库布齐沙漠光伏电站风沙运动及蚀积特征研究

论文摘要

本研究依托库布齐沙漠亿利光伏电站项目,选取光伏电板阵列内上风向边缘处及电板腹部两个断面进行研究,通过对两个断面不同位置（板下、板前沿、板间）气流场、输沙通量及蚀积态特征的研究,掌握光伏电站特有的风沙运动规律,为沙区光伏电站沙害防治奠定理论基础。主要研究结论如下:（1）沙区光伏电板的固定倾角强烈影响风沙运动的流场格局,在光伏电板从迎风侧到背风侧形成几个流场特征区:汇流加速区、阻流减速区、抬升加速区和消散恢复区。上风向边缘处在板下、板前沿80cm的空间范围生成涡流,腹部电板板下、板前沿、板间位置流场逐渐衰退,相应位置地表粗糙度相较上风向电板处增大17.0%、79.5%、69.2%。（2）在6.5m/s风速下,板下、板前沿的输沙量与高度的拟合函数为指数函数关系;板间拟合函数为幂函数,R2>0.89;随着风速增大达到8.4m/s时,板下、板前沿拟合函数呈幂函数;板间拟合函数为多项式函数,R2>0.85。光伏电板存在导致地表沙物质颗粒发生再分配,板下、板间的平均粒径均值在2.58-3.32Ф之间,板前沿平均粒径1.91Ф;板下、板前沿、板间的沙粒分选性极好,颗粒整体偏粗;板下、板间的峰度中等,板前沿位置偏度尖窄:分形维数从大到小依次为板间>板下>板前沿。（3）光伏电板阵列内,板下、板间两处的净蚀积强度整体表现为堆积,板前沿的净蚀积强度整体表现为掏蚀,上风向边缘处的蚀积态分布在空间上随着风速增加,掏蚀范围向板间移动,腹部电板掏蚀范围向板下移动。电板前沿的基座沿W-E方向掏蚀程度整体呈先增加后减小的趋势,板后沿基座沿W-E方向沙埋程度整体呈增加趋势,风蚀沟蚀积宽度沿W-E方向逐渐减小。

论文目录

摘要

Abstract

1 引言

1.1 研究目的与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 技术路线图

2 研究区概况

2.1 地理位置

2.2 水文气候

2.3 土壤植被

2.4 地形地貌

3 研究内容与方法

3.1 野外试验电站概况

3.2 野外风场的观测

3.3 土壤颗粒取样及测定方法

3.4 风沙流结构的测定

3.5 光伏电板不同位置蚀积量的测定

3.6 计算公式

3.7 数据处理

4 结果分析

4.1 光伏电板及阵列对气流场的影响研究

4.1.1 光伏电板不同位置的风速廓线

4.1.2 光伏电板不同位置的风速流场

4.1.3 光伏电板不同位置的粗糙度

4.1.4 光伏电板不同位置的风速脉动特征

4.1.5 小结

4.2 光伏电板及阵列对风沙通量的影响研究

4.2.1 光伏电板阵列的土壤粒度组成

4.2.2 光伏电板阵列的土壤粒度特征

4.2.3 光伏电板不同位置对风沙流结构的影响

4.2.4 小结

4.3 光伏电板及阵列蚀积态势特征分析

4.3.1 地表逐月蚀积强度变化特征

4.3.2 光伏电板阵列不同位置的蚀积态势分布特征

4.3.3 纵向光伏电板基座的蚀积规律

4.3.4 光伏电板掏蚀区的蚀积宽度

4.3.5 小结

5 结论与讨论

5.1 讨论

5.1.1 光伏电板对气流场的影响

5.1.2 光伏电板对风沙通量的影响

5.1.3 光伏电板对蚀积特征的影响

5.2 结论

致谢

参考文献

个人简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨世荣

导师: 蒙仲举

关键词: 光伏电板,气流场,风沙流结构,蚀积态,库布齐沙漠

来源: 内蒙古农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,农业科技

专业: 气象学,电力工业,农业基础科学,农艺学

单位: 内蒙古农业大学

基金: 国家重大专项“中国北方半干旱荒漠区沙漠化防治关键技术与示范”课题任务(项目编号:2016YFC0500900-3),内蒙古重大专项子课题“沙区生态光伏电场防沙治沙关键技术与示范”(项目编号:Zdzx2018058-3)

分类号: S157.1;TM615;P425.61

DOI: 10.27229/d.cnki.gnmnu.2019.000139

总页数: 63

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