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On the influence of sand-wind on atmospheric environment 被引量:1
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作者 Zhang Qide, Wang Yuxi, Yu Shuqing, Song Liming, Liu Xianwan, Li Changzhi and Lin Hejie1 Liaoning Provincial Research Institute of Environment Protection China2 Institute of Desert and Frosen Soil Science, Acadenua Sinica, Lanzhou.3 Ihstute of Gedogy Science, Academia Sinica, Lanzhou. 《Journal of Environmental Sciences》 SCIE EI CAS CSCD 1989年第1期73-84,共12页
The authors seek, through tests on simulated sand samples in a wind tunnel and analysis of minerals combination and trace elements, to discover the environmental implications of flying-up, falling-down and concentrati... The authors seek, through tests on simulated sand samples in a wind tunnel and analysis of minerals combination and trace elements, to discover the environmental implications of flying-up, falling-down and concentration variation as a function of natural wind speed and direction, distance of movement, range and extent of influence on the atmospheric environment, of micro-granular components on the ground surface in the Keerqin desert area in northwest Liaoning Province of China. 展开更多
关键词 sand-wind granular grading wind tunnel simulation atmospheric environment dispersion.
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复杂风沙环境下基于改进鲸鱼算法列车自动驾驶速度曲线的多目标优化
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作者 孟建军 张鑫 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第2期791-798,共8页
针对复杂风沙环境下高速列车自动驾驶(automatic train operation,ATO)速度曲线多目标优化问题,提出改进鲸鱼优化算法(improved whale optimization algorithm,I-WOA)。首先构建风沙耦合列车动力学模型,引入沙粒粒径参数,综合考虑气动阻... 针对复杂风沙环境下高速列车自动驾驶(automatic train operation,ATO)速度曲线多目标优化问题,提出改进鲸鱼优化算法(improved whale optimization algorithm,I-WOA)。首先构建风沙耦合列车动力学模型,引入沙粒粒径参数,综合考虑气动阻力,建立包含能耗指标、准时性指标和舒适度指标的多目标优化函数。