防沙堤流場風洞實驗模擬研究取得新成果

2020-11-25 科學網

 

防沙工程的發展與流動性沙漠區的工農業發展、交通和民用建築設施以及文化遺址保護等密不可分。防沙堤在風沙防護體系中發揮著重要的作用。阻沙措施是防護體系的重要組成部分，用於阻滯攔截過境風沙流。防沙堤多位於防護體系的阻沙帶，具有阻擋為主、導阻兼顧的防護作用。研究表明，布設合理的防沙堤能局部改變風向並控制風沙活動，充分發揮輸導功能。

 

中國科學院寒區旱區環境與工程研究所科研人員對不同形狀、不同傾角和不同高度防沙堤的流場結構進行風洞模擬實驗，對不同類型防沙堤的防護效益進行了科學評價。研究結果表明：①防沙堤強烈地影響了周圍的氣流流動特性，根據不同流場特徵將其劃分為5個典型區域：迎風坡腳低速區、遇阻抬升區、集流加速區、減速沉降區和消散恢復區，其中迎風坡腳低速區和背風側減速沉降區能有效降低風速、阻滯風沙流。②梯形較三角形防沙堤形成的迎風坡腳低速區範圍更大，而三角形較梯形防沙堤形成的有效防護距離更大。③三角形防沙堤的防護範圍隨風速的增大而減小。三角形防沙堤形成的有效防護距離隨迎風坡傾角的增加而增大；迎風坡腳低速區範圍隨傾角增大而減小。④傾角40°的三角形防沙堤模型在各組風速下均形成最大的有效防護距離。⑤防沙堤背風側的有效防護距離與沙堤高度呈正相關。

 

本研究為防沙堤合理科學地運用到工程實踐中提供了理論指導。

 

本研究項目受到國家自然科學基金項目（40930741）、中國科學院重要方向性創新項目（KZCX－YW－329）、鐵道部科技研究開發計劃（2009G020－A）共同資助；研究成果發表於《中國沙漠》。（來源：中國科學院寒區旱區環境與工程研究所）

 

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