呼伦贝尔沙质草原区域风况与风蚀坑形态特征

对呼伦贝尔海拉尔气象观测站风速风向观测记录(1951-2003年)统计分析,发现呼伦贝尔地区以西北、西和西南风为主,西北风出现频率最高.年输沙势为279.1 VU,属于中风能环境,合成输沙方向是148.3°.冬季风向变率指数较高,夏季较低,近50 a来风向逐渐趋于稳定,与本区的风蚀坑走向高度一致.呼伦贝尔沙质草原的风蚀坑可以分为两类,即沙丘风蚀坑和平坦草地风蚀坑.其中平坦草地风蚀坑又可以根据发育阶段和形态将其分为沙斑、碟形坑和槽形坑等简单风蚀坑.     

沙质草原槽形风蚀坑表面沉积物粒度特征

通过对呼伦贝尔沙质草原槽形风蚀坑表面沉积物粒度的观测分析,发现活跃发展时期的槽形风蚀坑沙物质总体结构以中沙为主,其次是细砂,粗砂和粉沙含量很少,且不含砾石。由于沙源沉积物粒度组成比较均一,风蚀坑各部位粒径频率曲线均呈单峰对称（或近对称）。响应于风力侵蚀和堆积,在粒度诸参数中,粗沙和细沙含量,频率曲线众数粒径,以及平均粒径等发生了明显的变化。该研究结果作为表面气流的响应,支持了先前提出的槽形风蚀坑动力学过程。     

流动沙丘不同部位风蚀积沙特征研究

[目的]探究和利用流动沙丘各部位的风蚀积沙规律,为提升固沙技术措施提供依据。[方法]在典型新月型沙丘上设置3台光电子式积雪深度测定仪观测流动沙丘不同部位的风蚀和积沙规律。[结果]在特定风速下落沙坡随着起沙风速变化其积沙深度由1cm逐渐增加到12cm,并在起沙风速下降时形成一个强烈的积沙过程;迎风坡在起沙风速时处于最大的风蚀状态,并随风速变化形成一个由强风蚀到弱风蚀的转变过程;沙丘顶部在临近起沙风速时处于风蚀过程,并随起沙风速的逐渐增加又处于积沙过程。此外,流动沙丘迎风坡在12月至翌年5月间净风蚀深度月均值约为29.85cm;落沙坡在12月至翌6月间积沙深度月均值净增加139.5cm;而沙丘顶部在3—11月为风蚀发生期,平均风蚀深度变化值为27.3cm,12月至翌年3月为积沙发生期,平均积沙深度变化值为29.47cm。[结论]风速对流动沙丘不同部位风蚀积沙特征变化具有重要影响,而且不同部位风蚀积沙程度存在明显差异。     

挟沙风对土壤风蚀的影响研究

风沙流的危害是多方面的,不仅破坏地表结构,削弱土壤的抗风蚀性,而且影响到植物的生长,损坏工农业设施。通过在便携式风洞内模拟挟沙气流,研究了风沙流对土壤风蚀的影响。结果表明,风沙流可不同程度地降低土壤地表结构的临界起沙风速,使土壤变得更易风蚀。风沙流因子对于土壤风蚀的影响,在不同的风速段具有不同的特征。在较低风速段,风蚀量随风速增加缓慢,当风速进一步加大,风蚀量则急剧增加,其差异最多可达4倍之多;而当风速增大到10m/s以上时,风蚀量反而有所减小,说明随着风速的加大,更多的沙粒具有了更大的动能,其运行高度增加,对土壤表面的影响作用减小,但风蚀量仍大于净风时的风蚀量。由于风沙流的磨蚀和撞击作用,削弱了土壤的抗风蚀性,使土壤变得更易风蚀。因此,采取综合措施对风沙源进行彻底治理,是控制沙漠化发展,改善生态环境的关键。     

位山灌区沉沙池清淤高地风蚀规律研究

引入先进的风蚀监测设施,首次在位于山东风沙区的位山灌区沉沙池清淤高地开展了24 h不间断监测试验,对风蚀量监测结果及风蚀规律进行了分析,计算了起沙风速,并建立了风蚀量与起沙风速的指数关系,即:起沙风速大于3.71 m/s的情况下,风蚀量与起沙风速之间的指数关系为y=0.001e~(1.206 x),R~2=0.885;起沙瞬时风速大于5.94 m/s的情况下,风蚀量与起沙瞬时风速之间的指数关系为y=0.003e~(0.65 x),R~2=0.600。这说明风蚀量很大程度上取决于风速的大小和持续时间,特别是有作物覆盖条件下大于4.82 m/s的起沙风速和无作物覆盖条件下大于3.71 m/s的起沙风速对侵蚀量贡献最大。根据山东风沙区大风产生风蚀主要集中在3、4月份,持续达到3 h以上起沙风速的天数平均为10 d/a左右的特点,建议在风蚀区种植小麦,以减少春季整地产生的风蚀。     