通过多策略上算法改进:改进Tent混沌映射、设计非线性收敛因子a、ε-精英逐维反向学习策略融合Lévy飞行,提升I-WAO的收敛速度,全局搜索能力,跳出区部最优的能力。最后基于CRH3C型列车的仿真实验表明,在沙尘浓度1.0 g/m^(3)、横风风速12.5 km/h工况下,I-WOA多种算法对比后,相较于传统WOA使运行时间缩短6.12%、能耗降低6.63%、舒适度提升0.74%。当增设200 km/h临时限速区后,I-WOA仍出明显的优势。仿真实验结果表明,通过多策略的协同优化,I-WOA可有效解决强扰动环境下的多目标优化问题,为复杂风沙环境下高速列车ATO控制提供了具有工程实用价值的解决方案。 展开更多
关键词 高速列车 ATO速度曲线 多目标优化 改进鲸鱼算法 风沙耦合环境
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中国北方风沙区典型植物适生区模拟与水资源植被承载力量化
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作者 吕昉颖 赵媛媛 +2 位作者 省朝龙 高广磊 丁国栋 《干旱区研究》 北大核心 2026年第1期74-85,共12页
本研究定量揭示中国北方风沙区典型固沙植物适生区分布与水资源约束下的植被承载力,确定合理种植密度阈值,为精准防沙治沙提供科学依据。选择梭梭(Haloxylon ammodendron)及樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)为研究对象,融合最大... 本研究定量揭示中国北方风沙区典型固沙植物适生区分布与水资源约束下的植被承载力,确定合理种植密度阈值,为精准防沙治沙提供科学依据。选择梭梭(Haloxylon ammodendron)及樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)为研究对象,融合最大熵模型(MaxEnt)与经典的土壤水资源植被承载力模型。结合2008—2018年土壤水分数据及气候、土壤、地形等数据,分析植物适生区及主导环境因子,并计算基于区域水分平衡的植被最大承载力。结果表明:(1)梭梭潜在适生区约占研究区19%,集中于荒漠草原带,其分布受最冷季度降水和年均温主导;樟子松适生区占48%,核心区在东部科尔沁沙地及典型草原带,受夏冬季极端降水与土壤生根条件限制。(2)水资源承载力空间分异显著,如梭梭在阴山山脉以西的荒漠草原带>10.0×10^(4)株·km^(-2),科尔沁沙地西部、大兴安岭南部山前平原等地区<7.0×10^(4)株·km^(-2)。(3)提出分区种植方案,荒漠草原带梭梭推荐株行距1.5 m×2.0 m;典型草原带樟子松宜采用6.5 m×9.5 m;科尔沁沙地等限制区樟子松降至10.5 m×15.0 m,与实际误差小。研究成果为北方风沙区“以水定绿、适地适树”生态修复提供定量数据支撑,未来需深入研究混交种间水分竞争机制。 展开更多
关键词 水资源植被承载力 中国北方风沙区 潜在适生区 水热条件 土壤水分 模拟
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雅鲁藏布江中游风沙区典型下垫面起沙通量特征研究
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作者 马明杰 陈天宇 +4 位作者 郑先念 杨帆 杨兴华 何清 扎多 《沙漠与绿洲气象》 2026年第1期17-23,共7页
雅鲁藏布江中游的宽阔河谷地带是青藏高原上风沙活动较为剧烈的区域之一。利用山南宽谷区野外实测风速资料,结合Gillette起沙估算模型,对河岸沙地、山麓沙地与河漫滩沙地三类典型下垫面的起沙通量进行定量分析,并探讨地表属性的影响。... 雅鲁藏布江中游的宽阔河谷地带是青藏高原上风沙活动较为剧烈的区域之一。利用山南宽谷区野外实测风速资料,结合Gillette起沙估算模型,对河岸沙地、山麓沙地与河漫滩沙地三类典型下垫面的起沙通量进行定量分析,并探讨地表属性的影响。