搜索
黄羊滩实习一.实习地概况：张家口市宣化区黄羊滩林场——洋河河谷的流动沙地1.地理位置：宣化区位于北纬40°37′，东经115°03′，东南近临首都北京150公里，西连晋蒙。素有“京西第一府”之称。黄羊滩就位于宣化区东部黄羊山脚下。由于地处北京市西北方向上风口，每年从黄羊滩卷走的沙土约2.57万吨；冲走泥沙约65万吨，最终淤积到官厅水库。黄羊滩的风沙、泥沙成为北京空气质量下降和官厅水库淤积的主要因素，黄羊滩也因此被比作扣在北京头上的大“沙盆”。2.地貌特征：流动沙丘，流动沙丘和半固定沙地交错分布的地貌。固定沙地，现在已经没有流动沙丘了。东南风来，沙丘移动，沙角的沙柳就给固定住了，西北方向不能再回去了。最高点烟筒山海拔1023.2米，最低点洋河畔海拔591米。地势东北高，西南低，逐渐倾斜。平原、河川与山地、丘陵面积各半，地形地貌非常独特。3、水文特征：沙地区年降水量在380mm左右，宣化区境内有四条河流，常年河道有属于永定河水系上游支流的洋河和柳川河；季节性河有城东的大、小泡沙河。洋河：位于宣化城南2公里处，由张家口市桥东区流入宣化区，向东南穿流过境，经下花园、涿鹿县与桑干河汇合，注入官厅水库。境内长约18.9公里，宽200米。年平均径流量为4.62亿立方米，月最大流量2.705亿立方米（多发生在7、8月），河床坡度0.25-0.3％。4.植被特征：黄羊滩过去草色稀疏、少有树木，沙滩里寸草不生、一片金黄；现在经过治理，引入了多种乔灌木和草本植物。共有树种有７０多种，草种有５０多种。新疆杨，清秀挺拔；樟子松，青翠蓬松；侧柏，状如绿色的窝头；那一片片沙枣，如同美丽的灰姑娘；沙柳，细枝倒垂就像披肩的长发。茂密的草丛中，不仅有本地常见的艾蒿、沙蓬、苜蓿等草种，还有又高又密的沙打旺等从外地引进的草种。5、土壤特征：黄羊滩沙地地区的土壤，按照粒径的划分，以粗沙为主，另外还有很多砾石、极粗沙和细沙。二．黄羊滩沙地成因分析：据史料记载，黄羊滩原生群落为疏林草原，是晚唐时沙陀国晋王李克用的牧马场。黄羊滩的得名缘自这里林草茂盛、气候宜人，曾经是黄羊成群结队经常出没的地方。直至一百年前，这里仍然山泉清澈、林草茂盛。由于近代的过度垦植、超载放牧，致使黄羊滩草类衰退、植被减少以至完全沙化。至上世纪八十年代，黄羊滩约有三分之二的土地原有植被荡然无存，上百道黄沙梁犹如一条条沙龙蜿蜒起伏，成了完全沙漠化的不毛之地。关于沙物质的来源，有人指出：宣化受大陆性季风气候的影响，全年偏西北风；又由于地理位置连接内蒙古的原因，沙物质是由于长年的风从内蒙古高原等地吹过来的。但越来越多的科学家指出，黄羊滩沙地的沙物质是河冲积形成的。洋河中泥沙含量较高，流到华北平原沉积量增大；洋河由于水量减少，原先的河2床地带逐渐裸露，在风化条件下开始逐渐沙化，随着时间的推移，就形成了后来的沙地。三．地表粗糙度测定实验：1.实习目的：掌握地表粗糙度的测定方法，明确地表粗糙度的物理和实践意义，获得流动沙丘与固定、半固定沙丘对地表粗糙度的影响，为防沙治沙措施提供设计参数。2.实验原理：地表粗糙度反映地表的粗糙程度。在流体力学中，通常把固体表面凸出部分的平均高度叫做粗糙，用Z0表示。V=5.57VF×lgH/Z0（3.7）式中：V—高度H处的风速，m/s；VF—摩阻流速，m/s；Z0—地表粗糙度，cm。由此，可以推导出粗糙度的计算公式：210lglglg1ZAZZA21VAV式中：Z0—粗糙度；V1—同一时刻Z1高度处风速，m/s；V2—同一时刻Z2高度处风速，m/s。这样只要测定出某一地表上任意两个高度所对应的风速，即可计算出某一地表的粗糙度。3.实验仪器：手持风速仪两台。4.实验步骤：a.确定观测点：具有代表性，b.