【摘要】：我國西北干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境嚴(yán)酷,沙漠及沙漠化土地廣布,風(fēng)沙危害嚴(yán)重。通過構(gòu)建生態(tài)防護(hù)體系、建設(shè)防沙治沙工程實(shí)現(xiàn)降低地表風(fēng)速、削弱地表風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)是控制、治理沙漠化的主要措施之一。本文借助于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn),對(duì)7種孔隙率及2種生物量空間分布格局的防護(hù)帶防風(fēng)效能進(jìn)行測量,分析了孔隙率及地上生物量空間分布格局對(duì)防護(hù)帶防護(hù)效能的影響,并探討了研究結(jié)果在防風(fēng)固沙實(shí)踐中的應(yīng)用。研究得出如下主要結(jié)論:(1)帶后2h處、0-30cm范圍內(nèi),以防護(hù)帶高度為臨界值分為兩個(gè)完全不同的區(qū)域:即有效防護(hù)區(qū)(1cm-13cm,風(fēng)速削減率為正)和加速區(qū)(20cm-30cm,風(fēng)速削減率為負(fù))。在這兩個(gè)區(qū)域內(nèi),防護(hù)帶對(duì)氣流產(chǎn)生截然不同的影響,且影響強(qiáng)度隨孔隙率增加逐漸減弱。(2)受模型為縱條型結(jié)構(gòu)的影響,帶后2h處1cm-13cm范圍內(nèi)相同孔隙率防護(hù)帶的風(fēng)速消減率沿高度變化不大;隨距離增加,地表5cm高度處防護(hù)帶風(fēng)速消減率逐漸降低,孔隙率越小,風(fēng)速消減率極大值越大,且出現(xiàn)位置越靠近4h處,風(fēng)速消減率隨距離增加而降低越明顯。帶后30cm高度處、2h-12h范圍內(nèi)風(fēng)速均不同程度出現(xiàn)加速,且越靠近防護(hù)帶、孔隙率越小,風(fēng)速加速趨勢越明顯。(3)防護(hù)帶帶后2h-24h范圍內(nèi)各位置處平均風(fēng)速消減率隨防護(hù)帶孔隙率增加呈遞減趨勢,且在孔隙率自1%至100%的變化過程中,風(fēng)速消減率出現(xiàn)三個(gè)明顯的變化區(qū)間�？紫堵首�1%至40%,平均風(fēng)速消減率緩慢減小;從孔隙率45%開始至66%,平均風(fēng)速消減率急劇減小;從孔隙率為66%左右開始,平均風(fēng)速消減率隨孔隙率增加而呈緩慢減小趨勢。(4)入口風(fēng)速從6m/s增加至12 m/s,1%、40%和66%三種孔隙率防護(hù)帶帶下風(fēng)速消減差值會(huì)隨孔隙率及距離的變化發(fā)生明顯改變,且孔隙率越小,越靠近防護(hù)帶,風(fēng)速消減差值隨入口風(fēng)速的變化越明顯,在超過防護(hù)帶高度后孔隙率為1%和40%的防護(hù)帶上方風(fēng)速消減差值會(huì)隨高度增加迅速減小,至30cm高度處三種入口風(fēng)速影響下的風(fēng)速消減差值趨于一致,而孔隙率為66%的防護(hù)帶對(duì)此的響應(yīng)要明顯的弱于前兩種。(5)生物量空間分配格局的改變會(huì)對(duì)其影響區(qū)域內(nèi)風(fēng)速消減率產(chǎn)生明顯影響。改變?cè)涂紫堵史雷o(hù)帶的空間排列方式,增加孔隙率為33%林帶的橫向孔隙率及縱向厚度(橫向及縱向以主風(fēng)方向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)界定)后,與原有的低橫向孔隙率及縱向厚度生物量空間分配格局相比,0-13cm風(fēng)速消減率明顯降低,5cm高度處2h-24h范圍內(nèi)風(fēng)速消減率明顯降低,但高于單條高橫向孔隙率、低縱向厚度生物量空間分配格局(孔隙率66%),介于兩者之間。(6)在維持一定區(qū)域內(nèi)地上生物量及總蓋度不變的情況下,將小間隔、多條帶、分散分布的大孔隙率防護(hù)體系配置模式調(diào)整為單條、集中分布的小孔隙率條帶可以在相同的資金投入和水分消耗前提下取得更好的防護(hù)效益。在考慮資金投入與效能最大化的前提下,單條條帶式防護(hù)帶的最佳孔隙率應(yīng)控制在45%左右,將孔隙率從66%降低至45%期間,單筆資金投入的效能收益最大。
【圖文】：

甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017 屆碩士學(xué)位論文風(fēng)洞結(jié)構(gòu)符合低速風(fēng)洞設(shè)計(jì)要求，，可以在實(shí)驗(yàn)段生產(chǎn)穩(wěn)定流動(dòng)的度為±3%-±0.5%，最大測試風(fēng)速達(dá) 35m/s。洞體總長度 38.9m，由進(jìn)、整流段、收縮段、實(shí)驗(yàn)段、可調(diào)實(shí)驗(yàn)段和擴(kuò)散段組成。實(shí)驗(yàn)段 1.2 m×1.2 m，可調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)段長 2.5m，截面 1.2 m×1.3m。為加速風(fēng)洞育，在實(shí)驗(yàn)段的前端鋪設(shè)粗糙元(如圖 2-2 所示)，粗糙元由20cm×5cm 水泥預(yù)制磚按規(guī)則鋪設(shè)而成，鋪設(shè)長度為 3.6m，實(shí)驗(yàn)初粗糙元鋪設(shè)方式的調(diào)整實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段測量區(qū)域風(fēng)場的合理調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)涉及 0-30cm 高度內(nèi)的風(fēng)場結(jié)構(gòu)滿足自然條件下的穩(wěn)定對(duì)數(shù)廓

粗糙元鋪設(shè)方式的調(diào)整實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段測量區(qū)域風(fēng)場的合理調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)涉及 0-30cm 高度內(nèi)的風(fēng)場結(jié)構(gòu)滿足自然條件下的穩(wěn)定對(duì)數(shù)廓圖 2-1 風(fēng)沙環(huán)境風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室
【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S718.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2615525