结果表明:(1)河岸沙地年起沙通量最大,为720.8 t/km^(2),山麓沙地年起沙通量次之,为311.1 t/km^(2),河漫滩沙地年起沙通量最小,仅为70.9 t/km^(2),河岸沙地约是河漫滩沙地的10.2倍;研究区3个观测点起沙通量呈显著季节分布,冬季(143.5 t/km^(2),占39.1%)>春季(101.7 t/km^(2),占27.7%)>秋季(66.2 t/km^(2),占18.1%)>夏季(55.4 t/km^(2),占15.1%);(2)研究区扬沙起沙通量(343.8 t/km^(2),占55.2%)>沙尘暴(189.9 t/km^(2),占30.5%)>阵性风(88.8 t/km^(2),占14.3%);(3)河岸沙地、山麓沙地和河漫滩沙地起沙通量分别与>6.3 m/s、>6.7 m/s、>7.3 m/s风速的平均值呈显著正相关,且河岸沙地相关性最强,相关系数r为0.86,通过0.01的显著性检验。 展开更多
关键词 雅鲁藏布江中游 起沙通量 沙尘暴 扬沙 阵性风
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中亚干旱区咸海粒度与元素记录及其指示的环境意义
5
作者 占水娥 吴敬禄 +2 位作者 汪敬忠 夏如阳 葛振楠 《海洋地质与第四纪地质》 北大核心 2026年第1期201-211,共11页
为揭示近百年来干旱区湖泊沉积的尘暴记录和环境演化历史,本文通过对中亚咸海沉积岩芯的粒度和元素及其流域不同类型表层沉积物粒径进行了分析,结合放射性同位素^(210)Pb和^(137)Cs测年,阐述近120年来咸海流域风沙活动、环境变化及其原... 为揭示近百年来干旱区湖泊沉积的尘暴记录和环境演化历史,本文通过对中亚咸海沉积岩芯的粒度和元素及其流域不同类型表层沉积物粒径进行了分析,结合放射性同位素^(210)Pb和^(137)Cs测年,阐述近120年来咸海流域风沙活动、环境变化及其原因。粒度及其参数、主成分分析、频率曲线及端元模型结果表明,众数数值66.9μm代表了地表风沙侵蚀的粒径阈值。约在1935—1955年,由于区域风的强度和频率增强,以及农业活动导致了沙地活化,尘暴频发,强烈的风沙活动携带的大量粗颗粒(>24.1μm)物质在湖区沉积。咸海沉积物的粒度组成特征记录了这一时期的流域沙尘事件。研究结果与监测数据和历史文献记录一致。化学元素沉积记录结果表明,近120年来咸海的环境变化可分为4个阶段:(1)1900—1935年,Al、Fe、K、Ti、Mn、V、Zn、Cr、Co、Ni、Cu、As、Cd和Pb含量较高,指示较强的人类活动;(2)1935—1955年,Ca、Sr和As升高,而Al、Fe、K、Na、Ti、Mn、V、Zn、Cr、Co、Ni、Cu、Cd和Pb含量降低,粒径显著增大,表明受到了风沙活动的影响;(3)1955—2000年,Al、Ca、Fe、K、Ti、Mn、V、Zn、Cr、Co、Ni、Cu和Pb含量波动明显,总体呈现先升高再降低的趋势,与区域不同强度的工农业活动有关;(4)2000—2019年,自然蒸发作用占主导因素,Sr和Na含量显著升高。本研究为解析干旱区尘暴记录的粒径表型特征以及化学元素来源与环境演化等提供了有效的方法途径和科学依据。 展开更多
关键词 粒度 元素记录 风沙活动 环境变化 咸海
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基于风洞模拟的槽状沙障防风效应试验
6
作者 卢佳敏 高永 +2 位作者 韩彦隆 赵晨 牛润军 《干旱区研究》 北大核心 2026年第2期372-383,共12页
为防止直压立式纱网沙障底部严重的掏蚀现象,在障格内形成凹曲面,导致障体边缘歪斜,障格面积改变,防护效益降低。现提出“槽状沙障”这一通过覆沙提高自重而增强抗风蚀能力及地面贴合度的沙障新形状,基于风洞试验,在6 m·s^(-1)、9 ... 为防止直压立式纱网沙障底部严重的掏蚀现象,在障格内形成凹曲面,导致障体边缘歪斜,障格面积改变,防护效益降低。现提出“槽状沙障”这一通过覆沙提高自重而增强抗风蚀能力及地面贴合度的沙障新形状,基于风洞试验,在6 m·s^(-1)、9 m·s^(-1)、12 m·s^(-1)三种风速条件下,获得各障体高度、夹角(前后同高、前低后高、角度型)槽状沙障的风速数据,通过计算分析流场结构、风速廓线及加速率等指标,深入探究其防风效应。结果表明:槽状沙障布设均能有效降低风速,整体防风效果体现为五个特征区域,显著影响近地表气流运动。在相同夹角条件下,随着沙障高度的增加,气流加速率呈现上升趋势,但沙障角度不宜设置过大,以免防风效果减弱。布设沙障后,地表粗糙度随来流风速增大而减小,两者呈负相关关系,摩阻速度均随风速增强而线性递增,表现出显著的正相关特征。本研究结果旨在形成防沙工程优化设计理论及配套技术体系,为工程实践提供科学依据。 展开更多
