戈壁地表风沙动力过程及道路工程沙害防治研究进展

张克存, 潘加朋, 安志山, 谢胜波, 薛承杰, 王军战

Research progress on aeolian dynamics and sand hazard prevention along road in gobi regions

Kecun Zhang, Jiapeng Pan, Zhishan An, Shengbo Xie, Chengjie Xue, Junzhan Wang

表1 戈壁风沙起动及输移过程关键参数及其定量化表征

Table 1 Key parameters and quantitative characterization of sand initiation and transport processes in gobi regions

名称	公式	提出者（提出年份）	应用范围	编号
起沙风速	$u = 5.75 A \sqrt[]{\frac{ρ_{s} - ρ}{ρ} g d} l g \frac{Z}{Z_{0}}$	Bagnold (1941)^[34]	表征能使戈壁地表松散沙粒起动的最低风速	（1）
风沙流结构特征值	$λ = \frac{Q_{2 - 10}}{Q_{0 - 2}}$	Wu等 (1965)^[35]	评估戈壁地区沙与砾石表面上的风沙流输送状态	（2）
粗糙元	$R_{S} = (\frac{τ_{S}}{τ_{R}}) (\frac{S_{e}}{S})$	Gillette等 (1989)^[36]	确定位于戈壁砾石间的可蚀表面所承受的动量通量分量	（3）
阻力系数	$l n C_{d} = a + b / C^{0.5}$	Dong等 (2002)^[37]	不同自由来流风速下戈壁砾石与阻力系数的关系	（4）
沙粒起动剪切风速比值	$R_{t} = \frac{1}{{(1 - m σ λ)}^{0.5} {(1 + m β λ)}^{0.5}}$	Raupach等 (1993)^[38]	评估戈壁砾石对地表的保护作用	（5）
沙粒起动剪切风速比值	$R_{t} = \frac{u_{* t S}}{u_{* t R}}$	Tan等 (2019)^[39]	评估戈壁砾石对地表的保护作用	（6）
输沙率	$Q = C \sqrt[]{\frac{d}{D}} \frac{ρ}{g} u_{*}^{3}$	Bagnold (1941)^[34]	评估戈壁地区的输沙能力，侧重于相对平坦开阔的戈壁地形且有一定松散沙源	（7）
	$Q = K_{4} \frac{ρ_{s}}{g} (u_{} - u_{ t}) {(u_{} + u_{ t})}^{2}$	Kawamura (1951)^[40]		（8）
	$Q = C e^{β (v - u)}$	尹永顺 (1989)^[41]		（9）
输沙通量垂直分布方程	$q = {(\frac{b}{z + a})}^{1 / n}$	Zingg (1953)^[42]	评估戈壁地区的输沙能力，侧重于相对均一的戈壁地貌且沙源有一定的流动性	（10）
	$q = a + b e x p [- 0.5 {(\frac{h - c}{d})}^{2}]$	Dong等 (2004)^[43]		（11）
	$q = k_{1} e x p (- \frac{h}{k_{2}})$	Dong等 (2004)^[43]		（12）