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篇1

論文摘要：從誠信缺失的角度對(duì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因進(jìn)行了博弈分析，并建立了迫使農(nóng)戶還貸的“三維”誠信機(jī)制。農(nóng)村小額信貸在幫助貧困農(nóng)民發(fā)展生產(chǎn)、脫貧致富等方面有重要的作用，但由于農(nóng)民的誠信意識(shí)比較淡薄，償貸意識(shí)不強(qiáng)，致使貸款違約率居高不下。

論文關(guān)鍵詞：小額信貸；誠信缺失；博弈；誠信機(jī)制

小額信貸起源于20世紀(jì)70年代，作為一種新型扶貧模式在一些國家取得了成功，尤其以孟加拉國的Grameen銀行為典范。它是農(nóng)信社根據(jù)農(nóng)戶的償還能力、信用程度、貸款用途而發(fā)放的額度相對(duì)較小的一種貸款，實(shí)行“一次核定，隨用隨借，余額控制”的辦法。其本質(zhì)上是一種信貸方式，屬于自然人貸款，不是企業(yè)貸款，對(duì)農(nóng)戶的自有資金沒有嚴(yán)格的比例規(guī)定，主要以農(nóng)戶的信譽(yù)和償還能力為依據(jù)來發(fā)放信用貸款。但由于農(nóng)戶和農(nóng)信社之間信息不對(duì)稱，致使貸款償還率不盡人意，小額信貸的可持續(xù)發(fā)展也面臨挑戰(zhàn)。

一、我國農(nóng)村小額信貸誠信的現(xiàn)狀分析

我國的小額信貸工作從1993年開始試點(diǎn)，1996年進(jìn)行擴(kuò)展，1999年全面推行，中國人民銀行開始對(duì)農(nóng)信社發(fā)放低息支農(nóng)再貸款，由農(nóng)信社以優(yōu)惠的利率再貸給農(nóng)民。農(nóng)村小額信貸在我國取得了巨大的成就，它在幫助貧困農(nóng)民發(fā)展生產(chǎn)、脫貧致富等方面起到了良好的“催化”作用。據(jù)中國人民銀行統(tǒng)計(jì)，截止到2006年，各項(xiàng)農(nóng)村小額信貸累計(jì)發(fā)放1766億元，惠及貧困農(nóng)戶5745萬戶，約占全國農(nóng)戶總數(shù)的1/10.

農(nóng)村小額信貸本是一項(xiàng)利國利民的政策，但隨著它的不斷實(shí)施，這項(xiàng)政策遭到了空前的信用危機(jī)。農(nóng)信社面對(duì)的難題越來越多，例如，不斷出現(xiàn)新的呆賬壞賬；無法很好的確定信用額度；農(nóng)戶欠貸不還等。我國的農(nóng)村小額信貸覆蓋面達(dá)31%，但不良貸款比例高達(dá)70%.在對(duì)湖北十堰市竹山縣、黃石市陽新縣2005年小額信貸質(zhì)量進(jìn)行的調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)年農(nóng)戶還貸的違約率分別達(dá)到25%和26.3%，個(gè)別基層信用社的違約率高達(dá)48%.

在現(xiàn)行的制度安排下，農(nóng)村小額信貸中農(nóng)戶與農(nóng)信社之間存在著的信息不對(duì)稱以及農(nóng)村小額信貸本身的高自然風(fēng)險(xiǎn)、道德風(fēng)險(xiǎn)和管理風(fēng)險(xiǎn)等特有的行業(yè)特征及不完善的風(fēng)險(xiǎn)防范和補(bǔ)償機(jī)制，致使農(nóng)戶還貸違約率很高。但究其根源主要是因?yàn)檗r(nóng)戶的誠信意識(shí)淡薄，償貸意識(shí)不強(qiáng)，貸款農(nóng)戶貸款后還款與否完全靠個(gè)人自覺，缺乏有效的監(jiān)督與約束機(jī)制，因此誠信缺失問題在農(nóng)村小額信貸上表現(xiàn)的尤為突出。

二、我國農(nóng)村小額信貸借貸雙方的信用博弈分析

在農(nóng)村小額信貸中，貸款農(nóng)戶的違約行為實(shí)際上是一種誠信缺失，造成這種誠信缺失，農(nóng)戶有借不還的主要原因是相比于其他可行策略（還貸），違約能給理性的農(nóng)戶帶來更高的凈收益?？梢苑謩e用博弈論中的“囚徒困境”和“相機(jī)選擇”原理來分析這種誠信缺失產(chǎn)生的原因。

（一）“囚徒困境”分析

農(nóng)戶小額信貸博弈的參與者為農(nóng)信社和農(nóng)戶。假如一家農(nóng)戶貸款c萬元，按正常情況，農(nóng)戶會(huì)獲得一定的收成。用字母來表示雙方在不同情況下的利得。如圖1所示：

圖1“囚徒困境”分析

其中，括號(hào)中的數(shù)字分別為農(nóng)信社和農(nóng)戶的利得，下面來分析每一種情況。第一種情況，農(nóng)信社為農(nóng)戶貸款c萬元，貸款農(nóng)戶還貸時(shí)總收入為c+e+h.若他能履約，向農(nóng)信社還貸c+e萬元（e為貸款利息）。這可以說實(shí)現(xiàn)了小額信貸的初衷，農(nóng)戶自己還有h的利得。第二種情況，農(nóng)信社為農(nóng)戶貸款c萬元，貸款農(nóng)戶違約，造成農(nóng)信社連本帶利未收，實(shí)際上農(nóng)信社損失了這筆資金，而農(nóng)戶獲凈利c+e+h萬元，這就是誠信缺失造成的違約后果。第三種情況，雖然農(nóng)戶是誠信的，選擇還款，但農(nóng)信社拒絕為該農(nóng)戶貸款。由于機(jī)會(huì)成本的存在，致使農(nóng)信社的利得為-（c+e），而農(nóng)戶由于沒有貸到資金，他也就失去了進(jìn)一步獲得收入的機(jī)會(huì)，這實(shí)際上造成了農(nóng)戶最低為h的損失。第四種情況，農(nóng)戶可能違約，農(nóng)信社也就可能拒絕貸款，兩者沒有合作意向，機(jī)會(huì)成本為0，雙方的利得或損失就為0，這或許是雙方按照各自預(yù)期效用最大化原則選擇的最優(yōu)策略。