关键词 槽状沙障 风洞试验 防风效应 流场结构 粗糙度
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典型风沙区林草植被防风固沙效应分析
7
作者 车慧琳 《现代工业工程》 2026年第4期134-137,共4页
为揭示典型风沙区林草植被防风固沙的本质机理和效应特征,采用风沙物理学理论,结合野外观测及风洞实验资料,研究植被盖度、高度、群落结构等因素对降速、降沙和土壤理化性质改善等方面风速的影响。结果表明:植被盖度与风速的下降率和输... 为揭示典型风沙区林草植被防风固沙的本质机理和效应特征,采用风沙物理学理论,结合野外观测及风洞实验资料,研究植被盖度、高度、群落结构等因素对降速、降沙和土壤理化性质改善等方面风速的影响。结果表明:植被盖度与风速的下降率和输沙率下降率相关性较强,当植被盖度达30%时,可抑制90%以上的地面附近风蚀砂量;空气动力学粗糙度随植被盖度增加呈对数增长,并有一定过阈效应。林草植被防风固沙是通过改变风沙流结构、增加地表粗糙度、改善土壤质地3个作用进行的,乔灌草复合群落的防风固沙效果大于单一群落。 展开更多
关键词 典型风沙区 林草植被 防风固沙 风速削减 输沙率 植被盖度
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植被盖度与减沙效益关系研究
8
作者 姜蕊 《黑龙江水利科技》 2026年第1期161-164,168,共5页
为了研究植被覆盖在防风减蚀中的功效,提高水土保持治理功效,本文以榆林市为研究对象,基于众多学者分析植被覆盖度、植被类型、植被疏透度、植被配置影响减沙效益的基础上,对植被盖度对榆林地区风沙流结构及风蚀量影响进行了探讨。结果... 为了研究植被覆盖在防风减蚀中的功效,提高水土保持治理功效,本文以榆林市为研究对象,基于众多学者分析植被覆盖度、植被类型、植被疏透度、植被配置影响减沙效益的基础上,对植被盖度对榆林地区风沙流结构及风蚀量影响进行了探讨。结果显示,植被与风蚀减沙效益呈非线性正相关,低矮植被的减沙效益较高大植被更明显,行带式植被配置的减沙效益较其他方式更明显,为防治风沙水土流失治理研究奠定了基础。 展开更多
关键词 水土保持 植被 减沙效益 风蚀
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敦煌汉简“风飞沙”正读
9
作者 王子今 《南都学坛》 2026年第1期1-7,共7页
风沙灾害对汉代“西北边”生产与交通形成危害性影响。较早发现的敦煌汉简有简文涉及“风”“沙”,特别引人注目者有旧读“风非沙”者。陈直以为“汉人诗篇”。又以为“非”可以理解为“飛”的简字。近年发现汉牍诗作,有学者仍然读作《... 风沙灾害对汉代“西北边”生产与交通形成危害性影响。较早发现的敦煌汉简有简文涉及“风”“沙”,特别引人注目者有旧读“风非沙”者。陈直以为“汉人诗篇”。又以为“非”可以理解为“飛”的简字。近年发现汉牍诗作,有学者仍然读作《风雨诗》,其中的“非”作“蜚”。通过察看图版及分析文字史资料,“风非沙”“风蜚沙”似应直接读作“风飞沙”。“风飞沙”诗句体现了汉代民间文学形式应予珍视的重要信息。敦煌发现汉诗《风飞沙》可以作为书写者对于河西生态环境的体验记录,也有益于我们了解汉代丝绸之路的生态条件。 展开更多
关键词 敦煌 汉牍 风非沙 风蜚沙 风飞沙 丝绸之路史 生态环境史
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基于多源新型资料探究内蒙古一次强沙尘污染过程
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作者 黄晓璐 霍志丽 +4 位作者 云静波 杨丹 李瑞青 马素艳 杜爱萍 《环境科学研究》 北大核心 2026年第1期83-94,共12页