仪器安装：将两个风速仪安置在距地表0.5m和2.0m处，要求风速仪在测杆的上风方向，且两个风速仪不能在一条垂直线上，即两仪器错开些位置，但又3必须保证都在测杆的上风向。c.风速观测及记录：测定30s的平均风速，重复进行20次以上。地表粗糙度测定及计算实习地1:序号200cm高处风速（m/s）50cm高处风速（m/s）风速比20050vvLgZ粗糙度14.43.21.3750.0934771.24015727.35.41.351-0.012150.97241636.64.61.4340.3142322.06173146.44.81.333-0.107210.7812556.54.61.4130.2413511.74321565.23.71.4050.2138891.63639775.24.01.3-0.30790.49215786.04.81.25-0.709270.19531399.37.81.192-1.431740.0370051010.88.81.227-0.950090.112178-1110.28.31.228-0.931080.117198平均值0.852547实习地2：序号200cm高处风速（m/s）50cm高处风速（m/s）风速比20050vvLgZ粗糙度13.73.21.850.9906649.78732826.63.91.6920.8293286.75037336.43.81.6940.8190366.59228847.14.21.6900.8270216.71461457.44,21.7610．9087668.10524767.14.11.7310.8761557.518906平均值7.5781264实习地3：序号200cm高处风速（m/s）50cm高处风速（m/s）风速比20050vvLgZ粗糙度14.51.04.51.52695333.647524.22.121.0969112.535.331.76660.9136748.19736744.32.31.8691.00660110.1531554.12.21.8631.00184810.0426464.32.31.8691.00660110.1531574.72.51.881.01481110.3469284.42.31.9131.03957110.95396平均值10.335315.实验结果分析：本次实习我们组选择的三个测点分别为空旷地，带有少数植被的较空旷地，以及植被生长较旺盛的地点，以此来测定不同地点的地表粗糙度。通过实验结果我们可以发现，植被对于地表粗糙度具有较大的影响，地表植被可以有效的增加地表粗糙度，降低风速，从而减少风对地面的侵蚀。通过对地表粗糙度的实验我们可以更加深入的理解植被对于荒漠化治理的积极作用。6.实验见闻：在本次粗糙度实验过程中，高老师通过实地挖掘沙地植物的根系，向我们讲解了沙地植被的一种普遍的生长方式——克隆。沙地植物由于在生长中需要不断克服周围恶劣环境所带来的不利生长条件，需要不断的去扩展它们的根系，从而形成了克隆这种特殊的繁殖方式。5鹫峰风洞实习一、风洞简介1.风洞简介：丁老师的风洞2012年开始建设，2013年建设完毕，配套测量仪器于2014年配齐，同年开始正式使用。风洞本质是一个大风扇，是研究物体和气流相互作用的实验仪器，可以分为：风扇段、过渡段（造成紊流）、收缩段（增大风速）、试验段、扩散段。相比于野外实验，具有可控性强、可重复性。2.风洞的历史：第一个风洞，1867年-1891年法国人美伦特研发风洞，45.7*45.7cm大小，长3.05m，我们的0.6*0.6长24米。莱特兄弟，1900年左右先后制作2个风洞，短但是风大，最大52m/s，上世纪中期风洞大规模出现，主要应用再航空航天领域。3.风洞的分类：汽车风洞、沙风洞。