《地质地貌学》第十章 风沙地貌-课件.ppt

地质与地貌学 第十章 风沙地貌 一、概念 风力侵蚀(wind erosion)指土壤颗粒或沙粒在气流冲击作用下脱离地表，被搬运和堆积的一系列过程，以及随风运动的沙粒在打击岩石表面过程中，使岩石碎屑剥离出现擦痕和蜂窝的现象。风力侵蚀简称为风蚀。 风蚀必须具备大风和干燥的土壤两个条件，发生于年降水小于200-300的干旱和半干旱区域。 第十章 风沙地貌 风对地表松散堆积物的侵蚀、搬运和堆积过程所形成的地貌，称为风沙地貌。 风沙地貌主要分布在干旱气候区。 我国的风成地貌，除极少部分散布在湿润地区不计以外，主要分布在我国的西北、华北北部和东北西部的干旱和半干旱地带内，共有109.5万km2，约占全国面积的11.4%。 教学内容 第一节 风沙作用 第二节 风沙地貌 第三节 沙尘暴 第四节 沙漠化及其防治 第一节 风沙作用 一、风沙运动 风沙运动是一种贴近地面的气流对沙粒的搬运现象。 一、风沙运动 1、沙粒起动的机制 半个多世纪以来，中外科学家对静止沙粒受力起动机制进行了深入的研究，并形成了多种假说，如冲击碰撞说，压差升力说及湍流的扩散作用说等，但都没有圆满地解决这一问题。 1980年吴正和凌裕泉在风洞中用高速摄影方法对沙粒运动过程进行了研究。认为沙粒碰撞所产生的冲击力在沙粒起跳中起主导作用。 1、沙粒起动的机制 2、临界风速与起沙风 假定地表风力逐渐增大，达到某一临界值后，地表沙粒脱离静止状态开始运动，这时的风速称为临界风速或起动风速，一切大于起动风速的风称为起沙风。通常起沙风风速4-7m/s。 起动风速与沙粒粒径、地表性质、沙粒含水率等多种因素有关。 国内外专家研究证实，在一般情况下起动风速和沙粒粒径的平方根成正比。 二、风沙侵蚀作用 风沙对地表物质的吹蚀和磨蚀作用，统称风沙的侵蚀作用。 1. 吹蚀作用 风吹过地表时，产生紊流，使沙离开地表，从而使地表物质遭受破坏，称为吹蚀作用。 风的吹蚀能力，与地表物质粒径的起沙风速大小直接有关。风速超过起沙风速愈大，吹蚀能力愈强，一般组成地表的颗粒愈小，愈松散、干燥，要求的起沙风速较小，受到的吹蚀愈强烈。 2. 磨蚀作用 风沙紧贴地面迁移时，沙粒对地表物质的冲击、摩擦的作用，称为磨蚀作用。 迎风面的岩壁、特别是砂岩，由于风沙流钻进孔隙之中，不断旋磨，可能形成口小内大的风蚀穴。 由于风沙流中的沙粒集中分布在距离地面30cm之内，所以沙漠区的电线杆下部可因磨蚀而折断。 三、风沙搬运作用 地表松散的碎屑物，不断随风力强弱、粒径大小和质量轻重，由源地通过悬移（悬浮）、跃移（跳跃）和蠕移（推移）等方式转移到别处的作用，称为风沙搬运作用。 悬移 跃移 蠕移 1、悬移 当沙粒起动后以较长时间悬浮于空气中而不降落，并以与风速相同的速度向前运动时称为悬移。悬移运动的沙粒称为悬移质。 悬移质粒径一般为小于0.1mm甚至小于0.05mm的粉沙和粘土颗粒。 由于其的体积小质量轻，在空气中的自由沉速很小，一旦被风扬起就不易沉落，因而可长距离搬运。 如中国黄土不但可从西北地区悬移到江南，甚至可悬浮到日本。悬浮沙量在风蚀总量中所占比例很小，一般不足5%，甚至1%以下。 2、跃移 沙粒在风力作用下脱离地表进入气流后，降落到沙面时有相当大的动能，能使其降落点周围的一部分沙粒受到撞击而飞溅起来，造成沙粒的连续跳跃式运动。沙粒的这种运动方式称为跃移，跃移运动的沙土颗粒称为跃移质。 跃移运动是风沙运动的主要形式，在风沙流中跃移沙量可能达到运动沙量总重量的1/2甚至3/4。粒径0.1～0.15mm的沙粒最易以跃移方式移动。 在沙质地表上跃移质的跳跃高度一般不超过30cm，而且有一半以上的跃移质是在近地表5cm高度内活动。它的飞行距离与跃起高度成正比。在戈壁或砾质地面上，沙粒的跃起高度可达到1m以上，沙粒的飞行距离更远。 3、蠕移 沙粒在地表滑动或滚动称为蠕移，蠕移运动的沙粒称为蠕移质。 在某一单位时间内蠕移质的运动可以是间断的。蠕移质的量可以占到总沙量的20～25%。 呈蠕移运动的沙粒都是粒径在0.5～2.0mm左右的粗沙。造成这些粗沙运动的力可以是风的迎面压力，也可以是跃移沙粒的冲击力。 观测表明以高速运动的沙粒在跃移中通过对沙面的冲击，可以推动6倍于它的直径或200倍于它的重量的粗沙粒。随着风速的增大部分蠕移质也可以跃起成为跃移质，从而产生更大的冲击力。 三、风沙搬运作用 三、风沙搬运作用 在风沙运动中，跃移运动是风力侵蚀的根源。 这不仅表现在跃移质在运动沙粒中所占的比重最大，更主要的是跃移沙粒的冲击造成了更多悬移质和蠕移质的运动。 正是因为有了跃移质的冲击，才使成倍的沙粒进入风沙流中运动。 因此防止沙质地表风