为揭示新型探测资料对沙尘污染过程的指示意义,选取2024年3月27−29日内蒙古自治区一次强沙尘污染过程,利用污染物浓度、ERA5再分析、风廓线雷达和激光雷达等多源新型资料,结合气流轨迹聚类分析、潜在源区贡献(PSCF)和浓度权重轨迹分析(C... 为揭示新型探测资料对沙尘污染过程的指示意义,选取2024年3月27−29日内蒙古自治区一次强沙尘污染过程,利用污染物浓度、ERA5再分析、风廓线雷达和激光雷达等多源新型资料,结合气流轨迹聚类分析、潜在源区贡献(PSCF)和浓度权重轨迹分析(CWT)等方法,开展强沙尘污染演变特征及污染溯源分析。结果表明:①内蒙古自治区中西部和东南部强沙尘污染期间风力猛增、能见度骤降、PM_(2.5)/PM_(10)明显下降,空气严重污染连续时长达11 h,PM_(2.5)和PM_(10)浓度快速升高后随沙尘减弱缓慢降低。②消光系数、退偏振比对判断沙尘污染影响时间和强度指示效果显著,强沙尘期间地面至中层消光系数和退偏振比迅速增大,气溶胶光学厚度陡增。③高空西风急流的建立有利于动量下传,将高空的沙尘粒子向中低空输送,边界层内垂直风切变有利于沙尘的持续,风速越大,沙尘强度越强,造成的污染越严重。沙尘天气加强前,边界层风速呈增加趋势时,强烈垂直下沉运动及大气折射率结构常数高值中心对沙尘污染预报提前量为8~10 h。④对流层中低层锋生强度相差较小时,边界层内锋生值越大,沙尘天气强度越强,8×10−10~10×10−10 K/(m·s)及以上的强锋生区对应的沙尘落区可呈沙尘暴或以上级别。⑤此次强沙尘污染主要源自偏西和西北方向的蒙古国西部、南部以及我国内蒙古自治区中西部偏北地区戈壁沙漠,上游沙尘的传输伴随本地起沙共同导致此次区域性强沙尘污染天气。研究显示,强烈发展的蒙古气旋伴随冷锋过境是此次沙尘过程的主要因素,风廓线雷达、激光雷达数据对探究强沙尘污染的发生发展、垂直特征等有较好的应用价值。 展开更多
关键词 强沙尘污染 蒙古气旋 激光雷达 风廓线雷达 污染溯源
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风向对路堑周围风沙流场影响的数值模拟 被引量:1
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作者 石龙 王玉竹 +1 位作者 韩峰 薛春晓 《铁道学报》 北大核心 2025年第1期131-137,共7页
为认识风沙环境下风向对路堑沙害的影响,利用计算流体力学中的欧拉双流体非稳态模型,分析不同风向角(风向与路堑走向的夹角)场景下风沙流对路堑的响应规律,并研究其响应机理。数值模拟结果与现场监测结果相吻合,但由于数值模型中存在阻... 为认识风沙环境下风向对路堑沙害的影响,利用计算流体力学中的欧拉双流体非稳态模型,分析不同风向角(风向与路堑走向的夹角)场景下风沙流对路堑的响应规律,并研究其响应机理。数值模拟结果与现场监测结果相吻合,但由于数值模型中存在阻塞效应致使前者略微高估了路堑周围的风速。路堑内部沉沙区面积、路堑对气流的扰动能力和路堑内部的积沙量与风向角呈正相关。风向角β≤30°,路堑内部未观察到循环泡,风向角β>30°,路堑内部可观察到明显的循环泡,且随着风向角的增大其面积呈递增趋势。本质上,风向角的减小相当于减缓路堑边坡坡率,进而减少其内部的积沙量。路堑内部沙害程度与风向角呈正相关,为减轻风积沙对线路的危害,路堑应以小风向角穿越风沙地区,有条件时风向角宜控制在30°以内。 展开更多
关键词 路堑 风沙流场 风向 现场测试 数值模拟
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沙漠地区光伏电场的风沙危害及光伏治沙模式 被引量:4
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作者 刘淑娟 袁宏波 +3 位作者 刘虎俊 何芳兰 李银科 刘世增 《防护林科技》 2025年第2期76-81,共6页
掌握国内光伏治沙模式及其效应,可为光伏电场在沙漠区生态治理应用提供参考。通过对宁夏和内蒙古沙漠地区的光伏电场的风蚀和风积情况进行实地调查,分析风沙危害模式。结果表明:光伏板前后区域发生风蚀和堆积过程,在光伏板下和板间形成... 掌握国内光伏治沙模式及其效应,可为光伏电场在沙漠区生态治理应用提供参考。通过对宁夏和内蒙古沙漠地区的光伏电场的风蚀和风积情况进行实地调查,分析风沙危害模式。结果表明:光伏板前后区域发生风蚀和堆积过程,在光伏板下和板间形成风蚀坑(沟)和积沙堆(带),光伏板聚风增加了光伏电场风险程度,风沙流对光伏板也有磨蚀危害。光伏电场的光伏板起到“风障”和“沙障”的作用,覆盖地表和调控地面蚀(积)程度,可降低风速,减少输沙量。光伏电场组件及其阵列耦合可进一步提高其防风固沙效能,光伏治沙已成为风沙灾害治理的新途径。 展开更多