（二）“相機(jī)選擇”分析

“相機(jī)選擇”理論也可以用來解釋農(nóng)村小額信貸中農(nóng)戶誠信缺失行為，其博弈的雙方依然是農(nóng)信社和貸款農(nóng)戶，地方政府不參與博弈，但可對(duì)博弈雙方起到一定的影響作用。該博弈為動(dòng)態(tài)博弈。如圖2所示。圖2中三個(gè)終端黑點(diǎn)處的數(shù)組表示博弈各方到達(dá)這些終端路徑所實(shí)現(xiàn)的得益，其中第一個(gè)數(shù)字為先行為的農(nóng)信社的得益，第二個(gè)數(shù)字為后行為的農(nóng)戶的得益。

圖2中最上方的圓圈表示農(nóng)信社的選擇節(jié)點(diǎn)，博弈中農(nóng)信社先進(jìn)行選擇，農(nóng)戶后進(jìn)行選擇，因而博弈雙方的地位是不平等的。由于農(nóng)戶作為后行為的博弈方可以有針對(duì)性地選擇，因而處于較有利的位置。在第一階段中，先行為的農(nóng)信社有“貸款”與“拒貸”兩種可選策略。如果農(nóng)信社拒絕貸款，則博弈結(jié)束，它能保住c萬元本錢，而農(nóng)戶則不能獲得進(jìn)一步的收入，農(nóng)信社與農(nóng)戶的得益數(shù)組為（c，0）。如果農(nóng)信社選擇“貸”，則到達(dá)農(nóng)戶的選擇信息集，農(nóng)戶將掌握主動(dòng)權(quán)，可選策略有“還貸”和“違約”，若選擇“還貸”，則博弈結(jié)束，雙方得益數(shù)組為（c+e，h）。若農(nóng)戶選擇“違約”，雙方的得益數(shù)組為（-c，c+e+h）。農(nóng)信社追償與否則取決于追償成本的高低。

圖2兩階段動(dòng)態(tài)博弈

通常情況下，農(nóng)信社在發(fā)放貸款時(shí)，都是假定貸款農(nóng)戶是可信的，即獲得收入后農(nóng)戶會(huì)主動(dòng)還貸。若農(nóng)信社預(yù)知農(nóng)戶不可信，則農(nóng)信社與農(nóng)戶的合作最終成為不可能。那么，有沒有辦法使得農(nóng)戶變成可信的，從而使農(nóng)信社愿意選擇“貸款”，而農(nóng)戶遵守諾言選擇“還貸”，最終增加雙方的利益呢？事實(shí)上，這是完全可能的，關(guān)鍵在于必須增加一些對(duì)農(nóng)戶行為的制約。

在圖2中，當(dāng)農(nóng)戶選擇“違約”時(shí)，他可能會(huì)更換住所或采取別的方式，使農(nóng)信社無法追償貸款，或者追償?shù)某杀咎笠灾劣诜艞壸穬敗Ｈ绻r(nóng)信社在農(nóng)戶違約時(shí)可以用法律武器，或通過其他途徑，則農(nóng)信社的合法權(quán)益就有保障。這時(shí)雙方的選擇，以及農(nóng)戶對(duì)農(nóng)信社選擇行為的判斷，就會(huì)使農(nóng)戶自己的行為發(fā)生變化，博弈的結(jié)果就大為不同了（如圖3所示）。

這里，第三階段農(nóng)信社的行為選擇非常重要，因?yàn)橛辛诉@個(gè)階段，博弈的結(jié)果就大為不同，當(dāng)農(nóng)戶違約時(shí)，農(nóng)信社可以選擇“追償”。當(dāng)然，由于目前相關(guān)體系還不健全，如個(gè)人征信系統(tǒng)、還貸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、農(nóng)戶個(gè)人信息查詢系統(tǒng)以及公安部門人口信息管理系統(tǒng)尚未完善，農(nóng)信社向農(nóng)戶追償?shù)某杀具^大，使得農(nóng)信社追償貸款的積極性不高。因?yàn)轭A(yù)知農(nóng)信社將“不追償”，所以借款農(nóng)戶獲得收入后往往選擇“違約”。若農(nóng)戶違約，農(nóng)信社肯定選擇“追償”，則博弈雙方的得益數(shù)組為（（c+e）*，h*），在此，（c+e）*為農(nóng)信社的期望收益c+e減去它的追償成本后的收益，h*為農(nóng)戶的收益h減去由于他違約帶來的負(fù)效應(yīng)后的收益，如面子成本、名譽(yù)等。

圖3三階段動(dòng)態(tài)博弈

對(duì)農(nóng)戶來說，當(dāng)他完全清楚農(nóng)信社會(huì)唯一選擇“追償”時(shí)，并且知道農(nóng)信社“追償”的威脅是可信的，若他不還貸款，等待他的必然是一場(chǎng)官司和家庭及個(gè)人的名譽(yù)掃地，那么他就會(huì)選擇“還貸”。即使其最終的利得為0，農(nóng)戶理性的選擇肯定依然是“還貸”，也就是說，在農(nóng)信社的追償行為保證實(shí)施（雖然目前還不能完全保證）情況下，農(nóng)戶的“還貸”許諾就成為可信的會(huì)信守的許諾，那么農(nóng)信社在第一階段會(huì)理性地選擇“貸款”，而農(nóng)戶在第二階段會(huì)理性地選擇“還貸”，從而雙方各得利益，結(jié)束博弈。