沙地土壤风蚀动力因子分析

地表粗糙度反映地表对风速减弱的作用以及对风沙流的影响 ,其值大小取决于地形、植被覆盖及作物的播种方向 ,粗糙度越大风蚀强度越小。吉林省西部流动沙丘的起沙风速为 1 0 3m/s,风蚀耕地的起沙风速为 6 3～ 7.9m/s。春季侵蚀性风能为 1 72 1 8(v·u)。该区风蚀性气候因子和侵蚀性风能自东向西递增 ,西北部的通榆为最大     

集沙仪结构设计及其性能实验研究

集沙仪作为专门用于收集风蚀颗粒的采样仪器对土壤风蚀研究具有重要意义。从通风屏的位置和面积,形成通风屏的筛网目数和进沙口位置等方面设计了16种集沙仪。通过在风洞内进行的等动力性实验和采集率实验最终筛选出面积为9 884mm2的通风屏位于集沙仪顶部,进沙口凸出集沙仪迎风面的集沙仪是16种集沙仪中采集性能最好的集沙仪。其修正后的进沙口风速与实验风速比为0.870;对0.10～0.25,0.075～0.10和<0.075mm粒径范围的土样,各风速的平均采集率分别为83.58%,81.16%和60.93%,适合采集跃移及部分悬移运动颗粒;该集沙仪结构简单,操作方便,可采集同一位置不同高度的风蚀尘,也可添加旋转装置用于野外观测,符合室内外风蚀研究需要。     

塑料网方格沙障对新月形沙丘迎风坡的风沙流影响

位于干旱区的甘肃省民勤县水资源缺乏,沙障为该地区防风固沙的措施之一,对于区域风沙灾害防治具有重要意义。在流动的新月形沙丘迎风坡设置塑料网方格沙障,观测沙丘迎风坡下部、中部和上部的沙障内不同高度风速、输沙量、沙面形态变化和风蚀深度以及沙障破损量。分析结果表明：设置塑料网方格沙障降低了风速,沙丘下部是沙障内同一高度的风速降低幅度最大部位;在沙障内,高度20cm以下的风速为对照的75%以下;风蚀深度和积沙量最大的部位也是沙丘下部。沙障内风速随高度变化呈对数分布,40cm高度处为风速变化拐点;沙丘中部和上部的风速相对沙丘下部的较大,沙丘中上部的风速为沙丘下部的1.18～2.01倍。在沙障内,10～20cm高度范围的输沙率较大,在沙丘下部占总输沙率的60.57%,沙丘中部占69.11%,而沙丘上部则达91.20%。沙障内的沙面稳定后形成了凹曲面,但形成过程与麦草方格沙障不同。塑料网方格沙障是一种积沙型沙障。沙丘中上部的沙障破损率相对较大,在设置沙障时应注意加强。     

砾石覆盖沙床防风蚀效果风洞实验

利用风洞实验测量不同风速、不同砾石覆盖度、不同砾石粒径等条件下砾石覆盖流沙床面的防风蚀效果。研究结果表明:裸露沙床的风蚀速率随风速的增大呈指数规律变化;当覆盖度大于15%时,砾石覆盖对沙床能起到很好的防风蚀效果,在26m/s风速下,不同粒径砾石的风蚀防护率均超过60%;随着覆盖度的增加风蚀防护率逐渐增加,当覆盖度大于55%时,风蚀防护率基本稳定;同一覆盖度和砾石粒径条件下,风蚀防护率随风速的增加而降低,当风速超过18m/s时,变化幅度比较明显;同一覆盖度和风速条件下,风蚀防护率随着砾石粒径的增加而逐渐降低。     

太子河辽阳段漫滩泥沙运移机制研究

对太子河辽阳段漫滩泥沙运移机制进行研究.结果表明:干沙的粒径与起沙风速存在线性关系;一定沙粒粒径条件下,风速与风蚀量呈线性关系;沙粒粒径小于0.5 mm时随风速的变化,风蚀量存在突然增大的转折点,转折风速达到8m/s.     