航空领域按照风速分类：飞机的速度用马赫衡量，①低速风洞0.4马赫以下，②0.70.8亚音速③0.70.8-1.2跨音速④1.2以上超音速根据气流的运动方式：直流式、回流式。根据风的流向：吸式风洞、吹式风洞。有的风洞是水平的，有的风洞是竖直的（研究直升飞机）。变密风洞：在外太空飞行空气密度低。变温风洞。专门研究冰风洞，用于研究飞行器结冰的问题。4.风洞的应用：风洞打开了认识自然的新途径。随之产生了风工程学。一般主要研究航空领域。飞机飞行的原理：连续性方程、伯努利方程。飞机机翼上表面突出，飞的时候，空气在上边流线密集，速度大，压力小。5.沙风洞和常规风洞的区别：①低速性研究近地表风沙，没必要风太大。最大到42m/s。②紊流性近地表风不是层流，地表起伏造成斡旋。飞机飞行都在平流层。飞行器研究是在均匀风场中进行。我们是在紊流层中做研究。通过粗糙元使紊流。③阵风性二．风洞试验：2.1高度对于风速的影响：6本次我们组做得是纱障对于风速的影响，同时对比分析不同纱障，不同高度对于风速的影响。不同位置不同高度风速变化H/cmV1V2V322.5132.5952.9812.63.0753.1443.2973.23.493.53.62注：其中H为距底高度。在实验过程中，由于边缘风速收到风洞壁的影响较大，所测数据一般不具有代表性，本次试验我们将测点选择在所做纱障的中部位置。第一次试验风速（m/s）距底高度（cm）2.51323.0752.63.493.23.49,3.23.075,2.62.513,2y=0.5969e0.4803xR2=0.999600.511.522.533.501234第二次试验风速（m/s）距底高度（cm）2.59523.1442.63.53.273.5,3.23.144,2.62.595,2y=0.5214e0.5158xR2=0.996900.511.522.533.501234第三次试验风速（m/s）距底高度（cm）2.98123.2972.63.623.2图表标题3.62,3.23.297,2.62.981,2y=0.2257e0.7352xR2=0.994600.511.522.533.501234通过三组实验的对比和分析，我们可以发现距底高度越低，风速越小；相应地，距底高度越大，风速越大。通过图像我们分析得到不同高度风速的变化具有很强的线性关系。理解：近地面由于纱障的作用，对于风速有明显的干扰作用，所以风速有了明显的降低，而随着高度的升高，纱障的阻挡作用降低，对于风速的影响降低，所以风速随着高度的上升而上升。2.2不同纱障大小对于风速的影响：20cm*20cm距底高度（cm）风速（m/s）22.8782.63.463.23.83.83.974.44.1810cm*10cm距底高度（cm）风速（m/s）风速（m/s）风速（m/s）22.5132.5952.9812.63.0753.1443.2973.23.493.53.62通过比较我们可以发现纱障的规格对于风速也有较大的影响。在其他条件相同的情况下，纱障越密，风速越小，可见纱障对于风速有明显的阻碍作用。9实习感悟：来到了黄羊滩沙地，被这里的沙地景象所强震撼了。广袤的沙地一眼望去，一直延伸到了黄羊山下，沙丘像一个圆穹，罩在了苍茫的大地之上。地面植被稀少，多为小灌木，一丛一丛的，没有茂盛的枝叶，只有那张牙舞爪的枝条，表明了这里的特殊的沙地气候环境。通过这次实习，我也第一次亲眼见到了沙漠景观。当然我们所看到的沙地景观与实际的大漠还有一定的距离，因此我也体会到，水土保持与荒漠化防治本身就是一门艰苦的职业，需要我们脚踏实地的为之不懈奋斗才行。像黄羊滩这种情况的沙地还有很多，中国还有很多沙漠需要我们去治理和改造，我们愿为中国的沙漠治理作出自己力所能及的贡献。中国的沙漠化问题仍然很严重，需要一代又一代的水保人为之奋斗终生。