关键词 光伏电场 风蚀风积 风沙危害治理 治沙模式 生态耦合
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前缘小翼对风力机翼型风沙冲蚀磨损及气动性能的影响研究 被引量:1
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作者 李德顺 张睿 +2 位作者 王清 李征宇 付宁 《太阳能学报》 北大核心 2025年第4期541-549,共9页
为研究前缘小翼对风力机翼型抗风沙冲蚀性能的影响,采用RANS方程耦合离散项DPM模型开展风力机翼型风沙环境下的数值模拟研究。研究表明适当位置加装前缘小翼能够实现在提升翼型气动性能的同时增强翼型的抗风沙冲蚀磨损能力,在前缘小翼弦... 为研究前缘小翼对风力机翼型抗风沙冲蚀性能的影响,采用RANS方程耦合离散项DPM模型开展风力机翼型风沙环境下的数值模拟研究。研究表明适当位置加装前缘小翼能够实现在提升翼型气动性能的同时增强翼型的抗风沙冲蚀磨损能力,在前缘小翼弦长25 mm,与主翼型相对距离为125 mm圆弧范围内安装前缘小翼能获得良好的抗冲蚀磨损效果,但在部分安装位置会出现失速攻角减小的情况。通过对比不同主翼型下前缘小翼的抗风沙冲蚀磨损性能,研究发现前缘小翼的抗风沙冲蚀磨损作用更适用于非对称翼型并能使相对厚度较大的翼型磨损量后移。 展开更多
关键词 翼型 流动控制 风力机 沙尘环境 磨损 数值模拟
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黄河流域山水林田湖草沙系统治理的逻辑与路径 被引量:1
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作者 李玉红 《行政管理改革》 北大核心 2025年第3期56-64,共9页
山水林田湖草沙系统治理体现了人与自然生命共同体的科学理念,是实现人与自然和谐共生的基本要求。黄河流域是我国重要生态屏障,“山、水、林、田、湖、草、沙”各要素全部具备,对系统治理具有天然的内在要求。随着生态文明建设的推进... 山水林田湖草沙系统治理体现了人与自然生命共同体的科学理念,是实现人与自然和谐共生的基本要求。黄河流域是我国重要生态屏障,“山、水、林、田、湖、草、沙”各要素全部具备,对系统治理具有天然的内在要求。随着生态文明建设的推进和国家生态环境治理水平的提升,黄河流域在增强水土保持和水污染治理能力的同时,山水林田湖草沙治理重心向防风固沙扩展、从“林”向“草”递进,不断筑牢国家生态安全屏障。黄河流域生态环境保护和高质量发展应与山水林田湖草沙系统治理有机结合。坚持“四水四定”,以水资源作为统筹山水林田湖草沙系统治理的刚性约束;以自然恢复为主,自然恢复与人工修复相辅相成;统筹治田和治沙,避免出现各自为战;山水林田湖草沙系统治理与改善民生相结合,通过产业绿色转型提升黄河流域高质量发展能力。 展开更多
关键词 山水林田湖草沙 系统治理 水资源 防风固沙 高质量发展
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风沙环境下风力机错列排布对沙尘输运的影响
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作者 李德顺 郭晟艺 +1 位作者 马高生 王清 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期474-484,共11页
为探究风力机尾流对沙尘输运的影响,采用大涡模拟结合致动线方法研究风力机叶片以及多相质点网格模型处理沙尘颗粒。以两台水平轴风力机模型为研究对象,分析风沙环境下4种不同排布风力机的尾流状态,以及两台风力机轮毂中心处y方向距离... 为探究风力机尾流对沙尘输运的影响,采用大涡模拟结合致动线方法研究风力机叶片以及多相质点网格模型处理沙尘颗粒。以两台水平轴风力机模型为研究对象,分析风沙环境下4种不同排布风力机的尾流状态,以及两台风力机轮毂中心处y方向距离对沙尘颗粒时空分布特性的影响。结果表明,两台风力机的串列排布会对下游风力机造成严重的速度亏损,错列排布的下游风力机的速度亏损,会随着y轴间距减增大而减小。风力机不同排布对沙尘输运的影响不同,在两台风力机轮毂中心处y轴方向距离在(0~1)D(D为风力机直径)范围内的错列排布下,阻沙效果会随着y轴方向间距增大而变强。而当y轴间距减少时,促沉降效果更好。 展开更多