Wind velocity and algal crusts in dune blowouts

In two saucer-shaped blowouts wind velocity was measured at 0.18 m height and compared to the wind velocity data from the nearest standard meteorological station at Valkenburg about 3.5 km to the northeast. In blowout 1 relative velocities are highest when the wind blows from directions between E and SSE. In blowout 2 winds blowing from directions between S and WSW are relatively stronger. In general the wind speed increases as its moves along the surface inside the blowout, because the aerodynamic roughness of the blowout surface is less than that of the surrounding area. Less important are the influence of the configuration of the terrain surrounding the blowout and the influence of the slopes within the blowout.The frequency distribution of the general wind at Valkenburg is analysed and combined with the horizontal wind velocity pattern within blowouts. A simulation model, producing the spatial distribution of the wind power shows that the prevalence of algal crusts at the SW side of blowouts agrees well with the location which reaches the lowest wind power values. In other parts of the blowouts algal crusts are damaged by moving sand at times of high wind velocity.     

农户用机械通风钢网式小麦干燥储藏仓的气流场分析

为保障农户收获后高水分粮食不落地安全储藏,针对一种仓壁透气中心带通风立筒的圆形钢网式农户储粮干燥仓,应用CFD法对收获后高水分小麦在进行机械通风时的气流场进行仿真分析,将仓内小麦堆等效为多孔介质,分析静压、动压、流量等空间分布规律。结果表明:仓内静压和动压值随半径(横向)增加呈指数衰减;柱面流量随半径呈幂函数衰减;横截面流量随高度呈指数衰减;粮堆区竖向通风均匀度显著优于横向(径向);流量分布为仓底上粮面仓壁,仓壁气流流量只占总流量的24.6%;实仓风速测试结果与仿真分析结果规律一致,平均相对误差为16.35%,表明基于多孔介质模型和CFD法分析钢网式储粮干燥仓的流场分析具有较好的准确性,研究结果为此类钢网式储粮仓流场分析和优化提供了方法和依据。     

Diffusion and emission of smoke from agricultural burning in Hawaii

Agricultural burning has been common practice for many years in Hawaii. Cane fields are burnt before harvesting and the crowns of pineapple are cut-off during harvest, left in the field to dry and subsequently burned. While this practice has many advantages, it produces air pollution levels which at least one study finds affect public health. In 1974 open burns of cane and pineapple were simulated in a burn tower where samples were burned while monitoring weight loss and smoke density. From these measurements emission values were calculated. However, because questions were raised as to whether the vigorous field fires can be simulated. in a burn tower, a field survey was undertaken and a diffusion model, basically a limited Gaussian line source model, was developed and run using the data collected during the burns. The calculated emission rate for particulates is orders of magnitudes larger than the burn tower rate. This is attributed to dust drawn into the fire. When emission values from a survey of the open burn literature and from the present study were plotted against wind speed, low intensity fires such as grass, straw and pineapple residue fires showed decreased emissions with increasing wind speed while cane fires showed increased emission. This suggests that emission characteristics are different for low and high intensity fires. For low intensity fires increased air flow acts mainly to increase the combustion efficiency producing less particulates. For high intensity fires, such as cane fires, increased air flow results in hotter fires lofting more dust, which is the major pollutant from such fires. Revised emission values are recommended.     

换向通风横流式干燥机的研究及计算机辅助设计

横流式谷物干燥机有许多优点,是世界上设计较早、使用时间较长的干燥机型之一,但同时也存在着较大的不足。为了克服其不足,该文介绍了新研究发明的换向通风横流式干燥工艺及其机型的结构原理,并运用ＣＧＤＳＰ谷物干燥综合模拟程序进行了优化设计。     

A re-examination of closed flux chamber methods for the measurement of trace gas emissions from soils to the atmosphere

The most widely used method for measuring the emission of a trace gas such as N₂O from soil to the atmosphere involves the accumulation of the gas under closed chambers followed by sampling and analysis (by gas chromatography or infrared methods). These chambers can affect the gas exchange, and so improved designs have been proposed. We have tested their performance. One design includes a vent tube to allow ambient pressure fluctuations to occur also inside the chamber. We tested it against a sealed version on two different grassland sites during N₂O peak emissions in spring 1997. On a welldrained soil with a fairly large air permeability vented chambers yielded fluxes as much as five times those of sealed chambers, depending on wind speed. By contrast, on a heavier and wetter soil with smaller air permeability vented chambers averaged only 88% of the fluxes observed with sealed chambers. The effects of venting cannot be explained solely on the basis of mean pressure differences inside and outside the chamber. It seems more likely that wind blowing over the vent depressurizes the chamber (Venturi effect), resulting in significant gas flow from the more permeable soil into the interior of the chamber. The opposite trend for the less permeable soil suggests that diffusion losses through the vent tube are greater than the increase in concentration due to soil gas flow. Venting can create larger errors than the ones it is supposed to overcome.     

