检索结果-内蒙古大学图书馆

应用基础与工程科学学报 2019年第1期37卷 15-23页

作者：张春来杨焱黄晓琪沈亚萍亢力强北京师范大学地理科学学部防沙治沙教育部工程研究中心地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190

数值模拟是研究风沙地貌形态动力学和风沙工程工作原理的有效途径.本文利用数值模拟方法,通过对比不同的迎风坡度以及迎风坡上部设置阻沙栅栏条件下的沙丘近地面流场特征,讨论了沙区道路防护体系前沿"栅栏沙丘"形成发育的流... 详细信息

数值模拟是研究风沙地貌形态动力学和风沙工程工作原理的有效途径.本文利用数值模拟方法,通过对比不同的迎风坡度以及迎风坡上部设置阻沙栅栏条件下的沙丘近地面流场特征,讨论了沙区道路防护体系前沿"栅栏沙丘"形成发育的流场条件.结果表明,随沙丘迎风坡坡度增大,背风坡回流区变高、变长,且坡度>15°后背风坡回流区流场基本不再变化.沙丘迎风坡阻沙栅栏的影响主要体现在气流的提前分离及其背风侧小涡的形成,回流区范围因叠加而变得更高、更远.这种流场变化特征对沙丘表面风沙过程具有显著影响,是形态趋于高大、断面趋于对称的栅栏沙丘形成发展的原因所在.

关键词：栅栏沙丘表面流场压力分布涡数值模拟

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包兰铁路沙坡头段防护体系前沿栅栏沙丘形态与近地面流场

引用

中国沙漠 2013年第3期33卷 649-654页

作者：马晓洁张春来张加琼王焕芝周娜北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室/防沙治沙教育部工程研究中心北京100875

防护体系前沿阻沙栅栏不仅是维持栅栏沙丘形态、阻挡流沙进入防护带内的重要屏障,还是栅栏沙丘这一独特沙丘类型形成发育的首要条件。形态测定与流场观测表明,在沙坡头铁路防护体系前沿地带,栅栏沙丘迎风坡平均坡度大于天然沙丘,背风坡... 详细信息

防护体系前沿阻沙栅栏不仅是维持栅栏沙丘形态、阻挡流沙进入防护带内的重要屏障,还是栅栏沙丘这一独特沙丘类型形成发育的首要条件。形态测定与流场观测表明,在沙坡头铁路防护体系前沿地带,栅栏沙丘迎风坡平均坡度大于天然沙丘,背风坡坡度小于天然沙丘,背风坡水平长度与迎风坡水平长度之比约为0.7,远大于天然沙丘(0.3)。阻沙栅栏显著影响沙丘表面流场,但栅栏缺失或沙埋后栅栏沙丘与天然沙丘表面流场结构具有很大的相似性。沙丘迎风坡剪切风速均沿坡面至丘顶呈先增大、后减小的趋势,但栅栏沙丘迎风坡脚至中上部剪切风速增长速度较快,中上部至丘顶剪切风速迅速降低而且幅度较大,这种变化对栅栏沙丘的成长具有重要意义。

关键词：栅栏沙丘沙丘形态近地面流场

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沙坡头铁路防护体系栅栏沙丘形态特征与表面风沙活动规律

沙坡头铁路防护体系栅栏沙丘形态特征与表面风沙活动规律

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作者：马晓洁北京师范大学

学位级别：硕士

前沿阻沙栅栏是带状防沙工程体系的重要组成部分。沙坡头铁路防护体系阻沙栅栏设立30年以来,不断更新维护和积沙过程使得栅栏所处部位形成了沿栅栏延伸的巨型带状沙垄,我们称之为“栅栏沙丘”。关于栅栏沙丘形态、表面风沙活动规律等方... 详细信息

