采用风洞模拟方法,对通风结构、疏透结构和紧密结构3种防火林带迎风面的风速进行测定,绘制了3种结构防火林带迎风面的相对风速等值线图;根据风速的分布特征,采用多模型选优的方法,确定了山脊防火林带迎风面的相对风速预测模型。结果表明:紧密结构与疏透结构的防火林带迎风面的阻风性能比较好,最小相对风速达到70%以下,而通风结构的阻风性能最小,迎风面的最小相对风速在80%左右。如考虑其综合防火效能则以疏透结构的防火林带阻火性能最佳。
The rule of wind speed in the aweather area of the firebreak tree belt with three structures (sparse structure, tight structure and ventilate structure) was tested using simulating method in the wind tunnel experiment. The isogram of relative wind speed in the aweather area of firebreak tree belt with the three structures were drawn. Based on the feature of the wind speed, the forecasting models of wind speed in the aweather area of the firebreak tree belt had been established using the multi_model optimization. The results showed that the minimal relative wind speed in the windward area of firebreak tree belt with a sparse and tight structure was down to 70% below , but in the windward area of the ventilate structure was only down to about 80%. The sparse and tight structure had a better effect of shelterbelt than the ventilate structure in the windward area of the firebreak tree belt. The firebreak effect of the sparse structure was the best.
全 文 :第 wt卷 第 y期
u s s x年 tt 月
林 业 科 学
≥≤∞× ≥∂ ∞ ≥≤∞
∂²¯1wt o²1y
²√ qou s s x
防火林带迎风面风速分布规律的风洞试验
邓湘雯t 文定元t 申初联t 何介南t 刘豪健u 唐 刚v
kt1中南林学院森林防火研究室 株洲 wtussy ~ u1 湖南省邵阳县林业局 邵阳 wuutss ~
v1 广东省连南县林业局 连南 xtvvssl
摘 要 } 采用风洞模拟方法 o对通风结构 !疏透结构和紧密结构 v种防火林带迎风面的风速进行测定 o绘制了 v种
结构防火林带迎风面的相对风速等值线图 ~根据风速的分布特征 o采用多模型选优的方法 o确定了山脊防火林带迎
风面的相对风速预测模型 ∀结果表明 }紧密结构与疏透结构的防火林带迎风面的阻风性能比较好 o最小相对风速
达到 zs h以下 o而通风结构的阻风性能最小 o迎风面的最小相对风速在 {s h左右 ∀如考虑其综合防火效能则以疏
透结构的防火林带阻火性能最佳 ∀
关键词 } 防火林带 ~风洞 ~迎风面 ~防火林带结构 ~数学模型
中图分类号 }≥zyu1v 文献标识码 } 文章编号 }tsst p zw{{kussxlsy p sttw p sx
收稿日期 }ussv p s{ p tt ∀
基金项目 }中南林学院青年科学基金项目kswzz项l/防火林带有效结构研究0的部分内容 ∀
