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本文以不同覆盖度砾石床面防护效应为研究对象，通过在莫高窟顶人工砾石床面上进行野外风洞实验，研究了无供沙与供沙条件下不同覆盖度砾石床面对气流、床面输阻沙的影响。无供沙条件下砾石覆盖对气流影响通过风速廓线、风速梯度、阻风效应等来表现;供沙条件下，通过不同覆盖度砾石床面的输沙率与床面蚀积过程来评价其防护效应。本文得到的初步结论如下:
(1)根据风速梯度随砾石覆盖度变化的不同特征将砾石床面边界层分为两层，以床面砾石平均高度为界，砾石平均高度以下为粗糙亚层，以上为惯性亚层。粗糙亚层风速梯度随砾石覆盖度的变化比较杂乱，惯性亚层风速梯度随覆盖度增加呈现出有规律的变化。
(2)2、3和5.5cm三种粒径砾石最优阻风覆盖度分别为25％、35％和20％;最优砾石间距高度比D/H值分别为1.5、1.5和3.3，对应的最优阻风间距分别为1.5cm、3cm和10cm。
(3)典型戈壁输沙率随高度变化遵循四次多项式关系。本文得出了一个在不考虑沙粒特性影响的情况下，能够较好的计算覆盖度20-70％砾石床面0-20cm输沙率的双因子预测模型:q=Au(*)n，其中q为输沙率，u(*)为剪切风速，A、n是砾石覆盖度的函数。
(4)砾石床面具有输沙与阻沙双重功能，当覆盖度与风动力耦合时，砾石床面发生蚀积变化。当风速小于10m.s-1时，砾石床面以风积作用为主，当风速大于12ms-1时，床面以风蚀作用为主。2、3和5.5cm三种粒径砾石在盖度20％时风蚀强度最大，在盖度50％时具有最大的风积强度。30％左右盖度砾石床面兼具较理想的输沙与阻沙作用。
研究结果可运用于莫高窟顶沙砾质戈壁的风沙防治，通过建立30％左右砾石覆盖度的人工砾石床面，使莫高窟顶沙砾质戈壁形成新的风沙动态平衡。通过本研究可为莫高窟沙砾质戈壁风沙危害防治提供理论依据，并为其他地区风沙防治提供思路与技术。