前沿阻沙栅栏是带状防沙工程体系的重要组成部分。沙坡头铁路防护体系阻沙栅栏设立30年以来,不断更新维护和积沙过程使得栅栏所处部位形成了沿栅栏延伸的巨型带状沙垄,我们称之为“栅栏沙丘”。关于栅栏沙丘形态、表面风沙活动规律等方面迄今未开展深入研究,通过表面风沙活动观测、形态参数测量、沉积物粒度分析,得出以下结论:　　(1)根据阻沙栅栏的完整性及拦截风沙的效果将栅栏沙丘形态分为两类:栅栏有效、迎风坡坡度较大、丘顶凸起的沙丘;栅栏失效、沙丘迎风坡及背风坡坡度较小、丘顶不明显的沙丘。栅栏沙丘迎风坡坡度大于天然沙丘,背风坡坡度小于天然沙丘,迎风坡和背风坡水平长度之比小于天然沙丘,沙丘形态断面比天然沙丘对称。　　(2)栅栏沙丘与天然沙丘迎风坡流场结构相似。沙丘迎风坡风速放大率变化趋势有所差异,栅栏沙丘风速放大率与迎风坡坡度呈较好的线性关系,而天然沙丘两测点间风速放大率差值与下风向测点坡度呈较好的线性关系。沙丘迎风坡剪切风速变化趋势相似,但栅栏沙丘迎风坡脚至迎风坡上部近地表剪切风速增大幅度高于天然沙丘,中上部至丘顶剪切风速减小幅度大于天然沙丘。栅栏沙丘背风坡低能区分布的水平范围和高度范围均大于天然沙丘,对下风向体系内近地面风力的削弱具有重要意义。　　(3)栅栏沙丘与天然沙丘在相同地貌部位0-60cm高度范围内其风沙流结构整体均符合幂函数规律,栅栏沙丘和天然沙丘输沙率分别在0-14cm和0-18cm高度层内符合指数函数规律。0-10cm高度层内输沙率迎风坡上部均大于丘顶,10-20cm高度层内两地貌部位差别不大,20-60cm高度层内迎风坡上部小于丘顶。栅栏沙丘表面0-10cm高度层内相对输沙率大于天然沙丘,其他高度层内相对输沙率小于天然沙丘,栅栏沙丘风沙流结构随高度增大而过沙量减少得更快。　　(4)栅栏沙丘较上风向天然丘平均粒径变细,细沙含量占绝对优势;迎风坡与背风坡沉积物粒径相差不大,不同于天然沙丘。

关键词：铁路防护体系栅栏沙丘形态特征近地面流场风沙过程活动规律

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地形对包兰铁路沙坡头段防护体系的影响

引用

地理科学 2014年第7期34卷 889-896页

作者：周娜张春来邹学勇吴晓旭张峰北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京师范大学防沙治沙教育部工程研究中心北京100875 北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院北京100875

选择沙坡头铁路防护体系典型断面,利用野外风场观测与风洞模拟,讨论地形在道路防沙体系中的作用。结果表明,防护体系前沿栅栏沙丘下风向10倍沙丘高度的水平范围内,地表摩阻风速通常小于临界值;风速递减系数随防护距离的增大而增大,地形... 详细信息

选择沙坡头铁路防护体系典型断面,利用野外风场观测与风洞模拟,讨论地形在道路防沙体系中的作用。结果表明,防护体系前沿栅栏沙丘下风向10倍沙丘高度的水平范围内,地表摩阻风速通常小于临界值;风速递减系数随防护距离的增大而增大,地形倾斜和起伏对贴地层风力减弱的贡献占防护体系风速削弱程度的43%。自流沙区至铁路路基,潜在输沙率迅速波动降低,其中地形变化使得防护体系内潜在输沙率降低50%以上。这表明,地形是沙坡头铁路防护体系发挥卓越功能的重要因素,栅栏沙丘已成为防护体系的重要构成部分。

关键词：防护体系地形栅栏沙丘风场潜在输沙率

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