3 本研究得到了康文星和田大伦教授的指导 ~邓声文同志参加了本试验的数据收集工作 o在此一并致谢 ∀
tl吴轶杰 qt||x q防火林带有效宽度研究 q中南林学院硕士学位论文
Ωινδ Σπεεδ ∆ιστριβυτιον ιν τηε Αωεατηερ οφ τηε Φιρεβρεακ Τρεε Βελτ
ιν α Ωινδ Τυννελ Εξπεριµεντ
⁄¨ ±ª ÷¬¤±ªº¨ ±t • ±¨ ⁄¬±ª¼∏¤±t ≥«¨ ± ≤«∏¯¬¤±t ¨¬¨±¤±t ¬∏¤²¬¤±u פ±ª¤±ªv
kt qΡεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Φορεστ Φιρε Πρεϖεντιον o ΧεντραλΣουτη Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Ζηυζηου wtussy ~
u1 Φορεστρψ Βυρεαυ οφ Σηαοψανγ Χουντψo Ηυναν Προϖινχε Σηαοψανγ wuutss ~ v1 Φορεστρψ Βυρεαυ οφ Λιανναν Χουντψo Γυανγδονγ Προϖινχε Λιανναν xtvvssl
Αβστραχτ} ׫¨ µ∏¯¨²©º¬±§¶³¨ §¨¬±·«¨ ¤º¨ ¤·«¨µ¤µ¨¤²©·«¨ ©¬µ¨¥µ¨¤®·µ¨¨¥¨ ·¯º¬·«·«µ¨¨¶·µ∏¦·∏µ¨¶k¶³¤µ¶¨ ¶·µ∏¦·∏µ¨ o·¬ª«·
¶·µ∏¦·∏µ¨ ¤±§√¨ ±·¬¯¤·¨¶·µ∏¦·∏µ¨l º¤¶·¨¶·¨§∏¶¬±ª¶¬°∏¯¤·¬±ª °¨ ·«²§¬±·«¨ º¬±§·∏±±¨ ¯ ¬¨³¨µ¬°¨ ±·q׫¨ ¬¶²ªµ¤° ²©µ¨ ¤¯·¬√¨ º¬±§
¶³¨ §¨¬±·«¨ ¤º¨ ¤·«¨µ¤µ¨¤²©©¬µ¨¥µ¨¤®·µ¨¨¥¨ ·¯º¬·«·«¨ ·«µ¨¨¶·µ∏¦·∏µ¨¶º¨ µ¨ §µ¤º±q
¤¶¨§²±·«¨ ©¨¤·∏µ¨ ²©·«¨ º¬±§¶³¨ §¨o·«¨
©²µ¨¦¤¶·¬±ª°²§¨ ¶¯²© º¬±§¶³¨ §¨¬± ·«¨ ¤º¨ ¤·«¨µ¤µ¨¤ ²©·«¨ ©¬µ¨¥µ¨¤®·µ¨¨ ¥¨ ·¯«¤§ ¥¨ ±¨ ¶¨·¤¥¯¬¶«¨§∏¶¬±ª·«¨ °∏¯·¬p°²§¨¯
²³·¬°¬½¤·¬²±q׫¨ µ¨¶∏¯·¶¶«²º¨ §·«¤··«¨ °¬±¬°¤¯ µ¨ ¤¯·¬√¨ º¬±§¶³¨ §¨¬±·«¨ º¬±§º¤µ§¤µ¨¤²©©¬µ¨¥µ¨¤®·µ¨¨¥¨ ·¯º¬·«¤¶³¤µ¶¨ ¤±§
·¬ª«·¶·µ∏¦·∏µ¨ º¤¶§²º±·²zs h ¥¨ ²¯º o¥∏·¬±·«¨ º¬±§º¤µ§¤µ¨¤²©·«¨ √¨ ±·¬¯¤·¨¶·µ∏¦·∏µ¨ º¤¶²±¯¼ §²º±·²¤¥²∏·{s h q׫¨
¶³¤µ¶¨ ¤±§·¬ª«·¶·µ∏¦·∏µ¨ «¤§¤¥¨·¨µ ©¨©¨¦·²©¶«¨ ·¯¨µ¥¨ ·¯·«¤±·«¨ √¨ ±·¬¯¤·¨¶·µ∏¦·∏µ¨ ¬±·«¨ º¬±§º¤µ§¤µ¨¤²©·«¨ ©¬µ¨¥µ¨¤®·µ¨¨
¥¨ ·¯q׫¨ ©¬µ¨¥µ¨¤® ©¨©¨¦·²©·«¨ ¶³¤µ¶¨ ¶·µ∏¦·∏µ¨ º¤¶·«¨ ¥¨¶·q
Κεψ ωορδσ} ©¬µ¨¥µ¨¤®·µ¨¨¥¨ ·¯~º¬±§·∏±±¨ ¯~¤º¨ ¤·«¨µ¤µ¨¤~¶·µ∏¦·∏µ¨ ²©©¬µ¨¥µ¨¤®·µ¨¨¥¨ ·¯~°¤·«¨ °¤·¬¦¤¯ °²§¨¯
营造防火林带是森林防火工作的一项战略工程 ∀我国南方国有林场早在 us世纪 xs年代就开始营造防
火林带 o国外许多国家也十分重视防火林带建设k文定元 ot||xl ∀我国防火林带的生产实践已走在世界前
列 o但对防火林带的研究工作仍落后于生产 ∀对于防火林带的结构与防火效能的关系 o目前世界上尚无详细
研究tl ∀传统观念认为 o紧密结构的防火林带有利于其阻火性能的发挥 o在这种观念指导下 o生产上强调密
植 o并在乔木防火树种下栽种阔叶灌木 o以形成/密不透风的防火林带0 ~但根据密度效应规律 o高密度林带难
