三、风沙搬运作用

风挟带各种不同颗粒的沙物质，使其发生不同形式和不同距离的迁移， 称为风沙搬运作用。

风沙搬运的形式，依风力、颗粒大小和质量不同，有下列三种（图 7—4）：

①悬移——悬浮于空气中的流动；②跃移——跳跃式运动；③蠕移——沙子沿地表滑动和滚动。观测表明，通常粒径小于 0.05 毫米的细小颗粒（粉沙和尘土），由于它们体积细小，质量轻微，在空气中的自由沉速很小，一旦被风扬起，就不易沉落，能够随风悬移很长距离，有时甚至可远离源地到 1000

千米以外。大于 0.05 毫米的沙粒，以跃移和蠕移为主。跃移的沙粒以巨大的速度旋转（每秒 100～1000 转），其运动轨迹具有特殊的抛物线形状。野外观测查明，对沙质地表来说，呈悬浮状态搬运的沙量很少；蠕移沙量通常约占总输沙量的 1/4。所以，风沙运动与水流中的泥沙运动不同，它是以跃移运动为其主要形式。造成这种差异的原因，是因为空气和水的密度不同。众所周知，在常温下，水的密度（1 克/立方厘米）要比空气密度（1.22×10^-3 克/立方厘米）大 800 多倍，所以水中泥沙反弹不起来。沙粒在水中的跳跃高度只有几个粒径，而在空气中的跳跃高度却有几百或几千个粒径。沙粒既然能在空气中跳得相当高，则从气流中所取得的动能也相当大，在下落和地面冲击时，不但本身又会反弹跳起，而且还把下落点附近别的沙粒也冲击溅起； 这些沙粒在落到地面以后，又溅起更多的沙粒。因此，沙子在气流中这种跃移运动过程具有连锁反应的特性。高速跃移的沙粒通过冲击方式，靠其动能可以推动比它大 6 倍或重 200 多倍的表层粗沙粒（＞0.5 毫米）蠕移运动。蠕移的速度较小，每秒仅向前移 1～2 厘米；而跃移的速度快，一般每秒可达数十到数百厘米。

根据赫德森（N.Hudson）的研究，各种粒径的沙土颗粒的运移方式如图7—5 所示。

气流搬运的沙量（输沙率），根据理论研究，是和风速超过沙粒起动速

度部分的三次方成正比。但是，由于自然界影响输沙率的因素是很复杂的， 它不仅取决于风力的大小，沙子的粒径、形状和比重，且受沙子的湿润程度、地表状况以及空气稳定度等的影响；因此，到目前为止，对特定区域输沙率的确定，一般仍用集沙仪直接观测，然后运用相关分析方法，求得特定条件下的输沙量与风速的关系。图 7—6 为新疆莎车布古里沙漠实测的距地表 10

厘米高度内含沙量与 2 米高度上风速的关系，关系式为：

Q=1.47×10^-3V^-3.7 R=0.99

式中，Q 为沙量（克/厘米·分），V 为风速（米/秒），R 为相关系数。关系式说明当风速显著地超过了起沙风速后，气流搬运的沙量急剧增加。