关键词 风力机 风沙环境 沙尘输运 致动线 干沉降 防风阻沙
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大风环境下沙漠腹地公路综合防护设施防沙性能研究
16
作者 郑中元 杜牧青 《兰州理工大学学报》 北大核心 2025年第6期133-138,共6页
基于沙漠腹地现场测试,结合Fluent风沙两相流数值模拟针对大风环境下沙漠腹地综合防护的防沙性能开展研究.在沙漠腹地公路通过两台三维超声风速仪测量得到综合防护设施周围瞬时风速和风向,并为数值模拟边界提供风沙流初始风速.采用Fluen... 基于沙漠腹地现场测试,结合Fluent风沙两相流数值模拟针对大风环境下沙漠腹地综合防护的防沙性能开展研究.在沙漠腹地公路通过两台三维超声风速仪测量得到综合防护设施周围瞬时风速和风向,并为数值模拟边界提供风沙流初始风速.采用Fluent建立高立式沙障、草方格沙障和路基数值模型,基于欧拉双流体模型和多介质理论对综合防护设施以及路基周围风沙流的运动进行数值模拟.结果表明:在高立式沙障背风侧,风速快速降低至0~3 m/s,大颗粒沙粒主要沉积在高立式沙障迎风侧;草方格沙障对近地面风速进一步降低;草方格形成稳定的凹曲面产生回流,能保证大风环境下沙面自身不起沙,又能使气流中携带的沙粒在草方格凹槽周围堆积. 展开更多
关键词 风沙流 沙漠腹地公路 大风环境 综合防护 防风阻沙性能
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砂石振动风选的DEM-CFD耦合仿真
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作者 贺占蜀 丁赛飞 +1 位作者 陈江义 杨聪俐 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第12期190-193,199,共5页
为了将粒径跨度较大的砂石颗粒中的成品砂分离出来,而将粗砂和微粉分离出去,选用既能筛分粗砂又能风选微粉的振动风筛,并对砂石振动风选过程进行DEM-CFD耦合仿真,还分别探究进风口风速、抽风口风速以及振动频率对粗砂、成品砂筛分效率... 为了将粒径跨度较大的砂石颗粒中的成品砂分离出来,而将粗砂和微粉分离出去,选用既能筛分粗砂又能风选微粉的振动风筛,并对砂石振动风选过程进行DEM-CFD耦合仿真,还分别探究进风口风速、抽风口风速以及振动频率对粗砂、成品砂筛分效率与微粉分离效率的影响,并据此优化工艺参数。结果表明,随着进风口风速的增加,粗砂及成品砂的筛分效率逐渐增大;随着抽风口风速的增加,微粉的分离效率将增大并保持在100%;随着振动频率的增加,成品砂的筛分效率先增大后减小。本仿真方案中,最优工艺参数为进风口风速19m/s、抽风口风速6m/s、振动频率16Hz,此时粒径5mm以上的粗砂和(0~0.075)mm的微粉被100%完全分离,粒径(0.075~3)mm、(3~5)mm成品砂的筛分效率分别达到最大77.88、25.32%。 展开更多
关键词 振动风筛 DEM-CFD耦合 砂石筛分 风速 振动频率
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准噶尔盆地西北缘LQ区石炭系火山岩风化壳储层分带性及勘探方向 被引量:1
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作者 史乐 李婷 +2 位作者 杜引鱼 童坤 马鹏 《地质科技通报》 北大核心 2025年第3期82-93,共12页
