二、风沙地貌

风沙地貌分为风蚀地貌和风积地貌两类。

(一)风蚀地貌

  1. 风蚀柱 垂直裂隙发育的基岩,经长期风蚀,形成一些孤立的石柱, 称为风蚀柱。由于近地表的气流中含沙量较多,磨蚀较强,再加上岩性的差异,特别是下部岩性软于上部,则易形成顶大基小的风蚀蘑菇。

  2. 风蚀谷与风蚀残丘 风常沿着暴雨冲刷的沟谷吹蚀,使之进一步加深扩大,形成风蚀谷。风蚀谷外形宽窄不一,底部崎岖不平。风蚀谷不断扩展, 使谷间地不断缩小而形成岛状高地或孤立小丘,称为风蚀残丘。

在水平岩层地区,由风蚀而成的平顶残丘,形态酷似城堡,称为“风城”

(风蚀城堡)(图 6-43)。

  1. 风蚀洼地或风蚀坑 由松散物质组成的地表,经长期吹蚀后在局部地方形成的凹地,称为风蚀洼地或风蚀坑(图 6-44)。风蚀洼地呈椭圆形或马蹄形,背风坡较陡。

  2. 雅丹“雅丹”是维吾尔语,意即具有陡壁的风蚀垄槽(图 6-45)。干旱地区湖积和冲积平原常因干缩而产生龟裂,主要由定向风沿着裂隙不断吹蚀,使裂隙逐渐扩大而成沟槽,沟槽之间形成高可达 5—10 米的垄脊。这种地貌在塔里木盆地的罗布泊地区最为典型。

(二)风积地貌

风积地貌主要是指各种类型的沙丘。

  1. 新月形沙丘 新月形沙丘是在风向比较固定的风力作用下形成的堆积地貌,形似新月(图 6-46),其两翼顺着主风向延伸,迎风坡凸而平缓(10

°—20°左右),背风坡位于两翼之间,凹而较陡(28°—33°左右),沙丘高度一般为数米至 30 余米。

新月形沙丘是由沙堆进一步发育而成的。沙堆的不断增高,使气流在越过沙堆时,沙堆顶部的风速高于背风坡的风速。风速的差异引起气流的压力差,压力差使气流从压力较大的背风坡脚流向压力较小的沙堆顶部,这样就在背风坡形成涡流,使沙粒无法在此停积,形成马蹄形凹地,而沙粒被涡流带至凹地的周围堆积,出现沙丘的两翼。这时,沙堆演化为雏形新月形沙丘。随着沙量的继续供给,雏形新月形沙丘进一步扩大增高,就形成新月形沙丘。

由于新月形沙丘不断扩大,或因不同大小沙丘移动速度的差别,使二个以上新月形沙丘连结起来,构成新月形沙丘链(图 6-47)。规模巨大的沙丘链,在迎风坡上往往叠置着次一级新月形沙丘或沙丘链,因而形成复合新月形沙丘链(图 6-48)。它常长达 10 余公里,高达 100 米以上。

单个新月形沙丘一般分布在沙漠的边缘地区。而新月形沙丘链发育在沙漠腹地,或是沙子来源丰富的地区。这类沙丘都属于垂直于风向的横向沙丘。

  1. 纵向沙垄 在单风向或几个近似的风向的作用下,形成向主风向延伸的垄状堆积地貌,称为纵向沙垄。它的规模因地而异,在我国西北一般高十余米至数十米,长数百米至数千米。

沙垄的成因各有不同,以新月形沙丘演化而来的沙垄,是一种钓鱼钩状的新月形沙垄。在两种主次风向呈锐角斜交的情况下,新月形沙丘一翼延伸,另一翼相对萎缩。如图 6-49 示,图 a 表示来自主要风向(g)的稳定风向形成的最初的新月形沙丘。b 图为新月形沙丘来自 s 方向风的作用下,A 翼顺新风向(s)前进,B 翼将日益萎缩,而在 C 点则另出现一个新翼。c 图为风又回到原先的方向 g,A 翼伸长成低矮的沙舌。d 图表示又在 s 方向风的作用下,A 翼又沿 s 方向成长。如此反复进行,逐渐形成沿风的合力方向延伸的沙垄。

有的纵向沙垄是由单向风派生的涡流作用而成的。在纵向螺旋形涡流之间,地表的收敛空气狭长带内,由下降风对地面侵蚀,将沙粒带到沙丘两侧和顶部堆积而成,沙丘脊呈狭条状。

纵向沙垄还可由地形条件控制而成。在一些风力强烈的地区,如山口附近,亦可形成巨大的纵向沙垄。例如塔克拉玛干西部,一些山口前方的沙垄可延长十余公里,最长达 40 余公里。

在有些规模巨大的沙垄上,发育着密集而叠置的新月形沙丘链,形成复合纵向沙垄(图 6—50)。这类沙丘都属于平行于风向的纵向沙丘。

除了上述沙丘类型外,还有金字塔形沙丘、蜂窝状沙丘等。这类沙丘是在多风向、且风力又大致相似的情况下形成的。

沙丘移动的动力是具有一定风速的风。而沙丘的移动是通过组成沙丘的沙粒在迎风面的吹扬和在背风面的堆积来实现的。沙丘移动速度与风速有关,因为当风速大于起沙风速时,搬运的沙量随着风速的增大而迅速增加。沙丘移动速度还受沙丘体积(高度)的影响,在风力相同的情况下,沙丘体积愈大,移动速度就愈慢。

另外,沙丘移动还受植被、沙丘的水分和下伏地面等因素的影响。沙丘上植物的生长,使风速减小,从而使沙丘移动速度减慢;在地面湿润情况下, 沙丘移动速度要比干燥时小,等等。

我国沙丘平均移动速度,慢速的<5 米/年;中速的为 5—10 米/年;快速的>10 米/年。

沙丘移动的方向决定于风向,大致与起沙风的年合成方向一致。我国沙漠地区风沙移动主要受东北风和西北风两大风系的影响。塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠的东部、北部和中部的沙丘从东北向西南移动,其他各地的沙丘移动方向都由西北趋向东南。

风沙流动对于沙漠及其边缘地区的农业、交通与工程建设都有严重的危害。风沙流动包括风沙流和沙丘移动两个方面。风沙流的危害方式主要有吹蚀、沙打和沙埋;沙丘移动的危害主要是造成大规模的沙埋。与风沙作斗争, 最重要的是要制止沙丘移动。因此,风沙地貌类型和风沙移动规律的研究, 对防止沙害具有重大意义。