以形成良好的树冠结构 ∀到 us世纪 |s年代 o文定元kt||z ~t||{l提出防火林带的阻火机制之一是阻止火星
的传播 o避免飞火的发生 o防火林带的垂直结构应该是疏透结构k姚树人等 oussul ∀由于缺乏明确的理论作
指导 o使我国防火林带的营造和抚育工作具有一定的盲目性 ∀因此进一步探讨防火林带的阻火机制 o尤其是
林带迎风面风速的变化与林带阻火效能的关系显得尤为重要 ∀本试验意在探讨不同结构的山脊防火林带迎
风面风速分布规律 o为确定理想的防火林带结构提供理论依据 ∀
t 材料与方法
111 试验材料
本试验从中南林学院株洲校区东山标本园中采集金缕梅科常绿乔木 ) ) ) 米老排k Μψτιλαρι λαοσενσισl的枝
叶作为模型树种 o经修剪缩小成单株树模型 ∀按不同的疏透度和透风系数的要求 o计算不同结构林带的株行
距 o在五合板上打孔 o插好模型树 o形成 v种结构的林带模型 ∀
112 试验方法
t1u1t 试验装置和仪器 本试验所用的风洞始建造于 t||w年 oussu年改装 ∀风洞长 { ° o宽 t1yu ° o高 t1{{
° o为自行设计的砖结构 o如图 t !u ∀风机功率 v ®• o风速可调 ~风机前加 v层整流网 o整流网各层间距 tx ¦°o
以保证流体品质 o减少湍流 o得到接近于开放系统k野外森林环境l的空气流 ∀
图 u 风洞水平剖面图
ƒ¬ªqu ׫¨ «²µ¬½²±·¤¯ ¶¨¦·¬²± ²© º¬±§·∏±±¨ ¯
图 t 风洞垂直剖面图
ƒ¬ªqt ׫¨ √¨ µ·¬¦¤¯ ¶¨¦·¬²± ²© º¬±§·∏±±¨ ¯
风速测定仪器采用天津气象海洋
仪器厂生产的 ∞≠v p u 型电子微风
仪 o精度 s1sx °#¶pt o测量范围 s1sx ∗
vs °#¶pt ∀
t1u1u 林带模型 为使模拟结果能
应用于实际 o林带模型的设计遵循了
相似理论原则k曹新孙等 ot|{v ~周仕
威等 ot|{zl ∀
几何相似 }尺寸成比例 o即树高成
比例 o以标本园中米老排为准 o平均树
高为 x ° o冠幅 v ° o枝下高 t1x ° o取
缩尺比 tΒux o则模型树高为 us ¦°o冠
幅 tu ¦° o枝下高 y ¦°∀
动力相似 }运用根本茂相似准则 o
即要求湍流雷诺数相等的相似条件
k蒋维楣等 ot||vl o采用风速缩比等于
模型缩比的 tΠv次方 o即风速缩尺比 t
Βu1| ∀
为体现山脊防火林带的现实状
况 o在风洞中 o五合板上的林带模型设
置于 usβ坡的山脊上 o山脊下垫面铺一
层细砂 o以减少湍流 ∀通过调节单株
模型树的位置得到 v种不同结构林
带 }紧密结构 !疏透结构和通风结构 ∀v种结构林带模型参数见表 t ∀林带长 s1{u °∀
表 1 3 种结构林带模型基本参数 ≠
Ταβ . 1 Τηε παραµετερσ οφ τηε µ οδελτρεε βελτ οφ τηε τηρεε στρυχτυρεσ
林带类型
×¼³¨ ²©©¬µ¨¥µ¨¤®·µ¨¨¥¨ ·¯
林冠层疏透度
≥³¤µ¶¨ §¨ªµ¨¨¬± ¦¤±²³¼r h
树干间疏透度
≥³¤µ¶¨ §¨ªµ¨¨∏±§¨µ¦¤±²³¼r h
透风系数
∂ ±¨·¬¯¤·¬²± ¦²¨©©¬¦¬¨±·
通风结构 ∂ ±¨·¬¯¤·¨ ¶·µ∏¦·∏µ¨ zs1x |s s1|tw
疏透结构 ≥³¤µ¶¨ ¶·µ∏¦·∏µ¨ us1s ws s1w{u
紧密结构 ׬ª«·¶·µ∏¦·∏µ¨ v1x ts s1t|{
≠透风系数的计算参见文献k朱廷曜等 ot||u ~邓湘雯等 oussul ∀ ׫¨ ° ·¨«²§²©¦¤¯¦∏¯¤·¬±ª√¨ ±·¬¯¤·¬²±¦²¨©©¬¦¬¨±·¶¨¨µ¨©¨µ¨±¦¨ ²©«∏׬±ª¼¤² ετ αλq
kt||ul ¤±§ ⁄¨ ±ª ÷¬¤±ªº ±¨ ετ αλqkussul q
t1u1v 测点设置 水平测点 }林带前 s1s Η !s1ux Η !s1x Η !s1zx Η !t1s Η !t1ux Η !t1x Η !t1zx Η !u1s Η !u1ux Η !
