农田地表粉尘释放特征野外实验研究

发布时间：2021-03-31 21:23

　　中国北方半干旱裸露农田是粉尘释放的重要源区。目前,关于野外地表粉尘释放特征的测量数据较少,同时对流体释放过程中粉尘浓度或释放量动态变化的关注远远不够。为此,本文基于沙尘释放机制和野外风蚀风洞结构,开发了一个新型野外便携式地表沙尘释放测量装置。主要开展了以下工作:首先通过皮托管和Irwin探头测量了测量仪内部风速和地表剪切力分布,从地表剪切力的角度,定量描述了近地表气流特征,同时建立其与电动机转数的标定关系;然后利用该测量仪开展五种农田地表粉尘释放特征的野外实验,给出粉尘临界剪切速度和释放量的直接测量数据,通过与前人风洞实验和野外观测结果对比,验证了测量数据的可靠性;最后分析人为扰动对地表粉尘释放特征的影响。结果表明:农田地表粉尘流体释放具有短暂的高浓度峰值相和长期的低浓度残留相动态过程:某一剪切风速下粉尘浓度急剧变大出现一个“峰值”,然后减小并趋于平缓。人为扰动对地表粉尘临界剪切速度和释放量具有重要影响:人为扰动改变土壤表层结构,破坏颗粒之间结合强度,产生更多的易释放自由粉尘,降低粉尘临界流体起动值,导致原本供应有限的地表有可能发生多次连续的再悬浮事件。人为扰动地表粉尘释放量是未扰动地... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

沙尘释放源区分布图

兰州大学硕士学位论文 农田地表粉尘释放特征野外实验研究将风沙运动形式分为三种：跃移、蠕移和悬移。跃移是颗粒冲击作用和风剪力引起的地表颗粒连续跳跃的运动形式，它和蠕移、悬移密切相关，是风沙运动最重要的运动形式。蠕移是指颗粒沿地面做滑动或者滚动。当颗粒沉降速度小于气流的垂直脉动分速度时，颗粒保持在地表上方一定时间发生悬浮运动。悬移颗粒粒径一般小于 70μm，其中小于 70μm（PM20）的颗粒能够在对流层悬浮一周之多，在落地之前可以被运输到千里之外，而粒径为 20~70μm 之间的颗粒在湍流作用下保持悬浮状态的时间较短（Kok et al., 2012）。

图 2-1 便携式地表沙尘释放测量仪。（表 2-1 便携式地表沙序号 设备名称 型号1 铅酸蓄电池 122 直流电动机 TD86B3 离心式鼓风机 WM9294 测量仪外壳 3mm 不5 主、从动滚筒 D86 传送带 7 亚克力板 8 旋风集尘器 9 气溶胶粒度普仪 Grimm10 静电防尘过滤网 11 3M 密封条


本文编号：3112096