雅丹地貌与风水营力互馈机理的定量研究

Yardang landform is always known as one of the typical wind erosion landforms. During the past about hundred years, although many progress had made, including definition, distribution, classification, formation and evolution condition, evolution process, ages, the quantitative feedback mechanism among yardangs, wind and water isn't clearly. Based on the observation base in the National Yardang Landform Geo-park, Dunhuang, the applicant will use field observation, experimental simulation and numerical simulation on yardangs erosion rate, wind regieme and precipitation to reveal the aeolian-sand transport law and surface erosion-deposition process under narrow pipe effect and establish quantitative models for yardang erosion. this research also has important significance both theoretical and practical,including deeply understanging the yardang process, geological relics conservation, tourism resource development, aeolian erosion hazard reduction in arid regions

雅丹地貌通常被认为是风蚀地貌的典型代表，历经百余年的研究，在很多方面都取得了进展，但对其与风水等外营力之间的互馈机理仍缺乏定量研究。项目申请者将以甘肃敦煌雅丹国家地质公园区内已建立的观测基地为平台，通过对雅丹地貌侵蚀速率和风况、降水的实地观测，实验模拟和数值模拟，以揭示雅丹地貌狭管效应下的风沙运动规律和地表蚀积过程，建立雅丹地貌侵蚀的定量模型。这对深入认识雅丹地貌的形成发育过程具有重要的理论意义，同时对保护雅丹地貌等地质遗迹和开发干旱区旅游资源，防治干旱地区风蚀灾害等具有重要的实践意义。

雅丹地貌有着独特的造型和神秘的成因，受到社会各界的广泛关注，特别是近年来以雅丹为主题的世界地质公园和世界自然遗产预备名单的申报成功，必将促进雅丹地貌基础理论的研究。本项目以甘肃敦煌雅丹地质公园区为研究区域，在前期研究的基础上，对雅丹地貌形成发育的动力条件和雅丹分布格局间的动力-形态耦合关系、雅丹廊道的物质组成变化特征、廊道狭管效应及其对风沙运动的影响、雅丹地貌侵蚀过程的风洞模拟实验和野外高精度观测，以及区域雅丹形成年代等问题进行了研究，获得了一大批宝贵的气象、水文、风沙、雅丹形态参数、侵蚀速率、廊道物质组成和雅丹形成年代数据，提出了区域雅丹发育模式的单向动力、双向动力和多向动力作用的空间差异性及其对应的雅丹形态特征，雅丹狭管效应的极大值为1.12倍，即可增大风速12%，进而增加风蚀量，提出雅丹侵蚀速率和有效起沙风速间存在幂函数递增关系，而与输沙率之间存在线性关系，实地观测得出雅丹侵蚀速率为5.43~18.64 mm/a，并具有自下而上，自头部向尾部指数衰减的变化规律，发表相关学术著作1部，学术论文6篇，其中SCI3篇，实用新型专利1项，所著专著连续获得三项奖励，入选2015全国优秀科普著作奖（1/50），相关研究成果在雅丹保护规划，世界地质公园和世界自然遗产的申报工作中，其中世界地质公园已成功获批，世界自然遗产已进入预备名单。