森林密度如何减缓颗粒流动

减少山上雪崩造成的破坏的一种方法是在他们的路径上设置障碍物。这些障碍物可以是人工障碍物或天然林。了解雪崩如何与障碍物相互作用对于减轻雪崩以及其他危险的地球物理颗粒流(如泥石流或泥石流)造成的损害至关重要。

我们(来自巴黎萨克雷大学FAST实验室的一组研究人员)受到这个问题的启发，开发了一个较小规模的模型实验，以研究沿着倾斜平面流动的颗粒材料与柱子森林之间的相互作用。我们的飞机长约一米，宽约半米，被柱子森林覆盖，通常直径2毫米，规则间距为1厘米。使用的颗粒是直径为0.5毫米的玻璃珠，像沙子，但形状为球形。

我们从连接到计算机的天平推断瞬时流速，该天平给出了落在平面末端的颗粒的重量作为时间的函数。通过微调进料罐的开口来控制上游的流量厚度，并从倾斜的激光片下游测量。

通过这种设置，我们测量了通过柱子森林建立的颗粒的稳定流速，以适应不同的坡度倾斜度、颗粒层的厚度，最重要的是柱子之间的距离。结果表明，颗粒的流速随坡度的增大而增大，层厚随斜坡中柱子密度的增加而减小。

令人惊讶的是，柱子的存在以非平凡的方式降低了颗粒流速，而在没有柱子的情况下，颗粒流速随着层厚度而迅速增加;在柱子密度较大时，颗粒流速几乎与颗粒层的厚度无关。因此，支柱的存在显着改变了颗粒流速与实验参数的依赖性。

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