三、“三維”被迫誠信機(jī)制的構(gòu)建

根據(jù)以上分析可知，依靠農(nóng)戶的道德等內(nèi)在誠信約束效力非常有限，他們的違約是有極大可能的。要使博弈雙方順利達(dá)到農(nóng)信社發(fā)放貸款、農(nóng)戶按時(shí)歸還貸款這一均衡路徑，就必須充分發(fā)揮信息的作用，克服信息不對(duì)稱所帶來的逆向選擇和道德風(fēng)險(xiǎn)問題。為此，建議設(shè)計(jì)一套外在的誠信約束機(jī)制，迫使農(nóng)戶不得不守約還貸，筆者將這種誠信機(jī)制稱之為“三維”被迫誠信機(jī)制。之所以稱其為“三維”，是因?yàn)樵谶@里，將由地方政府、農(nóng)信社、貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)以及借款農(nóng)戶形成三維立體圖（如圖4所示）。所謂貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)是由借款農(nóng)戶所在地的鄉(xiāng)政府以及村委會(huì)各派出一人，由該村選出一位比較有權(quán)威和聲望的人，再由借款農(nóng)戶家庭中的一人等共四人來擔(dān)任委員會(huì)成員。其中地方政府和農(nóng)信社對(duì)貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)進(jìn)行還貸的監(jiān)管，同時(shí)政府、農(nóng)信社和貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)又對(duì)借款農(nóng)戶形成制約，以使其獲得收入后能主動(dòng)還貸。

圖4小額信貸的“三維”被迫誠信機(jī)制

上述的“三維”被迫誠信機(jī)制，反映了地方政府、農(nóng)信社、貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)以及借款農(nóng)戶之間的權(quán)責(zé)、義務(wù)以及有關(guān)各方的制約關(guān)系。

（一）地方政府推行各種小額信貸政策，支持、幫助農(nóng)信社開展各項(xiàng)正常的金融活動(dòng)

到目前為止，我國還沒有統(tǒng)一的小額信貸管理?xiàng)l例及相關(guān)法規(guī)。雖然小額信貸是一項(xiàng)促進(jìn)社會(huì)和諧發(fā)展的政策，但由于沒有相關(guān)法律規(guī)范約束貸款農(nóng)戶的行為，使農(nóng)信社的權(quán)責(zé)在農(nóng)戶不還貸時(shí)沒有受到法律保護(hù)。既然要堅(jiān)持推行小額信貸政策，健全法律法規(guī)是很必要的。政府應(yīng)抓緊制定《小額信貸合同法》和《個(gè)人信用管理法》等，并且地方政府在大的框架內(nèi)制定適合本地區(qū)的相關(guān)的法律法規(guī)。同時(shí)在這些法律法規(guī)中，規(guī)定農(nóng)信社、貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)和貸款農(nóng)戶在小額信貸中的權(quán)利、義務(wù)和法律責(zé)任，規(guī)定政府、農(nóng)信社和貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)在個(gè)人信用信息資源開發(fā)和使用中的權(quán)利與義務(wù)以及提供虛假信用資料的法律責(zé)任。通過完善小額信貸的法律法規(guī)，把農(nóng)信社、貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)和貸款農(nóng)戶的行為納入法制軌道，從而減少信貸風(fēng)險(xiǎn)。因此，在筆者設(shè)計(jì)的“三維”被迫誠信機(jī)制中，地方政府是小額信貸政策的積極倡導(dǎo)者，也是相關(guān)小額信貸法律法規(guī)的制定者，還是小額信貸政策的幫扶者，而且在小額信貸的執(zhí)行中，地方政府有權(quán)利對(duì)農(nóng)信社、貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)和貸款農(nóng)戶進(jìn)行監(jiān)督，使得農(nóng)戶按期還貸，減少違約。

（二）農(nóng)信社經(jīng)辦小額信貸政策，并委托貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)對(duì)貸款農(nóng)戶進(jìn)行監(jiān)督和管理

農(nóng)信社在經(jīng)辦小額信貸政策時(shí)，可以以優(yōu)惠價(jià)打包出售給農(nóng)戶所在地貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)，再由農(nóng)戶所在地貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)直接給農(nóng)戶貸款，并由其向農(nóng)戶所欠貸款進(jìn)行催收和管理。相對(duì)于農(nóng)信社來講，貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)對(duì)小額信貸的管理和催收的成本比較小。若某家農(nóng)戶到期不還貸，農(nóng)信社可以委托貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)向農(nóng)戶追償。一般來說，這樣農(nóng)戶違約的可能性比較小，他們不會(huì)因“賴帳”而使其名譽(yù)受損，而且貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)對(duì)借款農(nóng)戶有催還借款的義務(wù)，貸款農(nóng)戶會(huì)聽從貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)的勸告而自動(dòng)還貸。在小額信貸“三維”被迫誠信機(jī)制中，農(nóng)信社首先要建立一套比較完善的農(nóng)戶信用等級(jí)評(píng)價(jià)方法，確定不同農(nóng)戶的授信額度，當(dāng)農(nóng)戶的基本情況發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)變更信用等級(jí)及相應(yīng)的授信額度，拒絕不能還貸可能性較大的農(nóng)戶，從源頭上控制資金的去向，這將大大有助于解決呆賬壞賬、農(nóng)戶欠貸不還的問題。其次，農(nóng)信社要通過貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)加大對(duì)違約農(nóng)戶的懲罰力度，并充分發(fā)揮社會(huì)輿論的監(jiān)督約束作用。例如，貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)要代替農(nóng)信社多途徑定期公布違約農(nóng)戶的名單，這樣可以借助周圍農(nóng)戶的監(jiān)督和輿論力量加大借款農(nóng)戶違約的心理壓力，從而加大其違約成本。