u1x Η !u1zx Η !v1s Η !v1ux Η !v1x Η !v1zx Η !w1s Η~垂直测点 }地面算起 s1ux Η !s1x Η !s1zx Η !t1s Η !t1ux Η !
xtt 第 y期 邓湘雯等 }防火林带迎风面风速分布规律的风洞试验
图 v 相对风速等值线图
ƒ¬ªqv ׫¨ ¬¶²¯¬±¨ ²©µ¨ ¤¯·¬√¨º¬±§¶³¨ §¨
s1x Η ∗ u1s Η 为垂直测点 ot Η ∗ w Η 为水平测点 ∀
s1x Η ∗ u qs Η µ¨³µ¨¶¨±·¶·«¨ °¨ ¤¶∏µ¬±ª ³²¬±·¬± √ µ¨·¬¦¤¯
§¬µ¨¦·¬²±~ t Η ∗ w Η µ¨³µ¨¶¨±·¶·«¨ °¨ ¤¶∏µ¬±ª ³²¬±·¬±
«²µ¬½²±·¤¯ §¬µ¨¦·¬²±q Η}模型树高kus ¦°l ∀图中数值为
相对风速 o旷野平均风速为 s qyx °#¶pt ∀ Η} ¬¨ª«·²©
·«¨ ·µ¨¨ °²§¨¯ kus ¦°l q ∏°¥¨µ¶µ¨³µ¨¶¨±··«¨ µ¨ ¤¯·¬√¨
º¬±§¶³¨ §¨~·«¨ ¤√¨ µ¤ª¨ º¬±§¶³¨ §¨¬±·«¨ ²³¨ ±2¤¬µ¤µ¨¤¬¶
s qyx °#¶pt q
t1x Η !t1zx Η !u1s Η∀其中 Η为模型树高kus ¦°l o这样每种结
构的模型林带测点达 tvy个 ∀
u 结果与分析
211 林带模型迎风面风场结构
在平地情况下 o风在前进方向只受到林带的阻挡 o而存在
一定坡度时 o斜坡会迫使其改变方向而被抬升 ∀同时在此过
程中 o部分区域风速加大 o尤其是林带附近垂直方向上的风速
矢量 ∀林带模型迎风面风场结构如图 v ∀
在林带前 u1x Η ∗ w1s Η距离 !离地面高 s ∗ t Η范围内风
速有一定升高 o疏透结构的林带 o最大相对风速达到 tts h o紧
密结构的林带最大相对风速超过 ttx h o主要原因是坡度和林
带的双重影响 ∀靠近林带则风速逐渐降低 o紧密结构林带前
最小相对风速达到 yx h o下降 vx h ~疏透结构为 zs h o下降
vs h o而通风结构的影响则较小 o最小相对风速在 {s h左右 ∀
迎风面风速的减少有利于阻止林火的蔓延 ∀
林带附近离地面 t1ux Η ∗ u Η的区域内 ov种结构林带的
风速都有不同程度的加大 o其中紧密结构的林带相对风速达
到 tws h o而通风结构和疏透结构的林带相对较少 o分别为
tsx h和 tus h ∀这就证实了紧密结构的林带容易产生飞火 ∀
212 山脊防火林带迎风面风速的确定
根据林带迎风面风场特征 o选用 {种数学模型 o通过综合
选优 o确定山脊防火林带迎风面风速模型 ∀
u1u1t 数学模型 Υµk ξ oζl ²¯ªk¿Ξ¿βs n Ζβt n βul ~Υµk ξ o
ζl βs n βt Ξ n βu ÷u n βv Ξ n βw Ξu Ζ ~ Υµk ξ oζl βs n βt Ξu Ζ
n βu Ξv Ζ n βv Ξv n βw Ξu Ζ ²¯ª Ξ ~ Υµk ξ oζl βs n ¥t Ξu n βu
Ξu n βv Ζu n βw Ξ Ζu ~ Υµk ξ oζl βs n βt Ξu Ζ n βu Ξv Ζ n βv
Ξu Ζ¯ ²ª¿Ζ¿~ Υµkξ oζl βsk Ξ n tlβt Ζβu ~ ²¯ªΥµk ξ oζl βs n
βt ²¯ªΞ n βuk¯ ²ªΞlu n βv ²¯ª¿Ζ¿n βwk¯ ²ª¿Ζ¿lu ~ Υµk ξ oζl βs n
k Ξu Ζlβt ∀
