对高速公路两种半路堑路况进行Fluent数值模拟,分析风向夹角对半路堑积雪浓度的影响,得到半路堑积雪分布规律,为高速公路选线设计提供理论参考。结果表明:随风向夹角增大,背风半路堑积雪浓度整体为增加趋势,风向夹角为90°时积雪浓度最高,达到79.18 kg/m3,形成严重的风积雪灾害;迎风半路堑整体浓度浮动趋势在5 kg/m3以内,且积雪浓度在20 kg/m3以下,不足以形成风积雪灾害。在风吹雪灾害频发地区进行高速公路选线设计时,应减小公路与主风向之间夹角,减少风吹雪灾害的发生。
基于横穿西天山山脉的G219线温泉至霍尔果斯公路建设项目,通过沿线气象资料的收集分析,得到气温、降水、风速的时空分布情况;采用积雪环境信息遥感调查的方法,分析影响路线及路基设计的积雪类型、分布范围、厚度和成因,模拟分析雪崩堆积区的形态、面积、位置、堆积体特征、雪崩量、雪崩裂点位置,并对风吹雪灾害进行分级评估。根据雪害分布及发育情况,结合地形地质条件,对克孜勒隧道两处进口和两处出口方案进行组合比选,推荐采用路线绕避、抬高路基、设置挡雪墙、明洞、防雪棚洞等处置措施,在雪害整体可控、预留升级改造条件、造价合理的前提下,推荐采用K线方案。
风吹雪是雪粒在风挟持下运动的一种两相流,大量雪颗粒若沉积于铁路轨道会威胁运营安全,严重时会阻断行车,因此风吹雪给铁路带来的安全隐患不容小觑。该文以阿富准铁路DK65+300~DK66+100试验段为研究对象,根据勘察设计资料和现场调查分析结果,分析了风吹雪灾害的成因,采用现场调查和数值模拟的分析方法,对铁路路堤风吹雪是否设置栅栏,以及设置栅栏后的工程效果进行了评价,同时对防雪栅栏的设计参数进行了优化,得到以下结论:1)路堤高度在3m以下时,设置防雪栅栏效果明显;2)栅栏孔隙率在55%左右可以起到较好的防雪效果;3)阿富准铁路DK65+300~DK66+100段经过设置防雪栅栏后,路堤表面积雪体积分数明显降低。
为降低风吹雪对农垦区公路的危害,本文分析了农垦区公路风吹雪防雪林防雪效果的因素包括林带宽度、树冠密度、树种类型、树高、枝下高等内容,探讨了农垦区公路风吹雪防雪林与风吹雪之间关系,根据公路防雪林的树冠密度越大,树带越宽,树越高,透风率和枝下高度越小,其防雪效果越好的特点,提出了农垦区公路风吹雪防雪林的类型的选择、防雪效果的决定因素和林带宽度的设定。通过实测,得到风速的水平分布情况,从形成积雪的防雪林外侧到汽车通过的公路,风速从14.2 m/s减弱到了2.3 m/s,效果明显。
农垦区从公路设计的角度出发,通过公路选线、提高路基高度、加大路基宽度、放缓路基边坡、放缓路线纵坡、路堑和半路堑及储雪壕等方面进行设计上的处理,从而达到减轻农垦区公路风吹雪雪害的目的。
季节性积雪是内蒙古草原灾害的一种表现形式,更是草原不可多得的水资源和土壤水分补给源,对促进草原植物发芽、生长发育和返青具有重要作用。本研究以内蒙古锡林郭勒地区不同退化程度的羊草和大针茅典型草原为研究对象,以封育草原作对照,研究不同退化程度草原植被对自然积雪与风吹雪过程,积雪形态与物理性质,冻融过程水文与热力效应的影响,以及积雪对植被物候期变化、生长发育过程、组成与分布格局的影响效应,分析积雪物理性质、风吹雪过程、水热效应与植被因子、环境气象因子的相关关系,揭示不同退化程度典型草原积雪与植被的相互作用效应、机制及植被在积雪状态下的生态学适应机制。该研究可为典型草原生态系统的草原积雪量的估算、雪水资源利用、积雪调控、植被恢复和风雪灾害防治提供科学依据。
2014-01