$F_{d} = C_{d} f_{b a r e} f_{c l a y} \frac{ρ_{a} (u_{}^{2} - u_{ t}^{2})}{u_{* s t}} {(\frac{u_{}}{u_{ t}})}^{θ}$
基于风蚀模型的模型	WEPS模型	$F_{d} = D R ? S R ? C S ? u_{}^{2} (u_{} - u_{* t})$