式中 }Υµk ξ oζl为讨论区域内的水平风速和垂直方向的相对风
速k取向林带方向和向上方向为正l ~Ξ为水平方向距林带迎
风面的距离k Ηl ~Ζ为垂直方向距林带的距离k林带以下取负
值l ~βι 为待定参数 ∀
u1u1u 数学模型的求解 !选优和精度计算 由于风是矢量 o受坡
度和林带等因素的影响 o风向发生改变k∂¤±¨ µot|{{l ∀将 v种结构林带模型在风洞中测定的数据 o按水平方
向k Υµtl和垂直方向k Υµul上的分量分别进行回归分析 o求解 {个数学模型的参数 o根据标准差和相关系数进
行综合选优k郎奎建等 ot|{| ~郝黎仁等 oussul ∀利用未参加回归计算的样本资料 o以数学模型的预测值作为
理论值 o与对应的实测值相比较来计算水平和垂直方向上 u个组分的预测模型精度 ∀林带迎风面的相对风
速则由 Υµk ξ oζl Υµut n Υµuu 得到k张翼等 ot|{v ~周仕威等 ot|{zl ∀
利用多模型选优法 o用原始资料代入求得疏透结构林带k参数见表 tl的水平和垂直方向上组分的最优
拟合模型 o风速较小时k小于 t °#¶ptl的结果见表 u o风速较大kt ∗ w °#¶ptl时的预测结果见表 v ∀
ytt 林 业 科 学 wt卷
表 2 风速较小时林带迎风面风速预测模型
Ταβ . 2 Τηε φορεχαστινγ µ οδελσ οφ ωινδ σπεεδ ιν τηε αωεατηερ τρεε βελτ υνδερ ωεακερ ωινδ σπεεδ
组分 ƒ¤¦·²µ¶ 模型 ¤·«¨ °¤·¬¦¤¯ °²§¨¯
复相关系数
∏¯·¬³¯¨
¦²µµ¨ ¤¯·¬²±
¦²¨©©¬¦¬¨±·
剩余标准差
¶¨¬§∏¤¯
¶·¤±§¤µ§¬½¨
√¤µ¬¤·¬²± µ¨µ²µ
精度
°µ¨¦¬¶¬²±Πh
通风结构
∂ ±¨·¬¯¤·¨
¶·µ∏¦·∏µ¨
水平方向
²µ¬½²±·¤¯ §¬µ¨¦·¬²±
Υµt ¬¨³1 p s1tyt |w n s1t|u ss¯ ²ªΞ p s1sww yx k¯ ²ªΞlu n
s1sxv {u ²¯ª¿Ζ¿p s1ss| {tz k¯ ²ª¿Ζ¿lu2 s1|ux s{ s1w|| x |w1x
垂直方向
∂ µ¨·¬¦¤¯ §¬µ¨¦·¬²±
Υµu s1w{w wz p s1svu {u Ξu n s1s{w v{ Ξu n s1uzy |v Ζu p
s1vyw wz ΞΖu s1{zz || s1utw s {s1u
疏透结构
≥³¤µ¶¨
¶·µ∏¦·∏µ¨
水平方向
²µ¬½²±·¤¯ §¬µ¨¦·¬²±
Υµt ¬¨³1 p s1uws {y n s1usu uz¯ ²ªΞ p s1swv {x k ²¯ªΞlu n
s1ssy {{ ²¯ª¿Ζ¿p s1st| suk¯ ²ª¿Ζ¿lu2 s1|uw zs s1xsy t |x1w
垂直方向
∂ µ¨·¬¦¤¯ §¬µ¨¦·¬²±
Υµu s1wzw v{p s1svu vxΞu n s1s{x u|Ξu Ζ n s1uwv zyΖu p
s1vxs tuΞΖu s1{zx wv s1us| z {z1z
紧密结构
׬ª«·
¶·µ∏¦·∏µ¨
水平方向
²µ¬½²±·¤¯ §¬µ¨¦·¬²±
Υµt ¬¨³1 p s1u|| ut n s1uy{ zt¯ ²ªΞ p s1sv| ww k ²¯ªΞlu n
s1syu sz ²¯ª¿Ζ¿p s1sst {vk¯ ²ª¿Ζ¿lu2 s1|u{ || s1wzs v |z1t
垂直方向
∂ µ¨·¬¦¤¯ §¬µ¨¦·¬²±