准噶尔盆地西北缘LQ区发育大型火山岩风化壳油气藏,与其他地区火山岩风化壳油气藏不同的是,该风化壳储层垂向上具有多层性和较强的非均质性,平面上具有明显的分带性。目前对该火山岩风化壳储层的垂向和横向分带性及有利储层的分布规律... 准噶尔盆地西北缘LQ区发育大型火山岩风化壳油气藏,与其他地区火山岩风化壳油气藏不同的是,该风化壳储层垂向上具有多层性和较强的非均质性,平面上具有明显的分带性。目前对该火山岩风化壳储层的垂向和横向分带性及有利储层的分布规律认识不清,阻碍了该区进一步的火山岩油气勘探,因此需对这种独特的火山岩风化壳储层深入分析。以测井、钻井、岩性、野外地质剖面等资料为依据,分析了火山岩风化壳形成过程、垂向和横向分带性以及有利勘探方向等。研究结果表明:研究区石炭系火山岩风化壳古潜山演化可划分为裂隙式火山岩初始喷发阶段、火山喷发间歇阶段、火山再次活动阶段、石炭系火山顶部风化壳形成阶段4个阶段。火山岩风化壳储层主要形成于火山喷发间歇性,而风化物质则为喷发期形成的火山岩以及与火山岩相关的沉积岩,多期次火山喷发与风化形成了火山岩内部多层风化壳。每一期的风化壳自下而上均可划分出基岩层、裂缝层、砂化层、沉积层等,其中裂缝层和砂化层储层物性较好,是主要的油气储集层。平面上,风化壳划分为溶蚀台地、溶蚀斜坡、溶蚀洼地等,其中溶蚀斜坡裂缝和溶孔最发育,是最有利的勘探目标区。溶蚀洼地胶结作用严重,储层物性最差。研究结果可为火山岩油气勘探提供重要指导和启示。 展开更多
关键词 准噶尔盆地西北缘 风化壳分带性 砂化层 风化裂缝带 溶蚀斜坡 火山岩风化壳储层
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自动测量式风蚀仪集沙效率影响因素数值模拟与试验
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作者 施继红 刘贞彤 +3 位作者 孟宪章 黄东岩 关义新 敖曼 《农业机械学报》 北大核心 2025年第4期139-150,共12页
为提高风蚀仪集沙效率,准确掌握风沙运动规律,采用计算流体力学仿真方法并结合风洞试验分析风蚀仪内部风沙分离器结构参数对集沙效率的影响。在Fluent平台中建立风沙分离器模型,基于RNG k-ε模型进行数值分析,并采用离散相模型(DPM)方... 为提高风蚀仪集沙效率,准确掌握风沙运动规律,采用计算流体力学仿真方法并结合风洞试验分析风蚀仪内部风沙分离器结构参数对集沙效率的影响。在Fluent平台中建立风沙分离器模型,基于RNG k-ε模型进行数值分析,并采用离散相模型(DPM)方法计算集沙效率,完成风蚀仪内部相关颗粒动力学模拟。将风蚀仪从楔形改进为圆柱形,优化了风蚀仪结构,提高了集沙效率。研究了进气管入口风速、沙尘颗粒粒径与风沙分离器结构参数(进气管长度、排气管内插深度、锥形导流板锥角、筒体长度)对集沙效率的影响。仿真结果表明,当风速为13.8 m/s时,粒径小于0.01 mm沙尘是影响集沙效率的主要粒子。对风沙分离器结构参数进行单因素试验,优选出试验因素范围,开展Box-Behnken试验对参数进行优化取值,得到最优参数组合:进气管长度为12 mm、排气管内插深度为70 mm、锥形导流板锥角为40°、筒体长度为160 mm,此时集沙效率为77.05%。按最优参数组合加工风蚀仪模型并进行风洞试验,得到集沙效率为74.38%,与仿真结果的误差为3.47%,相较常见楔形风沙分离器具有更好的集沙效果。 展开更多
关键词 风蚀仪 风沙分离器 数值模拟 参数优化 集沙效率
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沙尘暴环境中低矮建筑风压特性的数值研究
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作者 胡荻 黄宁 +2 位作者 裴斌斌 Rezaali Pakzad 张洁 《中国沙漠》 北大核心 2025年第1期32-43,共12页
基于欧拉-拉格朗日模型研究了风沙环境中低矮建筑的风压分布特征。结果表明:风场中沙颗粒的存在减小了平均风速,增大脉动风速,沙粒运动使小尺度涡的能量增加;与净风场相比,挟沙风场中的平均风压系数无明显变化,脉动风压系数增大显著;沙... 基于欧拉-拉格朗日模型研究了风沙环境中低矮建筑的风压分布特征。结果表明:风场中沙颗粒的存在减小了平均风速,增大脉动风速,沙粒运动使小尺度涡的能量增加;与净风场相比,挟沙风场中的平均风压系数无明显变化,脉动风压系数增大显著;沙粒的扰动使湍流脉动增强、气流不稳定性增加,屋面的极值风压系数增大6%~10%,且屋面测点间的风压相关性有增大趋势,局部联动出现负压极值而造成围护结构破坏的概率增加;0°和45°风向角模型的非高斯区域均增大50%以上,因此沙尘暴环境中有更多区域的围护结构易发生局部撕裂破坏。 展开更多
关键词 低矮建筑 沙尘暴 风沙两相流 拉格朗日粒子追踪法 风压系数
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