流沙是什么？关于流沙的科普介绍

创闻用户 2022-08-01 09:31:41

流沙通常指没有固定位置，受风、水等外力作用常流动转移的沙，故称为流沙。流沙具有松散且不稳定性、常随水或风流动转移，或随地下水流动转移到地层中。

流沙一般可分为干流沙和湿流沙，饱含水分的沙性土这种特殊的流沙，可描述为在渗透力作用下产生的流动和浮冲现象，其可分为假流沙和真流沙两种。流沙会给工程建设和环境带来危害，如开挖基坑或渠道时发生流沙现象会使边坡塌滑和大气污染等。

概述

定义

流沙，指没有固定位置，受风、水等外力作用常流动转移的沙；也指随地下水流动转移的夹在地层中的沙性土。简单地说就是沙像液体一样可以流动，也就是可以流动的沙。是一种自然现象，常出现在地基不稳的沙漠，当有重物置于沙体之上，就像沉底一样，沉到底部。

也指西部沙漠地带，沙石常因风而流动转移，故称流沙。

特性

浸透水的疏松柔软的沙，呈半液化，不能支撑任何重量；饱水的沙易发生流沙现象。

分类

根据其存在形态一般可分为干流沙和湿流沙；根据其流速也可分为慢流沙和快流沙。

对于饱含水分的沙性土，在渗透力作用下，产生的流动和浮冲现象也可分为假流沙和真流沙两种：真流沙：指沙土中不含亲水性胶体物质，水分容易排出，水分一旦排出后流动性即行消失；假流沙：指沙土中含有亲水性胶体物质，水分不易排出，流动性不易消失。

形成原理及过程

来自荷兰阿姆斯特丹和法国巴黎的四位科学家试图在实验室里“发明”饱含水分的沙性土流沙。他们研究了从伊朗沙漠里带来的流沙样本并且进行了力学和流变学的研究。他们发现这些沙子由细沙、粘土以及咸水组成。流变学实验发现这些样本对于压力极为敏感：在静止情况下，这些沙子的粘性像粘土一样随时间慢慢增长；一旦压力超过了某个临界值，这些沙子的结构会在咸水盐分的干扰下彻底失去稳定性，于是其粘性发生几个数量级的剧减而液化，同时沙子和水也会开始分离；分离的沙子和水分别形成局部沙土富含区和液体富含区，前者内部的粘性非常巨大。观察到这些现象，他们进一步推测，如果人和动物经过这种流沙顶部产生一个超过某个临界值的压力时，流沙会顷刻间迅速液化——人或者动物就会像突然踩入水池中一般落入流沙。如果人或者动物失去冷静拼命挣扎的话，流沙受到的压力就会进一步增大从而加速了本来就在进行的水沙的分离——沙土富含区域的出现使流沙局部粘度剧烈增长，于是，陷入流沙的人和动物就像掉入一种特制的越搅拌越粘稠的浆糊中一样，越努力陷得越深粘得越牢固。

流沙固定

对于西北沙漠地区，有大面积可以移动的流沙，如果不进行固定，流沙面积将会不断扩大，给环境带来极大危害。总的来说，流沙固定的过程中土壤-植被会有一个系统的演变过程，在这个过程中会引起土壤性质及水环境的变化。

植被演变

植被覆盖度的变化基本可以分成3个阶段：人工植被建立后的前15 年，覆盖度在15%～25%，基本上是以灌木为主；在15～32 年期间，覆盖度在30%左右，是草本的覆盖度逐渐超过灌木覆盖度的过程。32 年以后，群落覆盖度逐渐增加到35%以上，草本植物的覆盖度保持在灌木的3～5倍以上，以灌木为主的人工固沙植被已经被以草本为主的天然植被所取代。植被在从人工系统向自然系统的演变中经历了覆盖度从增加到减少的自疏过程、从灌木到半灌木到草本的变化；土壤从流动风沙土向钙积旱成土发育，地表生物结皮发育；降水在生态系统中的再分配过程已经彻底改变，新的水分平衡格局明显影响现有防沙固沙体系。

植被-土壤演变关系

生物多样性与土壤发展的关系明显表现在：随固沙年限的增加，在生物结皮的厚度增加的同时生物多样性有明显提高。生物结皮的发展主要是低等植物繁衍的过程，也是生态环境不断改善的过程。值得关注的是结皮层微生物和养分富集具有水分表聚同样的作用，也就是加剧生物系统浅层化的过程，这种水分、养分、土壤和植被的表层化过程明显影响着整个防护体系的结构和功能。

土壤的细粒化伴随着土壤理化性质的改善，相关分析表明：土壤有机质、全氮、全磷与土壤的粉粒、粘粒含量呈显著正相关；且三者之间也呈极显著正相关。而有机质、全氮、全磷与速效氮、速效磷之间相关性随着研究区域的不同，表现出不同的相关性；这也说明沙地在恢复过程中，土壤变化比较复杂与植被的组成及土壤环境条件等因素有关。

