Study on barchan dune movement velocity using fiber optic sensing theory and technology: a case study in the Tengger Desert, China

摘要 沙丘移动速度监测对沙漠生态系统演化研究、周边农业保护及风蚀防治具有重要意义。然而，野外标记、GPS定位、影像遥感等传统监测技术在沙漠恶劣条件下存在精度有限、抗干扰能力不足等问题。针对上述问题，本研究将布里渊光时域反射技术(BOTDR)与风沙动力学相结合，建立了基于光纤传感的沙丘移动速度测量理论与方法。具体而言，构建了描述风力驱动、沙丘变形至光纤应变传递完整链条的物理模型。利用所提理论与方法，对腾格里沙漠新月形沙丘开展数值模拟，分析了不同宽度沙丘的移动速度，并与传统监测技术所得结果进行对比。结果表明，所提方法在监测频率和空间分辨率方面具有优势。该理论与方法为流动沙丘科学监测及荒漠化防治提供了技术支撑。