格状沙障防风固沙技术研究

发布时间：2020-05-17 13:23

【摘要】：中国是世界上荒漠化危害严重的国家之一,土地荒漠化严重的威胁着生态安全。格状沙障是防风治沙工程中最有效和最多采用的技术措施,在治理高大流动沙丘和植被绿化带的恢复中起着相当重要的作用。首先,针对方格沙障防护区域内流场的特点,利用流体力学中的理想涡列模型来模拟实际风沙流场。在此基础上,进一步考虑沙障单边的截面形式,给出了不同截面形式的方格沙障间距与高度的对应关系。本文计算了矩形、三角形和梯形截面的三种实体截面形式,发现截面高度随着截面宽度的增大而减小,这对于指导工程实际具有重要意义。其次,本文采用计算流体动力学方法研究了草方格带内部风速的空间变化规律。对于草方格带的模拟结果指出草方格带内部风速沿流向的变化分为三个阶段,即,风速减小、稳定和恢复阶段,风速沿高度的变化满足三种对数线性函数,即,草头高度以下满足一种对数线性函数,草头高度以上临界高度以下区域满足一种对数线性关系,临界高度以上满足一种对数线性关系。草头高度和叶面积密度对草方格带内部流场空间变化有明显的影响,本文基于模拟结果首次给出了考虑两者影响的近地表摩阻风速、临界高度和草头高度以上摩阻风速与近地表摩阻风速比值的数学表征。此外,本文还基于近地表摩阻风速与来流风速的比值给出了输沙率预测公式。
【图文】：

０．３逦０．６逦０．９逦１．２逦１．５逦１．８邋么１逡逑Ｌ（ｍ）逡逑图２．７梯形和矩形截面沙障高度随沙障间距的变化逡逑从图２．邋７中可看出在Ｌ＝ｌｍ时梯形、矩形和Ｈ角形截面沙障的截面高度都逡逑小于最危险情况时的最大风蚀深度０．２}0，此时障内中间位置发生了一定的风逡逑蚀，而靠近沙障边的位置发生沉积。梯形沙障的截面高度较高，障内中间风蚀最逡逑小；而矩形截面的高度较小，障内风蚀最大。逡逑图２．７的结果说明选择矩形截面的沙障，在一定的沙障间距下沙障高度较逡逑小，节约材料。逡逑ａｓｉ逡逑■邋■逡逑ａ牛逦■邋Ｉ逡逑Ｉ邋■邋ｒｏｕＴｄ邋ｌ逦■逡逑■逡逑官邋ＯＬ｝逦■■逡逑－逡逑０．２邋■逡逑化逡逑ＧＬ４邋任６邋０ｌ８邋１．０邋Ｕ邋１．４邋１．６邋１．８邋之０邋２２逡逑ｍ逡逑１５逡逑

口（。４邋Ａ邋｜外邋＾Ａ邋Ｍ邋Ｅ）逦（３—９）逡逑本文计算的区域如图３．１所示，１Ｘ邋Ｉｍ草方格带流场的计算区域为ｌＯＯｍＸ邋５ｒａ，逡逑草方格带的长度为６０ｍ，，草方格带前缘与入曰的距离为５ｍ，这一距离能够保证来逡逑流风场充分发展，草方格带后缘与出口的距离为３５ｍ，这一距离能够保证出口不逡逑会对草方格带流场造成影响。计算网格数为１０００Ｘ巧０。草方格的高度和长度分逡逑别为ｈ和Ｌ。本文还模拟了尺寸为１．５Ｘ１．５ｍ、２Ｘ２ｍ、２．５Ｘ２．５ｍ、３Ｘ３ｍ的草逡逑方格带，计算区域和网格数也相应的增加。逡逑－邋Ｌ逡逑ｒ￣逦１邋＿±逡逑Ｊ］逦ｎ邋Ｉ逡逑区邋决．ｙ：ｓ邋，￡＼逡逑，逦，■邋．邋Ｉ邋ｎ邋１，１１邋ａ邋■邋Ｉ邋ａ邋Ｉ邋■邋ＩＩ邋■…Ｉ邋ｎ邋Ｉ邋ｎ邋■邋＂邋Ｉ，邋ＩＪＪＵＩ１１邋■邋１１邋ｎ邋ｎ邋ｎ邋１１邋ｎ邋Ｉ邋■！！邋Ｉ邋ＩＩＩ邋＂邋１１逦．ｉ逡逑图３．１计算区域示意图逡逑野外风速一般远不到ｌＯＯｍ／ｓ
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S288

【参考文献】

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1 薄天利;沙丘场时空演化跨尺度动力学模型及其仿真研究[D];兰州大学;2010年

本文编号：2668621