（三）貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)加強(qiáng)小額信貸的管理和監(jiān)督，并向農(nóng)信社負(fù)責(zé)

由于信用評(píng)定和授信額度由農(nóng)信社和貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)集體核定，并張榜公布，接受村民監(jiān)督，在操作程序上有效地防范了現(xiàn)代過程中的內(nèi)部道德風(fēng)險(xiǎn)和信息不對(duì)稱。貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)要經(jīng)常深入農(nóng)戶掌握和了解其生產(chǎn)經(jīng)營和貸款使用情況，確保農(nóng)戶小額信貸按規(guī)定用途和要求使用，真正發(fā)揮其功效和作用。在筆者設(shè)計(jì)的小額信貸的“三維”被迫誠信機(jī)制中，貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)的大多數(shù)成員都有比較緊密的社會(huì)關(guān)系，他們之間的相互了解程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于農(nóng)信社和農(nóng)戶之間的程度，他們?cè)谫J款農(nóng)戶的資格審查、資產(chǎn)狀況、信譽(yù)狀況、經(jīng)營能力、道德水平及貸款的事后監(jiān)督等方面具有更大的優(yōu)勢(shì)，獲取信息的成本較低，克服了農(nóng)信社和農(nóng)戶借貸雙方的信息不對(duì)稱問題。另外，貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)還可以發(fā)揮自己的地緣、人緣優(yōu)勢(shì)，依靠所掌握的“軟”信息以及他們本身良好的口碑和威信，建立農(nóng)戶自律機(jī)制，增加監(jiān)督力量，形成一個(gè)利益共同體。

（四）農(nóng)戶可申請(qǐng)小額貸款，但負(fù)有償還貸款的義務(wù)

政府推行小額信貸政策為許多貧困農(nóng)戶解了燃眉之急，但極高的貸款違約率使這項(xiàng)政策的長期實(shí)行受到阻攔。由于農(nóng)戶駕馭市場(chǎng)的能力不強(qiáng)，獲得信息的渠道狹窄，在行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中處于不利的地位，有著較大的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。地方政府、農(nóng)信社和貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)對(duì)其并非僅僅提供資金，而相應(yīng)地為貸款農(nóng)戶提供相應(yīng)的技術(shù)指導(dǎo)，管理培訓(xùn)，甚至是基礎(chǔ)教育等。在小額信貸“三維”被迫誠信機(jī)制中，貸款農(nóng)戶可在原籍向農(nóng)信社申請(qǐng)貸款，并負(fù)有償還的義務(wù)。貸款農(nóng)戶的還貸行為將受到政府、農(nóng)信社和貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)的制約和監(jiān)督。貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)可以說是農(nóng)戶還貸的擔(dān)保者，當(dāng)農(nóng)戶違約時(shí)，它負(fù)有追償?shù)牧x務(wù)。

綜上所述，農(nóng)信社可以作為政府和借款農(nóng)戶之間的中間人，開辦個(gè)人委托貸款新業(yè)務(wù)，把資金低成本、高效率地貸給需求者；貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)也可以作為農(nóng)信社和借款農(nóng)戶之間的中間人，充分發(fā)揮信用中介的職能，為農(nóng)信社和貧困農(nóng)戶借貸的雙方牽線搭橋，從而幫助貧困農(nóng)戶脫貧致富，發(fā)展生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)小額信貸的初衷。在筆者設(shè)計(jì)的小額信貸的“三維”被迫誠信機(jī)制中，可以積極推進(jìn)政府、農(nóng)信社與貸款業(yè)務(wù)委員會(huì)的垂直聯(lián)接，充分發(fā)揮各自的比較優(yōu)勢(shì)，使三者結(jié)合、協(xié)同運(yùn)行，良性互動(dòng)發(fā)展。

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篇2

關(guān)鍵詞:　人工植被　灌叢沙堆　風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)　表面壓力

灌叢沙堆是干旱地區(qū)沙漠、半干旱半濕潤沙地和沙質(zhì)海岸帶常見的一種生物風(fēng)積地貌類型〔1， 2〕。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為植被蓋度、風(fēng)力強(qiáng)度和沙子供應(yīng)量三個(gè)主要因素控制著灌叢沙堆的形成演化過程〔3-10〕。Hesp等〔11〕曾經(jīng)推斷草叢沙丘附近的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)，朱震達(dá)等〔12， 13〕在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中模擬了灌叢沙堆流沙模型的形態(tài)演化過程。但是限于灌叢沙堆形成因素的復(fù)雜性，迄今為止，對(duì)灌叢沙堆形成演化的動(dòng)力學(xué)機(jī)制知之甚少。由于傳統(tǒng)的模擬二維流場(chǎng)只能反映沿氣流方向沙丘縱斷面上的氣流運(yùn)行狀況，并未反映出沙堆表面風(fēng)壓變化規(guī)律，如果把兩者觀測(cè)模擬結(jié)合起來可望在三維流場(chǎng)結(jié)構(gòu)分析中深入研究氣流作用于沙丘表面的動(dòng)力過程。本文基于新疆和田河流域風(fēng)沙地貌野外考察資料，在完成純氣流流場(chǎng)風(fēng)洞模擬基礎(chǔ)上，擬進(jìn)一步通過風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)，查明無植物“沙堆”和有植物“沙堆”模型的表面壓力分布特征，這對(duì)深入闡明灌叢沙堆表面在風(fēng)沙流作用下的風(fēng)積、風(fēng)蝕機(jī)制具有重要意義。

1　風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)

