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1路堤風速流場縱向風速變化模擬

路堤高度為12m時風速變化幅度最小，曠野風速為6m/s時，觀測區(qū)域內各點風速均大于曠野風速，在－2m處風速最低值仍為6m/s，但與2m處風速相比較，其風速降低了3m/s;曠野風速為8m/s時與風速為6m/s時變化規(guī)律相同，但在－2m處出現(xiàn)的最低風速值為5.72m/s，較2m處降低了1.23m/s;10m/s曠野風速時，在迎風側19m處風速降至最低，為5.43m/s，最高風速則出現(xiàn)在－33m處，為11.52m/s，此時路面則始終處于加速區(qū)內3.4路堤風速流場趨勢面分析經計算4、8m和12m路堤在6m/s、8m/s、10m/s曠野風速下的趨勢面擬合精度分別為70%、68%和62%。所以，可以采用分析趨勢面的變化規(guī)律，來揭示不同曠野風速和不同路堤高度下的風速流場變化趨勢。隨著路堤高度的增加，路堤風速流場縱向風速減小變化幅度呈先增大后減小的變化趨勢。4m高度路堤在曠野風速為6m/s時，在路堤迎風側(距離為正值，下同)風速與曠野風速基本保持一致，并在2m處風速達到7.61m/s，而在背風側(距離為負值，下同)－2m處風速降低至6.47m/s，隨后在－8m處風速達到最大值8m/s，而后降低至與曠野風速基本相同;曠野風速為8m/s時，在迎風側風速加速至13m處后開始降低，并在8m處風速降低至最低為6.48m/s，風速最高值則出現(xiàn)在－2m處，為11.81m/s，但在－8m處風速較－2m處降低了2.67m/s，隨后恢復至最高風速，并在－33m處風速降低至曠野風速以下;曠野風速為10m/s時在迎風側風速始終處于減速狀態(tài)，在8m處風速降低至最低值為5m/s，在2m處恢復至曠野風速，而后在－2m處風速降低了1.14m/s，在背風側風速保持在曠野風速以下。路堤高度為8m時風速變化幅度最大，在迎風側風速均呈加速狀態(tài)，6、8m/s和10m/s曠野風速時風速最大值均出現(xiàn)在2m處，分別為8.38、14.85m/s和11.53m/s，風速最低值在－13m處，分別為1.9、1.9m/s和4.29m/s，其中，8m/s曠野風速時風速降低幅度最大。

2路堤的趨勢面變化規(guī)律

首先，趨勢面上下層偏差與路堤高度呈正相關，路堤高度在8m以下時，趨勢面上下層偏差以平緩趨勢增長，高度達到8m后，其在6m/s曠野風速下由0.6迅速增長至2.3，8m/s曠野風速下由0.2增長至1.2，而10m/s曠野風速時則保持原變化趨勢，這說明高度在8m以下的路堤對氣流阻礙作用較弱，尤其是對低風速的影響要遠遠小于8m以上的路堤對于高風速而言只有部分氣流被路堤阻斷，大部分氣流以加速抬升的方式越過路堤，并在路面和背風側形成渦流。其次，從圖中還可以看出，在路堤高度以及其他參數(shù)一定的條件下，趨勢面上下層偏差與風速值呈負相關，風速越大，趨勢面上下層偏差值越小，路堤兩側的渦流區(qū)和弱風區(qū)持續(xù)距離越短，路面流沙堆積的可能性越大。因此，在實際情況中，對路堤高度的改變并不能實現(xiàn)，及時發(fā)現(xiàn)和掌握易發(fā)生沙害路堤段的風速變化規(guī)律，采取有效的防治措施是避免發(fā)生沙害的關鍵。隨著路堤高度和曠野風速的變化，路堤風速流場趨勢面的變化包括3種形式:一是越過路堤的走低趨勢;二是越過路堤的抬升趨勢;三是受路堤阻截停滯。除此以外，趨勢面上下層之間的偏差值也能夠反映路堤風速流場趨勢面的變化規(guī)律。風速流場趨勢面變化形式。趨勢面的變化受路堤高度和曠野風速的影響很明顯，隨著路堤高度和曠野風速的增加，路堤風速流場趨勢面逐漸抬升。4m高度路堤的6m/s和8m/s風速流場趨勢面呈下降趨勢，分別降至0.5m和1.16，10m/s風速流場趨勢面則抬升至6m高處;8m高度路堤在6m/s曠野風速下的風速流場趨勢面呈下降趨勢，并降至3m高處，8m/s風速流場趨勢面平緩抬升至9m高處，而10m/s風速流場趨勢面抬升幅度最大，抬升至10m高處;12m高度路堤的6m/s和10m/s風速流場趨勢面大幅度抬升，均抬升至14m高處，8m/s風速流場趨勢面則保持平緩。通過以上對路堤風速流場的縱向、垂向和趨勢面的變化進行分析，得到風速流場的縱向和垂向變化幅度越大，氣流受阻礙作用越強，背風側渦流區(qū)和迎風側加速區(qū)持續(xù)范圍越長，趨勢面上下層偏差越大。通過分析路堤高度、曠野風速和趨勢面上下層偏差之間的變化規(guī)律，得到三者間的關系曲線，三者呈指數(shù)函數(shù)關系，6m/s、8m/s和10m/s曠野風速條件下的R2分別為0.9671、0.8515和0.9769，說明三者之間有著密切的聯(lián)系。

作者：姚立強左合君李鋼鐵劉寶河單位：內蒙古農業(yè)大學