艺术利用

沙画

沙画主要是指人们利用细的流沙等材料作为表现媒介，充分发挥它的自然属性，开展的一种艺术造型活动。主要可以分为传统沙画和动态沙画。

传统沙画艺术有着悠久的历史和丰富的艺术表现形式。比如，我国的景泰蓝金丝彩沙画，源于印度佛教密宗的坛城沙画等；国外比较有代表性的有古老的瓦努阿图沙画和神秘的印第安沙画等。

动态沙画是在现代科技发展的基础上，借助现代媒体技术将静止的画面通过投影的方式动态地展现在了舞台之上，它融绘画、音乐、影视表演、光影和数字技术于一体，是一门综合的现代艺术形式。和以往沙画艺术以表现静态画面为主的形式不同，动态沙画不仅注重画面感，更注重表现的全过程，注重表现内容的故事性，还具有综合性、创造性、人文性、愉悦性、游戏性、表演性、传播性等特点。

影视取景

在平时的影视剧作中，我们经常可以看到流沙的场景，有些时候最期待的也就是沙漠中的戏了。流沙经常会作为影视剧的场景出现在我们的视野中。

著名电影《可可西里》中的沙漠吞人场景；《盗墓笔记之沙海》很多场景深入沙坡头、阿拉善等沙漠地区超过2个月 “沙海”实地取景，给观众呈现出真实的沙漠场景；还有《撒哈拉》、《大漠雄风》、包括86版《西游记》等很多影视体材都将沙漠作为取景地进行拍摄过。

危害及防治

在日程生活及工程实践中，流沙可能会给我们带来各种各样的危害。最典型体现的三个方面就是“流沙吞人、工程建设危害和环境污染”等。

流沙吞人及逃生

在公元1692年时，牙买加的罗伊尔港口就曾发生过因地震导致土壤液化而形成流沙，最后造成三分之一的城市消失、两千人丧生的惨剧。看似平静的英国北部海、美丽而危险的阿拉斯加峡湾等地也曾发生过流沙陷人的故事。但是，大多数人往往都没见过流沙，更没有亲眼目睹别人掉进流沙或者亲身经历过。人们对于

流沙的印象主要基于各种影片，在电影塑造的场景中，流沙是一个能把人吸入无底洞的大怪物。一旦人们身陷其中，往往不能自拔，同伴只能眼睁睁地看着受困者顷刻间被沙子吞噬。

目前的研究结果已经揭示了流沙的可怕面目，为如何从流沙逃生和如何营救流沙遇难者提供了依据——一旦不幸落入流沙，人们首先要保持冷静，并且缓慢地移动身体，让身体和流沙表面形成一定角度从而增大接触面积降低压强避免沙土进一步液化从而伺机逃生；如果有条件，营救者应该为流沙进行高压注水，稀释沙土富含区从而阻止沙土分离以降低流沙的粘度，然后再设法吊起落难者。

如果陷入流沙后，大力挣扎或是猛蹬双腿只会让人下陷得更快。人们误以为通过摇动能使身体周围的沙子松动，从而有利于肢体从流沙中拔出。科学家指出，其实不然，这种运动只能加速黏土的沉积，增强流沙的黏性，胡乱挣扎人只会越陷越深。

总的来说，在遭遇到慢流沙时可能逃脱的方法：只要动作迅速，方向判断准确，就可以逃脱。在深入流沙陷阱，需要迅速躺下，尽快减轻身体负重，手脚平放沙上以增加浮力，若周围无人则应以慢滚方式或全身伏地缓慢爬行到坚实位置。

工程危害及防治

流沙给工程建设带来危害，如开挖基坑或渠道时发生流沙现象，会使边坡塌滑等。

在对可能发生流沙现象的基坑开挖时，把基坑边坡放大，坡比不小于1∶1.75，然后用围堰的方法在基坑底四周打上围堰，以防止坑壁因流沙而造成的坍落物流淌到基底，同时还要把围堰打上立桩，加以稳固。用沙袋满铺法来防治流沙及涌沙：即用沙袋满铺基坑边坡，以防治流沙对坑壁的冲刷。此方法需密布的立桩来稳固沙袋。基底以满铺的沙袋来压盖涌沙。实践证明，这两种方法比较实用，而且较其他方法经济、便捷。

环境危害及防治

流沙会在风力的作用下迁移造成环境污染，流沙运动及造成的危害主要是由风力作用所致，其形成、发展与风力的大小、方向有直接关系。我国治理沙漠化以生物措施为主，工程措施为辅。但在环境恶劣多流沙地区只有在一定的工程措施的保障下生物措施才能取得成效。而我们最主要的工程措施是设置沙障。沙障是采用各种材料在沙面上设置机械或植物障碍物，以此控制风沙流动的方向、速度、结构，改变蚀积状况，达到防风阻沙、改变风的作用力及地貌状况等目的的设施。