1.1　風(fēng)洞基本參數(shù)和實(shí)驗(yàn)相似理論

本項(xiàng)風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)在中國科學(xué)院沙漠與沙漠化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室沙坡頭沙漠試驗(yàn)研究站土壤風(fēng)蝕風(fēng)洞中進(jìn)行。該風(fēng)洞是一座直流閉口吹氣式低速風(fēng)洞，實(shí)驗(yàn)段長21 m，實(shí)驗(yàn)段截面1. 2 m×1. 2 m，最大風(fēng)速30 m/s。風(fēng)洞整個(gè)實(shí)驗(yàn)段(包括出口擴(kuò)壓段)有1°的仰角。風(fēng)洞底由7塊活動(dòng)合金鋁板組成，可裝可拆，以便擴(kuò)大模擬實(shí)驗(yàn)的范圍。氣溫和當(dāng)前大氣壓以鍵盤輸入計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)壓適時(shí)自動(dòng)采集。實(shí)驗(yàn)的風(fēng)壓采集周期為2 s，采集時(shí)長為60 s，最終用于分析的風(fēng)壓是60 s時(shí)段內(nèi)采集結(jié)果的平均值。

風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)的可靠性，決定于實(shí)驗(yàn)條件與野外實(shí)際情況的相似程度。風(fēng)沙過程模擬實(shí)驗(yàn)涉及的變量較多，但是根據(jù)風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)相似理論第一定理，表征現(xiàn)象的一切變量，在時(shí)間各對(duì)應(yīng)瞬間和空間各對(duì)應(yīng)點(diǎn)上，互成一定的比例關(guān)系，相似現(xiàn)象必然發(fā)生在幾何相似的對(duì)象里，即邊界上幾何特性相似。相似第二定理特別指出包括幾何、物理、邊界和起始條件的相似。簡言之，要使模型實(shí)驗(yàn)與自然現(xiàn)象完全相似，必須滿足幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似三個(gè)基本條件〔10，14〕。本項(xiàng)模擬實(shí)驗(yàn)盡可能遵循風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)相似理論，模擬實(shí)驗(yàn)過程中選擇沙堆模型形態(tài)、選取觀測(cè)高度、調(diào)整實(shí)驗(yàn)段風(fēng)速時(shí)盡可能接近野外實(shí)際狀況，最大限度地保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果直接外推到任何尺寸、任何風(fēng)速下的沙堆原型，而不必經(jīng)過換算。

1.2　實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ突拘螒B(tài)選擇

本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)所用模型以新疆和田河流域野外測(cè)量得到的檉柳灌叢沙堆尺寸為原型，按一定比例縮小制作成模型進(jìn)行風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)。畢業(yè)論文 從野外實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，和田河流域獨(dú)立分布的灌叢沙堆幾何形態(tài)大體可以近似地劃分為半球形沙堆和圓錐形沙堆兩類，多數(shù)沙堆迎風(fēng)坡長度略小于背風(fēng)坡長度。其中，半球形灌叢沙堆的平均高度為4. 74 m，底座平均直徑為12. 73 m;如果忽略迎風(fēng)坡與背風(fēng)坡坡長的差別，可考慮將灌叢沙堆的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶?0∶1的比例尺縮小制作成底座直徑(D1)為32 cm，高度(H1)為12 cm的近似半球形木制模型。同理，由于圓錐形灌叢沙堆的實(shí)際平均高度為5. 1 m，底座平均直徑為11. 95 m，忽略坡長的差別可將灌叢沙堆按照40∶1的比例尺制成底座直徑(D2)為30 cm，高(H2)為13 cm的圓錐形木制模型。

1.3　模擬實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計(jì)

從灌叢沙堆的形成演化過程來看主要分為兩個(gè)階段，即生長階段(植物生長發(fā)育)和衰亡階段(植物衰敗消亡)。因此，本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)分別設(shè)計(jì)無植物的半球形沙堆和圓錐形沙堆，以及有人工“植物”的半球形沙堆和圓錐形沙堆四組模型進(jìn)行表面壓力的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)所用半球形沙堆模型和圓錐形沙堆模型是按照上述比例，用整塊樹樁加工而成的空心體。沙堆模型頂部的人工“植物”為高度(h)10 cm，冠幅10cm×10 cm，采用膠固定在模型的頂部，本項(xiàng)模擬實(shí)驗(yàn)中暫時(shí)忽略“植物”高度、蓋度、疏密度等因素變化。表面壓力測(cè)點(diǎn)在每個(gè)模型表面分別按8個(gè)方位進(jìn)行均勻布設(shè)(將模型分為A、B、C、……H八個(gè)區(qū))，每個(gè)方位5個(gè)測(cè)點(diǎn)，再加1個(gè)頂點(diǎn)，這樣每個(gè)模型上共有41個(gè)測(cè)點(diǎn)(圖1a-c，黑色五角星代表測(cè)點(diǎn))。每個(gè)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)兩根內(nèi)徑為0. 6 mm的空心細(xì)銅管，銅管一端出露模型表面另一端與數(shù)字式微壓計(jì)相連。模型固定在距實(shí)驗(yàn)段入口10m處，利用精密微壓計(jì)在無供沙條件下測(cè)定。根據(jù)前人野外觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)定起始實(shí)驗(yàn)風(fēng)速為起沙風(fēng)6 m/s，以算術(shù)級(jí)6、8、10、12、14 m/s依次增加實(shí)驗(yàn)段風(fēng)速進(jìn)行表面壓力觀測(cè)，限于文章的篇幅本文僅刊出10m/s和12 m/s兩組風(fēng)速下的表面壓力分布等值線俯視平面圖(圖2a-h)。