Υµu s1wsw y{ p s1st{ {w Ξu n s1szw s| Ξu Ζ n s1vts xs Ζu p
s1v{t v{ ΞΖu s1{us tw s1uss s {{1w
表 3 风速较大时林带迎风面风速预测模型
Ταβ . 3 Τηε φορεχαστινγ µ οδελσ οφ ωινδ σπεεδ ιν τηε αωεατηερ τρεε βελτ υνδερ στρονγερ ωινδ σπεεδ
组分 ƒ¤¦·²µ¶ 模型 ¤·«¨ °¤·¬¦¤¯ °²§¨¯
复相关系数
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¦²¨©©¬¦¬¨±·
剩余标准差
¶¨¬§∏¤¯
¶·¤±§¤µ§¬½¨
√¤µ¬¤·¬²± µ¨µ²µ
精度
°µ¨¦¬¶¬²±Πh
通风结构
∂ ±¨·¬¯¤·¨
¶·µ∏¦·∏µ¨
水平方向
²µ¬½²±·¤¯ §¬µ¨¦·¬²±
Υµt ¬¨³1 p s1uz| zw n s1txw t{¯ ²ªΞ p s1sws ||k¯ ²ªΞlu p
s1tst zw¯ ²ª¿Ζ¿p s1sv| stk¯ ²ª¿Ζ¿lu2 s1|ux |y s1zyx | |v1u
垂直方向
∂ µ¨·¬¦¤¯ §¬µ¨¦·¬²±
Υµu s1zyv y{p s1uyx {uΞu Ζ p s1s{v xxΞv Ζ p s1swx z|Ξv n
s1wxv xu Ξu Ζ¯ ²ªΞ s1{zz uv s1t{x v {w1x
疏透结构
≥³¤µ¶¨
¶·µ∏¦·∏µ¨
水平方向
²µ¬½²±·¤¯ §¬µ¨¦·¬²±
Υµt ¬¨³1 p s1vzx n s1uws t¯ ²ªΞ p s1svy t|k¯ ²ªΞlu p
s1s{w z{¯ ²ª¿Ζ¿p s1svu {zk¯ ²ª¿Ζ¿lu2 s1|vs ys s1zvz { |y1w
垂直方向
∂ µ¨·¬¦¤¯ §¬µ¨¦·¬²±
Υµu s1yyv {x p s1uux x{ Ξu Ζ p s1szy |w Ξv Ζ p
s1svy st Ξv n s1wst zx Ξu Ζ¯ ²ªΞ s1{zt w| s1tz| | {t1y
紧密结构
׬ª«·
¶·µ∏¦·∏µ¨
水平方向
²µ¬½²±·¤¯ §¬µ¨¦·¬²±
Υµt ¬¨³1 p s1vxv xx n s1uy| |y¯ ²ªΞ p s1sxz yuk ²¯ªΞlu p
s1sts ut¯ ²ª¿Ζ¿p s1ss{ zxk¯ ²ª¿Ζ¿lu2 s1|vv yy s1|wy u |x1t
垂直方向
∂ µ¨·¬¦¤¯ §¬µ¨¦·¬²±
Υµu s1yxs t| p s1uus yx Ξu Ζ p s1sxy ww Ξv Ζ p
s1svw {z Ξv n s1vws {s Ξu Ζ¯ ²ªΞ s1{y{ zz s1t{z w {v1{
u1u1v 模型的验证 为检验模型的实用性 o采用在湖南邵阳实地观测的部分资料进行模型的验证 ∀野外观
测的防火林带系山脊防火林带 o坡度 usβ ~林带疏透度 Α s1vxy ~防火林带树种为木荷k Σχηιµα χρεναταl ~实测
时旷野风速为 s1z °#¶pt ∀表 w列出了疏透结构防火林带的验证结果 ∀从表 w可以看出 o模型计算的结果和
实测结果基本一致 o能满足生产需要 ∀
表 4 林带迎风面风速实测值 !计算值比较表
Ταβ . 4 Χοµ παρισον οφ ρελατιϖε ωινδ σπεεδ ιν αωεατηερ αρεα βψ µεασυρινγ ανδ χαλχυλατινγ
高度
¬¨ª«·