日光温室用双集热管多曲面槽式空气集热器性能试验

为了提高日光温室太阳能利用率,该研究提出了一种新型双集热管多曲面槽式空气集热器,并与该研究团队提出的日光温室太阳能主-被动"三重"结构相变蓄热通风墙体相结合构成太阳能主动集热蓄热系统,应用于乌鲁木齐日光温室。基于光学与传热学理论,重点考察了集热器结构(双集热管相对位置、长度)、集热器内空气流速、集热器进口温度、太阳辐射强度等参数,对该集热器光学性能和集热性能的影响规律。大量实验室试验及现场应用研究结果表明:1)新型双管集热器与同类型的单管集热器相比,空气流量增加了一倍、单位面积集热量增加了16%、集热效率提高了9%,冬季无跟踪条件下的集热效率为44%~52%;2)2015年11月-2016年2月乌鲁木齐日光温室应用实测结果表明,在集热器长度为16 m、管内空气流速为2.0 m/s的条件下,晴天集热系统可为日光温室提供约50~65 MJ的太阳热能,冬季累计可提供约5 325 MJ的太阳热能。研究结果为日光温室高效利用太阳能主动供热提供了新的技术方法参考。     

浓缩风能型风力发电机浓缩装置流场特性及试验

为揭示浓缩风能型风力发电机浓缩装置的流动规律,该文以浓缩装置为研究对象,进行了流场特性的理论分析、数值计算和试验研究.流体流过浓缩装置,靠壁面流体首先被加速,在中间截面前0.22 m截面超过中心轴流速,之后随轴向距离加大,逐渐形成中间流速大于边缘流速的流场;中央圆筒具有以中心轴为圆心的径向流速梯度,来流风速10.74 m/s时,中间截面径向流速梯度达2.35/s;近壁面形成薄薄的边界层,出现在距中央圆筒壁面50 mm附近,在中间截面前0.11 m截面和中间截面后0.07 m截面出现波峰,波谷出现在中间截面后0.02 m处.试验结果表明,数值计算结果与试验结果相符.研究结果可为完善浓缩装置和叶片的设计提供参考.     

基于均流板原理的通风墙型植物工厂循环送风系统设计与模拟

植物工厂是当前可控农业环境的最高形式之一,但植物工厂内温度、气流空间分布不均,不同栽培架之间存在一定温差、气流速度差。为解决气流植物工厂内局部环境因子差异大的问题,该研究对植物工厂进风口设置进行改进,在侧进上出气流循环模式下,借鉴均流板原理设计了一款全网孔通风墙型植物工厂,并通过计算流体力学软件(computational fluid dynamics, CFD)进行模拟,分析该类型工厂下温度、气流速度、CO₂浓度、相对湿度、适宜风速占比、空气龄、指定流线速度变化情况,以评价全网孔通风墙对植物工厂内局部环境差异的改进效果。该设计平均空气龄为7.5 s,是无全网孔通风墙条件下的1/9,空气更新效率有效提升。研究表明全网孔通风墙型植物工厂能有效提升植物工厂内环境因子分布均匀性。     

辽宁地区春季降水多、少月大气环流的差异分析

应用合成分析、距平分析和差值分析等方法,对美国NCEP／NCAR的再分析资料和辽宁地区逐日降水资料进行分析,对比春季降水多、少月份的大气环流、影响系统、风场和温湿场特征。结果表明：降水多月,乌山脊和东亚大槽减弱,位相比历年平均偏西,中高纬大气环流纬向度增大,导致冷空气移动快,活动频繁;辽宁位于地面气压场负距平带内,地面辐合上升加强;40°N附近80°E-125°E区域的冷干平流、中低纬地区中国大陆东部20°N-38°N区域的暖湿平流均增强,辽宁位于冷干平流和暖湿平流交汇的区域。降水少月,乌山脊和东亚大槽增强,位相比历年平均偏东,中高纬大气环流经向度增大,系统稳定少动,辽宁位于脊前,对应地面反气旋控制,多晴天少雨天气;辽宁在地面气压场正距平带内,地面辐散加强;40°N附近80°E-125°E区域的冷干平流、中低纬地区中国大陆东部20°N-38°N区域的暖湿平流均减弱,冷干平流和暖湿平流交汇活动减少,导致少雨。