2　結(jié)果分析

2.1　半球形沙堆的表面壓力分布特征

從半球形沙堆各個(gè)風(fēng)速下的表面壓力分布模擬結(jié)果來看(圖2a-圖2d)，半球形沙堆的表面壓力分布情況可以簡單劃分為沙堆迎風(fēng)坡正壓增壓區(qū)、丘頂高壓區(qū)、背風(fēng)坡降壓負(fù)壓區(qū)和兩翼高低壓相間分布區(qū)。在半球形沙堆迎風(fēng)坡分布著正壓增壓區(qū)(主要在A、B兩區(qū)內(nèi))。從坡腳至1/2H1表面壓力增加緩慢，相應(yīng)地等壓線也比較稀疏。這是由于半球形沙堆迎風(fēng)坡下部坡度較大，氣流在迎風(fēng)坡下部匯集反射形成風(fēng)壓值小于10 Pa的較大低壓區(qū)域，因此這里反射渦流應(yīng)當(dāng)居于主導(dǎo)地位。野外考察發(fā)現(xiàn)，半球形沙堆迎風(fēng)坡坡腳常常分布有凹槽，風(fēng)沙在這里既不發(fā)生堆積，風(fēng)蝕作用也較弱。從迎風(fēng)坡1/2H1至丘頂，即迎風(fēng)坡上部等壓線比較密集剪切力增大，表面壓力迅速增加，導(dǎo)致沙堆的表層氣流被加速。可見，從迎風(fēng)坡坡腳向丘頂，表面壓力的增加并不是均勻的。野外對(duì)橫向沙丘迎風(fēng)坡風(fēng)速變化結(jié)果的類似觀測(cè)也證實(shí)，在迎風(fēng)坡不同高度、不同測(cè)點(diǎn)風(fēng)速都呈現(xiàn)出隨高度的增大而增大的趨勢(shì)，但增大的比率并不相同，順著迎風(fēng)坡向上，風(fēng)速在坡腳被放大，但風(fēng)速遞增比率比較平穩(wěn)，至沙丘頂部則再一次加速放大〔15， 16〕。

在半球形沙堆的丘頂明顯地分布著一個(gè)閉合的高壓區(qū)。關(guān)于沙丘頂部高速氣流的存在已被國內(nèi)外眾多學(xué)者的野外考察所證實(shí)，高速氣流必然導(dǎo)致沙丘表面剪切力加大，有利于風(fēng)蝕作用的發(fā)生和發(fā)展。在和田河流域野外考察中也發(fā)現(xiàn)，那些處于退化演化過程初始階段的灌叢沙堆頂部經(jīng)常存在不規(guī)則的風(fēng)蝕凹坑，顯然與沙堆頂部存在的高壓剪切風(fēng)蝕區(qū)域有關(guān)。當(dāng)固定沙堆的植物衰敗，丘頂高速渦旋風(fēng)沙流遇到植物殘根的阻截，以植物的殘根為渦旋中心，可能加劇其渦流強(qiáng)度，殘根周圍的沙粒不斷被吹散，風(fēng)蝕坑也就不斷地被加深，沙堆的高度也隨之下降，沙堆變的不穩(wěn)定，沙丘開始活化〔17-19〕。

在半球形沙堆的背風(fēng)坡分布著降壓負(fù)壓區(qū)(主要在E、F兩區(qū)內(nèi))。當(dāng)氣流翻越丘頂和側(cè)翼后，氣流回旋輻散，氣流速度迅速降低。從等壓線分布圖上也可以看出，碩士論文從沙堆頂部至沙堆背風(fēng)坡約2/ 3H1的一段區(qū)域內(nèi)表面壓力值迅速從最高值降到0，再往下則氣流反向，負(fù)壓值不斷升高，在約1/ 3H1高度處負(fù)壓值達(dá)到極值，反向氣流風(fēng)速達(dá)到最高值。

姚正毅〔16〕研究也證實(shí)，從沙丘頂?shù)铰渖称缕履_，貼地層氣流在沙丘的落沙坡會(huì)發(fā)生分離，氣流產(chǎn)生回旋運(yùn)動(dòng)，成為一個(gè)壓力均勻、平均流速很小的渦旋靜風(fēng)區(qū)，因此表面壓力也很小，其壓差亦為負(fù)值且基本維持不變。由于在落沙坡表面壓力降低，風(fēng)速減小使沙粒在落沙坡發(fā)生沉降堆積。筆者認(rèn)為沙堆背風(fēng)坡降壓負(fù)壓區(qū)的存在是造成在沙堆背風(fēng)坡沙塵沉降堆積，促使沙堆增長的主要原因之一。王訓(xùn)明等〔16〕對(duì)沙丘背風(fēng)坡氣流觀測(cè)表明，在沙丘背風(fēng)坡貼近地面的一定高度氣流仍能維持一定的強(qiáng)度，并有相當(dāng)強(qiáng)的輸沙能力，但其作用被局限在背風(fēng)坡范圍內(nèi)，這對(duì)保持沙丘形態(tài)有重要的作用。

在半球形沙堆的兩翼分布著高壓低壓相間區(qū)(主要分布在C、D、G和H區(qū)內(nèi))。在半球形沙堆兩翼分布著2~3個(gè)高壓區(qū)，兩個(gè)高壓區(qū)之間分布著低壓區(qū)，高低壓區(qū)的延伸方向與風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段氣流方向幾乎平行分布。這種高低壓相間分布格局與野外考察看到的沙堆微地貌形態(tài)是吻合的。在自然狀態(tài)下，半球形沙堆的兩翼坡腳和腰部風(fēng)蝕比較明顯，常分布有平行繞流方向的風(fēng)蝕凹槽，顯然是氣流遇沙堆阻擋在兩側(cè)繞流加速、剪切力增大、風(fēng)蝕加強(qiáng)的結(jié)果。在本次模擬實(shí)驗(yàn)中也證實(shí)，在半球形沙堆模型的兩翼坡腳和腰部為明顯的高壓區(qū)，風(fēng)速強(qiáng)勁，這是造成這些部位風(fēng)蝕發(fā)生的根部原因，而在兩個(gè)高壓區(qū)之間為低壓區(qū)，風(fēng)速較低不利于風(fēng)蝕的發(fā)生。張偉民〔20〕在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)，在沙丘旁側(cè)基部兩側(cè)，氣流作用較強(qiáng)，產(chǎn)生旁側(cè)順向高輸沙率。

