荒漠化防治工程学.doc

黄羊滩实习 一.实习地概况： 张家口市宣化区黄羊滩林场——洋河河谷的流动沙地 1.地理位置：宣化区位于北纬40°37′，东经115°03′，东南近临首都北京150公里，西连晋蒙。素有“京西第一府”之称。黄羊滩就位于宣化区东部黄羊山脚下。由于地处北京市西北方向上风口，每年从黄羊滩卷走的沙土约2.57万吨；冲走泥沙约65万吨，最终淤积到官厅水库。黄羊滩的风沙、泥沙成为北京空气质量下降和官厅水库淤积的主要因素，黄羊滩也因此被比作扣在北京头上的大“沙盆”。 2.地貌特征：流动沙丘，流动沙丘和半固定沙地交错分布的地貌。固定沙地，现在已经没有流动沙丘了。东南风来，沙丘移动，沙角的沙柳就给固定住了，西北方向不能再回去了。最高点烟筒山海拔1023.2米，最低点洋河畔海拔591米。地势东北高，西南低，逐渐倾斜。平原、河川与山地、丘陵面积各半，地形地貌非常独特。 3、水文特征：沙地区年降水量在380mm左右，宣化区境内有四条河流，常年河道有属于永定河水系上游支流的洋河和柳川河；季节性河有城东的大、小泡沙河。洋河：位于宣化城南2公里处，由张家口市桥东区流入宣化区，向东南穿流过境，经下花园、涿鹿县与桑干河汇合，注入官厅水库。境内长约18.9公里，宽200米。年平均径流量为4.62亿立方米，月最大流量2.705亿立方米（多发生在7、8月），河床坡度0.25-0.3％。 4.植被特征：黄羊滩过去草色稀疏、少有树木，沙滩里寸草不生、一片金黄；现在经过治理，引入了多种乔灌木和草本植物。共有树种有７０多种，草种有５０多种。新疆杨，清秀挺拔；樟子松，青翠蓬松；侧柏，状如绿色的窝头；那一片片沙枣，如同美丽的灰姑娘；沙柳，细枝倒垂就像披肩的长发。茂密的草丛中，不仅有本地常见的艾蒿、沙蓬、苜蓿等草种，还有又高又密的沙打旺等从外地引进的草种。 5、土壤特征：黄羊滩沙地地区的土壤，按照粒径的划分，以粗沙为主，另外还有很多砾石、极粗沙和细沙。 二．黄羊滩沙地成因分析： 据史料记载，黄羊滩原生群落为疏林草原，是晚唐时沙陀国晋王李克用的牧马场。黄羊滩的得名缘自这里林草茂盛、气候宜人，曾经是黄羊成群结队经常出没的地方。直至一百年前，这里仍然山泉清澈、林草茂盛。 由于近代的过度垦植、超载放牧，致使黄羊滩草类衰退、植被减少以至完全沙化。至上世纪八十年代，黄羊滩约有三分之二的土地原有植被荡然无存，上百道黄沙梁犹如一条条沙龙蜿蜒起伏，成了完全沙漠化的不毛之地。 关于沙物质的来源，有人指出：宣化受大陆性季风气候的影响，全年偏西北风；又由于地理位置连接内蒙古的原因，沙物质是由于长年的风从内蒙古高原等地吹过来的。但越来越多的科学家指出，黄羊滩沙地的沙物质是河冲积形成的。洋河中泥沙含量较高，流到华北平原沉积量增大；洋河由于水量减少，原先的河床地带逐渐裸露，在风化条件下开始逐渐沙化，随着时间的推移，就形成了后来的沙地。 三．地表粗糙度测定实验： 1.实习目的：掌握地表粗糙度的测定方法，明确地表粗糙度的物理和实践意义，获得流动沙丘与固定、半固定沙丘对地表粗糙度的影响，为防沙治沙措施提供设计参数。 2.实验原理： 地表粗糙度反映地表的粗糙程度。在流体力学中，通常把固体表面凸出部分的平均高度叫做粗糙，用Z0表示。 V=5.57VF×lgH/Z0 （3.7） 式中：V—高度H处的风速，m/s；VF—摩阻流速，m/s ；Z0—地表粗糙度，cm。 由此，可以推导出粗糙度的计算公式： 式中：Z0—粗糙度；V1—同一时刻Z1高度处风速，m/s； V2—同一时刻Z2高度处风速，m/s。 这样只要测定出某一地表上任意两个高度所对应的风速，即可计算出某一地表的粗糙度。 3.实验仪器： 手持风速仪两台。 4.实验步骤： a.确定观测点：具有代表性， b.仪器安装：将两个风速仪安置在距地表0.5m和2.0m处，要求风速仪在测杆的上风方向，且两个风速仪不能在一条垂直线上，即两仪器错开些位置，但又必须保证都在测杆的上风向。 c.风速观测及记录：测定30s的平均风速，重复进行20次以上。 地表粗糙度测定及计算 实习地1: 序号 200cm高处风速（m/s） 50cm高处风速 （m/s） 风速比 LgZ 粗糙度 1 4.4 3.2 1.375 0.093477 1.240157 2 7.3 5.4 1.351 -0.01215 0.972416 3 6.6 4.6 1.434 0.314232 2.061731 4 6.4 4.8 1.333 -0.10721 0.78125 5 6.5 4.6 1.413 0.241351 1.743215 6 5.2 3.7 1.405 0.213889 1.636397 7 5.2 4.0 1.3 -0.3079 0.4