为了对延崇高速路堑风吹雪雪害问题进行防治，首先采用CFD数值模拟方法研究了挡雪墙防护措施下路堑积雪分布规律，其次基于正交试验方法建立了路堑挡雪墙防雪效果预测模型，最后优化了金家庄螺旋隧道口路堑挡雪墙设置方案。研究结果表明，路堑边坡比对挡雪墙防雪效果的影响程度最大，其次是挡雪墙高度、路堑深度、风速、风速-挡雪墙高度组合、挡雪墙布置距离和挡雪墙高度-挡雪墙布置距离组合，而风速-挡雪墙布置距离组合的影响程度最小。金家庄螺旋隧道口路堑风吹雪挡雪墙最优高度为6 m、挡雪墙和路堑之间最优距离为90 m。设置挡雪墙时路堑路段积雪体积分数减少了12.36%,证明了优化挡雪墙的布置可起到较好的防雪效果。因此，研究结果可为风吹雪挡雪墙的设置提供一种便捷快速的方法和科学依据，为路堑风吹雪灾害防治提供理论参考。
为了对延崇高速路堑风吹雪雪害问题进行防治，首先采用CFD数值模拟方法研究了挡雪墙防护措施下路堑积雪分布规律，其次基于正交试验方法建立了路堑挡雪墙防雪效果预测模型，最后优化了金家庄螺旋隧道口路堑挡雪墙设置方案。研究结果表明，路堑边坡比对挡雪墙防雪效果的影响程度最大，其次是挡雪墙高度、路堑深度、风速、风速-挡雪墙高度组合、挡雪墙布置距离和挡雪墙高度-挡雪墙布置距离组合，而风速-挡雪墙布置距离组合的影响程度最小。金家庄螺旋隧道口路堑风吹雪挡雪墙最优高度为6 m、挡雪墙和路堑之间最优距离为90 m。设置挡雪墙时路堑路段积雪体积分数减少了12.36%,证明了优化挡雪墙的布置可起到较好的防雪效果。因此，研究结果可为风吹雪挡雪墙的设置提供一种便捷快速的方法和科学依据，为路堑风吹雪灾害防治提供理论参考。
为了对延崇高速路堑风吹雪雪害问题进行防治，首先采用CFD数值模拟方法研究了挡雪墙防护措施下路堑积雪分布规律，其次基于正交试验方法建立了路堑挡雪墙防雪效果预测模型，最后优化了金家庄螺旋隧道口路堑挡雪墙设置方案。研究结果表明，路堑边坡比对挡雪墙防雪效果的影响程度最大，其次是挡雪墙高度、路堑深度、风速、风速-挡雪墙高度组合、挡雪墙布置距离和挡雪墙高度-挡雪墙布置距离组合，而风速-挡雪墙布置距离组合的影响程度最小。金家庄螺旋隧道口路堑风吹雪挡雪墙最优高度为6 m、挡雪墙和路堑之间最优距离为90 m。设置挡雪墙时路堑路段积雪体积分数减少了12.36%,证明了优化挡雪墙的布置可起到较好的防雪效果。因此，研究结果可为风吹雪挡雪墙的设置提供一种便捷快速的方法和科学依据，为路堑风吹雪灾害防治提供理论参考。
土壤水文过程(水分运移和传热)及其对气候变化的响应是寒区水文学的前沿问题。然而,冻土的存在使得寒区土壤水文过程变得极其复杂。此外,寒区自然环境恶劣,较难获取长时间序列和高分辨率的野外观测资料。近年来,充分利用已有的观测数据,构建寒区土壤水热耦合模型,并开展相应的数值模拟研究,已成为理解寒区土壤水文物理过程,揭示其动力学机制的重要途径。基于寒区土壤水文物理过程和计算流体力学方法,构建了高分辨率、适用于完全饱和状态下的寒区土壤水热耦合模型,且自主研发了相应的数值求解器和软件包。随后,通过一系列完全饱和状态下的验证算例,如经典的一维传热方程解析解、被广泛应用的二维基准测试算例和室内土柱冻结实验等,对已构建的模型进行了系统的检验。模型模拟结果与解析解、基准算例的结果以及实验数据相比,均有较好的一致性,表明该模型较为准确且高效地模拟了寒区土壤在完全饱和状态下的水分运移和传热过程,尤其能够精细刻画冻土水-冰相态变化等关键过程,有望成为研究寒区土壤水文过程的有力工具。
土壤水文过程(水分运移和传热)及其对气候变化的响应是寒区水文学的前沿问题。然而,冻土的存在使得寒区土壤水文过程变得极其复杂。此外,寒区自然环境恶劣,较难获取长时间序列和高分辨率的野外观测资料。近年来,充分利用已有的观测数据,构建寒区土壤水热耦合模型,并开展相应的数值模拟研究,已成为理解寒区土壤水文物理过程,揭示其动力学机制的重要途径。基于寒区土壤水文物理过程和计算流体力学方法,构建了高分辨率、适用于完全饱和状态下的寒区土壤水热耦合模型,且自主研发了相应的数值求解器和软件包。随后,通过一系列完全饱和状态下的验证算例,如经典的一维传热方程解析解、被广泛应用的二维基准测试算例和室内土柱冻结实验等,对已构建的模型进行了系统的检验。模型模拟结果与解析解、基准算例的结果以及实验数据相比,均有较好的一致性,表明该模型较为准确且高效地模拟了寒区土壤在完全饱和状态下的水分运移和传热过程,尤其能够精细刻画冻土水-冰相态变化等关键过程,有望成为研究寒区土壤水文过程的有力工具。
土壤水文过程(水分运移和传热)及其对气候变化的响应是寒区水文学的前沿问题。然而,冻土的存在使得寒区土壤水文过程变得极其复杂。此外,寒区自然环境恶劣,较难获取长时间序列和高分辨率的野外观测资料。近年来,充分利用已有的观测数据,构建寒区土壤水热耦合模型,并开展相应的数值模拟研究,已成为理解寒区土壤水文物理过程,揭示其动力学机制的重要途径。基于寒区土壤水文物理过程和计算流体力学方法,构建了高分辨率、适用于完全饱和状态下的寒区土壤水热耦合模型,且自主研发了相应的数值求解器和软件包。随后,通过一系列完全饱和状态下的验证算例,如经典的一维传热方程解析解、被广泛应用的二维基准测试算例和室内土柱冻结实验等,对已构建的模型进行了系统的检验。模型模拟结果与解析解、基准算例的结果以及实验数据相比,均有较好的一致性,表明该模型较为准确且高效地模拟了寒区土壤在完全饱和状态下的水分运移和传热过程,尤其能够精细刻画冻土水-冰相态变化等关键过程,有望成为研究寒区土壤水文过程的有力工具。