2.2　有植物半球形沙堆的表面壓力分布特征

從有植物半球形沙堆各個(gè)風(fēng)速下的表面壓力分布模擬結(jié)果來看(圖2c-圖2d)，有植物半球形沙堆的表面壓力分布情況可以簡單劃分為沙堆迎風(fēng)坡正壓增壓區(qū)、丘頂高壓破碎區(qū)、背風(fēng)坡降壓負(fù)壓區(qū)和兩翼高低壓相間分布區(qū)。

與無植物的半球形沙堆的表面壓力分布情況相比較而言，“植物”對(duì)半球形沙堆的表面壓力的影響主要體現(xiàn)在沙堆的頂部、兩翼和背風(fēng)坡，迎風(fēng)坡的表面壓力分布情況二者相似。

在有植物的半球形沙堆的頂部，由于人工植物的干擾，使原丘頂高壓風(fēng)蝕區(qū)破碎化。在無植物的情況下，半球形沙堆的頂部為一閉合的高壓強(qiáng)風(fēng)區(qū)域，風(fēng)速比同一高度前后實(shí)驗(yàn)段給定風(fēng)速高出1~2 m/s，而在有植物的情況下，在丘頂?shù)膩盹L(fēng)方向和緊靠植物兩側(cè)，分布著2~3個(gè)小的相對(duì)高壓區(qū)，從數(shù)值上比較，可看出有植物的半球形沙堆的表面壓力值在相同風(fēng)速下僅為無植物沙堆丘頂表面壓力的1/2。由于植物對(duì)氣流的阻截和干擾作用，使得原本無植物的沙堆的頂部相對(duì)較大較強(qiáng)的高壓區(qū)，分解成幾個(gè)相對(duì)較小較弱的高壓區(qū)，人工植物的存在明顯地削弱了無植物的沙堆的頂部高速高壓氣流，有利于風(fēng)沙流從不飽和狀態(tài)達(dá)到過飽和狀態(tài)，導(dǎo)致部分碎屑物質(zhì)發(fā)生沉降堆積。有關(guān)野外觀測(cè)證實(shí)，在相同的起沙風(fēng)作用下，橫向沙丘鏈、裸露沖積平原和檉柳灌叢沙堆三者之間的風(fēng)速比為118∶100∶87〔21， 22〕，植物對(duì)氣流的阻滯影響十分明顯。

另外，由于人工“植物”的干擾，半球形沙堆兩翼的高低壓相間分布區(qū)面積明顯縮小，愈靠近沙堆上部植物所在部位，沙堆表面壓力的數(shù)值比相同實(shí)驗(yàn)風(fēng)速下的無植被的降低越多，丘頂閉合高壓區(qū)和低壓區(qū)范圍也減小。而在背風(fēng)坡降壓負(fù)壓區(qū)，由于植被的干擾， 0值等壓線區(qū)域略有上移，負(fù)壓區(qū)域大部分僅為10 Pa左右，渦旋區(qū)反向氣流風(fēng)速強(qiáng)化過程不明顯，這種渦流狀態(tài)更有利于沙塵的堆積。與無植物的半球形沙堆相比，植物的存在削弱了植物叢附近沙堆表面的壓力，降低了氣流的速度，擴(kuò)大了背風(fēng)坡渦流區(qū)的影響范圍，為風(fēng)沙流中部分顆粒的沉降、堆積創(chuàng)造了條件。Wasson〔4， 5〕指出在植株背風(fēng)側(cè)回流積沙區(qū)的風(fēng)速僅及來流的20%，凌裕泉〔23〕認(rèn)為植被不僅直接減弱了風(fēng)沙流強(qiáng)度，而且因?yàn)橹参锏淖杞刈饔茫共糠执蟮念w粒發(fā)生沉降堆積。因此植被的存在更有利于沙堆的生長發(fā)育。

2.3　圓錐形沙堆的表面壓力分布特征

從圓錐形沙堆各個(gè)風(fēng)速下的表面壓力分布模擬結(jié)果來看(圖2e-2h)，圓錐形沙堆的表面壓力分布情況可以簡單劃分為沙堆迎風(fēng)坡正壓增壓區(qū)、背風(fēng)坡降壓負(fù)壓區(qū)和兩翼高壓區(qū)。

在圓錐形沙堆迎風(fēng)坡分布著正壓增壓區(qū)(主要在A、B兩區(qū)內(nèi))。從等壓線分布圖上可見，在圓錐形沙堆的迎風(fēng)坡坡腳處等壓線較稀疏，順坡向上等壓線逐漸加密且分布比較均勻，系迎風(fēng)坡氣流不斷爬坡增速所致，在錐頂附近表面壓力達(dá)到最大值，風(fēng)速也相應(yīng)地為最大值。與半球形沙堆相比，圓錐形沙堆迎風(fēng)坡風(fēng)壓梯度變化均勻增大。

在圓錐形沙堆的背風(fēng)坡分布著降壓負(fù)壓區(qū)(主要在E、F兩區(qū)內(nèi))。當(dāng)氣流翻越沙堆后，在背風(fēng)坡氣流回旋，風(fēng)速迅速降低，表面壓力0值等值線區(qū)域頂點(diǎn)接近沙堆丘頂，再往下則氣流回旋反向，醫(yī)學(xué)論文負(fù)壓值不斷升高，在約1/3H2高度處負(fù)壓值達(dá)到極值，并形成一個(gè)負(fù)壓高值區(qū)，整個(gè)負(fù)壓區(qū)俯視平面形態(tài)大致呈現(xiàn)三角形。其負(fù)壓中心區(qū)風(fēng)壓值與半球形沙堆相比，要高出許多(對(duì)比圖2a、2b、2e和2f)。

