不同组合间距的尼龙阻沙网积沙形态特征对比

在塔克拉玛干沙漠腹地垄间平沙地,布设了两条尼龙阻沙网水平组合防沙实验,组合间距分别为2H、5H、10H、15H(H为阻沙网高度),一个风季中对实验设置的地形及纵断面蚀积量进行了动态观测。结果表明:(1)各尼龙阻沙网组合形成有规律的地表蚀积空间分布格局:形成以阻沙网为核心的积沙区,其上下风侧分布有较稳定的风蚀区,两条阻沙网之间存在临时的风蚀区。(2)在阻沙网前后形成与阻沙网高度相近的积沙体,在第一条阻沙网上风侧区域,积沙厚度与水平距离呈指数函数关系,在阻沙网背风侧,积沙厚度与水平距离呈二次函数关系。(3)2H和5H积沙体纵断面呈单峰状,风季中后期形似"几"字形,而10H和15H呈双峰状,风季中后期形似"M"字形。(4)阻沙网组合间距越小,积沙分布就越集中,形体越高大,反之则越分散,风季末阻沙网积沙体地形起伏度、平均坡降、积沙体积比、积沙断面面积轮廓比大小排序均为2H>5H>10H>15H。(5)阻沙网积沙体积具有随阻沙网间距增大而降低的趋势,观测断面最大积沙体积5HH>2H>15H>10H,5H、2H、15H分别较10H大13.20%、12.34%、3.78%,可见,5H防沙效果最优。

双排尼龙阻沙网-草方格联合沙障防风效应的风洞实验

为了解双排尼龙阻沙网-草方格联合沙障的防风效应,进行孔隙度为40%、45%、55%的双排尼龙阻沙网-草方格联合沙障风洞实验,研究在6、10、14 m·s^(-1)等3种风速下的风速加速率等值线、防风效能和风速廓线指标。结果表明:(1)在不同风速条件下,双排尼龙阻沙网-草方格联合沙障防风效应随着来流风速增大而明显降低;(2)40%孔隙度双排尼龙阻沙网-草方格联合沙障防风效应较好,而45%孔隙度时防风效应较差,55%孔隙度防风效应最差;(3)双排尼龙阻沙网-草方格联合沙障在防风效应方面存在累加。因此,建议在实际应用中采用40%孔隙度双排尼龙阻沙网-草方格联合沙障,以获得最佳防风效应。

塔克拉玛干沙漠4种结构尼龙阻沙网的防风阻沙效益对比

常用尼龙阻沙网的孔隙度为均匀分布,而风沙流结构在垂直方向上是非均匀分布的。通过设计4种孔隙度非均匀分布的尼龙阻沙网:大条带上疏下密式(A)、大条带上密下疏式(B)、小条带疏密相间式(C),将其布设在塔克拉玛干沙漠腹地的垄间平地,以均匀结构阻沙网为对照(CK)。对4种阻沙网前后的风速变化、防风效能、积沙形态、积沙量进行对比。结果表明:①B阻沙网有效防护距离最短,仅为6H(H为阻沙网的高度),其余3种结构有效防护距离差别不大,均为15H;在网后10H处0.15 m、0.3 m和0.5 m 3个观测高度,风速削弱程度的平均值存在明显差异,呈C>A>B>CK。②在风季后期,4种结构阻沙网前后积沙量B最小,其余3种类型差别不大。③综合考虑防风和阻沙效益,C阻沙网提供了一个较好的结构模式,防护效益最好,B阻沙网最差,A和CK阻沙网效益相差不大。研究结果为高立式沙障结构优化设计提供了参考依据。

两条尼龙阻沙网不同组合间距的积沙量对比分析

在塔克拉玛干沙漠腹地垄间平沙地布设了两条尼龙阻沙网4种水平组合间距(2H、5H、10H、15H,H为阻沙网间距)的防沙实验,分析两条尼龙阻沙网的积沙量大小和空间分布,及其与阻沙网组合间距的关系。实验结果表明:1阻沙网积沙量与组合间距呈弱线性负相关,其中2H和5H积沙量最大,但两者差异不大,10H最小,15H居中,与常规认识不同。2不同组合模式的积沙量空间分配格局也明显不同,2H主要堆积在下风侧,而5H、10H、15H则均位于网间和下风侧,上风侧和下风侧积沙量与组合间距呈线性负相关,而网间积沙量与组合间距呈线性正相关。3两条尼龙阻沙网积沙量及其空间分布差异主要与特殊的近地表流场结构有关,但其分异机制还需要深入研究。

不同间距双排尼龙阻沙网防风效应的风洞模拟

为揭示风速和间距对双排尼龙阻沙网防风效应的影响,开展对2H、5H、10H、15H(H为尼龙网高度)间距尼龙阻沙网在6、9、12m·s-1风速下的风洞模拟试验,对不同风速、间距下加速率等值线、变化趋势和防风效能进行对比分析。结果表明:1风速和间距对双排尼龙阻沙网加速率极小值出现的相对位置基本无影响,但后排网后极小值小于前排网后,两排尼龙网对风场的影响存在累加效应。2双排尼龙阻沙网防风效应随来流风速增大而明显降低。32H、5H间距双排尼龙阻沙网防风效应相对较好,5H最优,10H最差。该结果与相同间距设置的野外实验相一致。实际应用中尼龙阻沙网的布设应综合考虑风况、布设间距等因素,笔者建议双排尼龙阻沙网布设间距采用5H。

高立式沙障不同叠加模式的阻沙量对比分析

为了解决尼龙阻沙网在沙埋情况下的防风阻沙,采用不同叠加模式的尼龙阻沙网进行防护。设置3种高立式沙障叠加模式方案,叠加位置分别位于迎风坡、阻沙网、背风坡,迎风坡与背风坡叠加的尼龙阻沙网与原有阻沙障距离和长度均相同,叠加的阻沙网高度为沙埋原有阻沙障的一半,且叠加的尼龙阻沙网需高出原有尼龙阻沙障。选择高1.2 m的沙埋阻沙障进行叠加,迎风与背风坡叠加的位置距原有阻沙障水平距离约45 cm。通过野外观测发现:①不同叠加模式的高立式沙障阻沙量不同,即阻沙网>迎风坡>背风坡;②3种不同叠加模式的积沙量都随着阻沙网的不断叠加而增加,且增加的阻沙量越来越大;③随着阻沙网的不断叠加,3种不同叠加模式的单位阻沙成本不断变化。迎风坡与阻沙网模式的单位阻沙成本不断降低,最后趋于平稳;背风坡模式有所不同,其单位阻沙成本先有所增加,然后再下降,最终趋于平稳。阻沙成本为:阻沙网<迎风坡<背风坡。