Трапециевидный отвал - Исследование влияния геометрических параметров техногенного рельефа на аэрационный режим нарушенных территорий

В данной серии экспериментов рассматривались три модели с различными отношениями высоты отвала к заложению его откоса h/a: 1/3,3; 1/1,7; 1/1,1,- высоту h примем равную 1м.

Были установлены три зоны изменения скорости воздушного потока: зона повышения скорости набегающего воздушного потока, относящаяся к верхним частям склонов и вершине и две зоны торможения потока в наветренной части отвала, в пределах его подножия и прилегающей к нему территории, и в заветренной части отвала в пределах его подножия и прилегающей к нему территории (Рис.1) [11,12].

трансформация воздушного потока, обтекающего отвал трапециевидного сечения

Рис.1. Трансформация воздушного потока, обтекающего отвал трапециевидного сечения: a-1/3,3, б-1/1,7, в-1/1,1.

По мере приближения к отвалу торможение воздушного потока усиливается, минимальная скорость достигается у подножия склона ф = 0,7-0,9. Затем следует увеличение скорости над склоном, а над бровкой достигается максимальное значение ф = 1,5-1,7. Дальше в пределах вершины отвала наблюдается плавное снижение скорости. Скорость достигает минимума у подножия склона ф = 0,5-0,8. Затем происходит плавное выравнивание скорости до первоначального значения.

При сравнении двух моделей с различными отношениями высоты отвала к заложению можно заметить, что поток при увеличении угла откоса отвала, преодолев отвал, претерпевает завихрение (Рис. 2,3).

линии тока при обтекании воздушным потоком отвала трапециевидного сечения, h/a=1/3,3

Рис 2. Линии тока при обтекании воздушным потоком отвала трапециевидного сечения, h/a=1/3,3

линии тока при обтекании воздушным потоком отвала трапециевидного сечения, h/a=1/1,7

Рис 3. Линии тока при обтекании воздушным потоком отвала трапециевидного сечения, h/a=1/1,7

Трапециевидная карьерная выемка

У исследуемых моделей карьерных выемок отношение глубины карьерной выемки к заложению откоса равнялись 1/3,3; 1/1,17; 1/1,1 (Рис. 4).

трансформация воздушного потока, обтекающего карьер трапециевидного сечения

Рис.4. Трансформация воздушного потока, обтекающего карьер трапециевидного сечения: a-1/3,3, б-1/1,7, в-1/1,1.

При обтекании воздушным потоком карьерной выемки трапециевидного сечения образуются три зоны изменения скорости воздушного потока: зона пониженных скоростей в пределах ее границы над выемкой и две зоны повышенных скоростей, относящихся к заветренному склону. На подходе к карьерной выемке воздушный поток имеет фоновую скорость, но по мере продвижения потока вглубь карьерной выемки коэффициенты трансформации достигают значений, равных 0,2 - 0,5.

Картина изменения скорости несимметрична относительно профиля рельефа (Рис. 4). Коэффициент трансформации в пределах зоны повышенных скоростей может достигать значений, равных 1,1 - 1,2.

Карьерно-отвальный комплекс

В экспериментальных исследованиях была принята модель с отношением глубины выемки к заложению борта равным 1/1,7 и модель отвала с тем же соотношением геометрических параметров.

При обтекании воздушным потоком карьерно-отвального комплекса наблюдается довольно сложная картина (Рис. 5), обусловленная наложением двух систем, по-разному влияющих на аэрационный режим территории. Влияние возмущающих факторов ощущается заметнее при близком взаимном расположении карьерной выемки и отвала и ослабевает с увеличением расстояния между ними [13,14,15].

линии тока при обтекании воздушным потоком карьерно-отвального комплекса

Рис 5. Линии тока при обтекании воздушным потоком карьерно-отвального комплекса.

В результате исследований были получены данные (линии тока и поля скоростей), которые характеризуют процесс обтекания воздушным потоком различных форм техногенного рельефа. В частности, можно судить о том, что больше всего подвержены воздействию ветра верхние участки склонов вершины отвалов, бровки карьерных выемок. Эти участки подвержены сильному выветриванию. На дне карьерных выемок, у подножий наветренных и подветренных склонов отвалов образуются зоны пониженных скоростей. В зимний период это может приводить к интенсивному снегоотложению на этих участках, в летний период - к скоплению мусора и пыли. Полученные данные можно использовать для дальнейших исследований аэрационного режима нарушенных территорий и для разработки рекомендаций по использованию и восстановлению этих территорий.

Похожие статьи




Трапециевидный отвал - Исследование влияния геометрических параметров техногенного рельефа на аэрационный режим нарушенных территорий

Предыдущая | Следующая