在圓錐形沙堆的兩側(cè)對(duì)稱分布著高壓區(qū)(主要分布在C、D、G和H區(qū)內(nèi))。從等壓線分布圖上可見，圓錐形沙堆兩翼的高壓區(qū)是對(duì)稱分布的，但是高壓區(qū)延伸方向是從側(cè)翼坡腳一直到沙堆頂部，與風(fēng)洞試驗(yàn)段氣流方向垂直相交，這與半球形沙堆側(cè)翼高低壓相間分布、延伸方向與風(fēng)向平行的狀態(tài)明顯不同。這與野外觀察到的圓錐形沙堆退化過程中沙堆兩側(cè)發(fā)生的連續(xù)風(fēng)蝕現(xiàn)象是吻合的。

2.4　有“植物”圓錐形沙堆的表面壓力分布特征

從有植物的圓錐形沙堆各個(gè)風(fēng)速下的表面壓力分布模擬結(jié)果來看(圖2f-圖2g)，有植物的圓錐形沙堆的表面壓力分布情況可以簡單劃分為沙堆迎風(fēng)坡正壓變壓區(qū)、錐頂負(fù)壓區(qū)、背風(fēng)坡負(fù)壓區(qū)和兩翼高壓區(qū)。

與無植被的圓錐形沙堆的表面壓力的分布情況相比較，植被對(duì)圓錐形沙堆的表面壓力的影響突出地表現(xiàn)在錐頂附近部位和背風(fēng)坡負(fù)壓區(qū)。在沙堆的迎風(fēng)坡錐頂附近，由于植物的干擾，迎風(fēng)坡氣流在錐頂附近加速到高值后迅速降低，等壓線值表現(xiàn)為先均勻增高后迅速降低，在圓錐的頂部形成一個(gè)閉合的負(fù)壓區(qū)，背風(fēng)坡仍為負(fù)壓區(qū)，負(fù)壓區(qū)的范圍明顯地比無植物影響的擴(kuò)大，而且負(fù)壓區(qū)的中心負(fù)值區(qū)風(fēng)壓比無植物的削弱10~40 Pa以上，并且整個(gè)背風(fēng)坡負(fù)值區(qū)域在局部也擾分解成更小的負(fù)值區(qū)。

3　結(jié)　論

通過以上純氣流風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)，結(jié)合新疆和田河流域的野外考察分析，初步獲得了無植被覆蓋與有植被覆蓋條件下半球形沙堆和圓錐形沙堆的表面壓力分布特征。其基本結(jié)論如下:

(1)無植被半球形沙堆的表面壓力分區(qū)可以劃分為沙堆迎風(fēng)坡正壓增壓區(qū)、丘頂高壓區(qū)、背風(fēng)坡負(fù)壓區(qū)和兩翼高低壓相間分布區(qū)。半球形沙堆迎風(fēng)坡下部坡度較陡是造成沙堆迎風(fēng)坡前氣流壓縮匯集形成渦流的主要原因。

(2)有植物半球形沙堆的表面壓力分區(qū)可以劃分為沙堆迎風(fēng)坡正壓增壓區(qū)、丘頂高壓破碎區(qū)、背風(fēng)坡負(fù)壓區(qū)和兩翼高低壓相間分布區(qū)。植物造成半球形沙堆丘頂?shù)母邏簠^(qū)破碎化，丘頂風(fēng)蝕壓力被弱化。

(3)無植被圓錐形沙堆的表面壓力分區(qū)可以劃分為沙堆迎風(fēng)坡正壓增壓區(qū)、背風(fēng)坡降壓負(fù)壓區(qū)和兩翼高壓區(qū)。圓錐形沙堆頂部無明顯正壓區(qū)和負(fù)壓區(qū)，迎風(fēng)坡對(duì)氣流的壓縮匯集作用不明顯。

(4)有植物的圓錐形沙堆的表面壓力分區(qū)可以劃分為沙堆迎風(fēng)坡正壓變壓區(qū)、錐頂負(fù)壓區(qū)、背風(fēng)坡負(fù)壓區(qū)和兩翼高壓區(qū)。植物的影響使錐頂附近形成負(fù)壓區(qū)，迎風(fēng)坡風(fēng)壓值先均勻增加再迅速降低，同時(shí)弱化了背風(fēng)坡渦流負(fù)壓值。

(5)沙堆幾何形態(tài)對(duì)沙堆的表面壓力分布特征影響較大。職稱論文比較半球形沙堆和圓錐形沙堆表面壓力分布特征，半球形沙堆迎風(fēng)坡下半部等壓線分布稀疏，易造成氣流在坡前匯集，形成較強(qiáng)的渦流，頂部存在閉合的高壓區(qū)，易遭強(qiáng)風(fēng)侵蝕，同時(shí)背風(fēng)坡負(fù)壓區(qū)風(fēng)壓較弱，以致背風(fēng)坡渦流較弱;圓錐形沙堆反之，迎風(fēng)坡等壓線分布由疏到密遞增梯度均勻，迎風(fēng)坡前渦流較弱，背風(fēng)坡負(fù)壓區(qū)負(fù)壓值較大，致使渦流也較強(qiáng)，頂部不存在明顯的高壓區(qū)，強(qiáng)風(fēng)侵蝕不明顯。

(6)野外觀察在沙堆植被衰敗、遭受風(fēng)蝕的過程中，半球形沙堆的丘頂往往最先遭受風(fēng)蝕形成風(fēng)蝕坑，兩側(cè)出現(xiàn)環(huán)繞沙堆側(cè)翼分布的風(fēng)蝕凹槽，而圓錐形沙堆衰退過程中丘頂風(fēng)蝕降低和側(cè)翼風(fēng)蝕過程同步進(jìn)行，沙堆風(fēng)蝕降低過程中圓錐形形態(tài)可以維持較長時(shí)間，即圓錐形沙堆更易與區(qū)域氣流場(chǎng)達(dá)到形態(tài)動(dòng)力平衡。野外考察中發(fā)現(xiàn)的不同形態(tài)沙堆演化特征也基本印證了本項(xiàng)模擬實(shí)驗(yàn)勾畫出的表面壓力分布特點(diǎn)。

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