不同防沙措施的风沙流及其携沙粒度垂直分异特征

为了揭示不同防砂措施影响下风沙流结构和携砂粒径的变化规律，采用木材和尼龙网制作了四种防砂措施模型：方形防砂墙、单防砂墙、双防砂墙和挡砂墙。通过风洞实验测量了测量前后的风沙流结构，并结合Mastersizer3000激光粒度分布仪分析了风沙样品的粒度组成。结果表明：（1）不同措施的迎风面风沙流垂直分布与未采取措施的迎风面风沙流垂直分布基本相似。输沙量随高度的增加而减少，88%以上的输沙量集中在0～10cm的高度层。而背风侧的输沙量随高度先增大后减小，随着沙障规格的减小、高度的增加、孔隙率的减小而行距的缩小，输沙浓度范围逐渐向上移动，输沙量的峰值位置从通风型方格沙障（7cm）向上移动，高度较低，变为不通风型挡土墙（26cm），高度较高，近地表0~10cm高度的层状泥沙量较少。（2） 受不同防砂措施的影响，不同高度的砂土粒度特征存在显著差异，砂土粒度的总体变化规律随高度的增加而逐渐减小。细砂和中沙砂主要分布在地表附近5~25cm的土层中，而细砂、中沙砂和粗砂则分布在地表附近0~5cm的土层中，峰值出现在0.300mm附近，平均含量约为12.09%。粒度参数的变化受测量规格变化的影响较小，更多地体现在高度层的差异上。不同措施下各高度层的砂粒分选性好，偏差极为正。随着测量参数的增强，峰度由宽、平变为中、尖、窄，由单沙障（0.990）、单沙障（0.990）和双行沙障（0.996）变为挡沙墙（1.086），且随着指示风速的增加，上述变化规律逐渐增大。