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寒旱所防沙堤流场风洞实验模拟研究取得新成果

2012.9.27

　　防沙工程的发展与流动性沙漠区的工农业发展、交通和民用建筑设施以及文化遗址保护等密不可分。防沙堤在风沙防护体系中发挥着重要的作用。阻沙措施是防护体系的重要组成部分，用于阻滞拦截过境风沙流。防沙堤多位于防护体系的阻沙带，具有阻挡为主、导阻兼顾的防护作用。研究表明，布设合理的防沙堤能局部改变风向并控制风沙活动，充分发挥输导功能。

　　中国科学院寒区旱区环境与工程研究所科研人员对不同形状、不同倾角和不同高度防沙堤的流场结构进行风洞模拟实验，对不同类型防沙堤的防护效益进行了科学评价。研究结果表明：①防沙堤强烈地影响了周围的气流流动特性，根据不同流场特征将其划分为5个典型区域：迎风坡脚低速区、遇阻抬升区、集流加速区、减速沉降区和消散恢复区，其中迎风坡脚低速区和背风侧减速沉降区能有效降低风速、阻滞风沙流。②梯形较三角形防沙堤形成的迎风坡脚低速区范围更大，而三角形较梯形防沙堤形成的有效防护距离更大。③三角形防沙堤的防护范围随风速的增大而减小。三角形防沙堤形成的有效防护距离随迎风坡倾角的增加而增大;迎风坡脚低速区范围随倾角增大而减小。④倾角40°的三角形防沙堤模型在各组风速下均形成最大的有效防护距离。⑤ 防沙堤背风侧的有效防护距离与沙堤高度呈正相关。

　　本研究为防沙堤合理科学地运用到工程实践中提供了理论指导。

　　本研究项目受到国家自然科学基金项目(40930741)、中国科学院重要方向性创新项目(KZCX-YW-329)、铁道部科技研究开发计划(2009G020-A)共同资助;研究成果发表于《中国沙漠》。