水平距离 ²µ¬½²±·¤¯ §¬¶·¤±¦¨
s1x Η t1s Η t1x Η u1s Η
实测值
¤¶∏µ¨§
√¤¯∏¨
计算值
∞¶·¬°¤·¨§
√¤¯∏¨
实测值
¤¨¶∏µ¨§
√¤¯∏¨
计算值
∞¶·¬°¤·¨§
√¤¯∏¨
实测值
¤¨¶∏µ¨§
√¤¯∏¨
计算值
∞¶·¬°¤·¨§
√¤¯∏¨
实测值
¤¨¶∏µ¨§
√¤¯∏¨
计算值
∞¶·¬°¤·¨§
√¤¯∏¨
s1ux Η s1zvv s1zwx s1{sx s1{sv s1{{s s1{zw s1{|y s1{zy
s1xs Η s1{v{ s1{st s1{u| s1{xy s1{yx s1y|v s1{ww s1{yx
s1zx Η s1{xy s1{uy s1{y| s1{|t s1{|{ s1|tw s1{{y s1{zs
t1ss Η s1{{v s1{xs s1|sv s1{|{ s1|ss s1|vv s1|sy s1|w|
t1ux Η s1{|z s1{z{ s1|ss s1{|v s1|yw s1|uw s1|zv s1|xx
ztt 第 y期 邓湘雯等 }防火林带迎风面风速分布规律的风洞试验
v 结论与讨论
从试验数据分析可看出 ov种结构的防火林带迎风面在防风效能上紧密结构与疏透结构很相近 o它们的
相对风速等值线分布亦很类似 ~而通风结构的林带阻风性能相对较小 o只是在林冠层附近风速稍有降低 ∀紧
密结构和疏透结构的防火林带迎风面风速降低的特性都有利于减少上山火的蔓延速度 ∀
合理的防火林带结构 o应该具有阻止火星飞越林带 !防止产生飞火的功能 ∀结果表明 }紧密结构的防火
林带附近 ot1ux高度上的相对风速高达 tws h o为飞火的产生创造了条件 ∀因此 o紧密结构的防火林带不属
于最佳结构类型 o防火性能最佳的结构类型为疏透结构 ∀
采用多模型选优 o以离林带的水平和垂直距离作为自变量 o分别建立了不同风速情况下的 v种结构防火
林带迎风面的风速预测模型 o提高了预估精度 ∀为林火行为预测 !准确评价不同结构防火林带的防火效能提
供了量化的可靠依据 ∀
本次风洞试验的模拟结果和野外观测结果比较吻合 o实用性强 ∀
参 考 文 献
曹新孙 qt|{v q农田防护林学 q北京 }中国林业出版社
邓湘雯 o文定元 o张卫阳 qussu q山脊防火林带透风系数的确定 q中南林学院学报 ouukul }yu p yx
郝黎仁 o樊 元 o郝哲欧 o等 qussu q≥°≥≥实用统计分析 q北京 }中国水利水电出版社
蒋维楣 o曹文俊 o蒋瑞宾 qt||v q空气污染气象学教程 q北京 }气象出版社 ow|{ p xs|
郎奎建 o唐守正 qt|{| q
°≤系列程序集 ) ) ) 数理统计 调查规划 经营管理 q北京 }中国林业出版社
文定元 qt||z q防火林带研究现状 q森林防火 okul }uv p uw
文定元 qt||{ q南方森林防火林带现状调查和问题讨论 q森林防火 okwl }v{ p v|
文定元 qt||x q森林防火基础知识 q北京 }中国林业出版社
姚树人 o文定元 qussu q森林消防管理学 q北京 }中国林业出版社
张 翼 o宋兆民 o卫 林 qt|{y q林网中的风速分布规律和防风效应 q中国科学k
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周仕威 o程致力 qt|{z q林带防风效应的实验 q林业科学 ouvktl }tt p uu
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