[發明專利]一種監測煤場區防風網遮風效果的方法

有效

• 申請號: 201310039509.2
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103148891A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 叢曉春;杜宏斌
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術領域

本發明涉及一種防風網遮風因子、減塵效果的監測方法，尤其是一種用于測算開放式煤場區內防風網遮風效果的方法。

背景技術

防風網是常見的改善多風氣候條件的設施，其因具有防止雪地漂移、土壤侵蝕和污染物擴散等優點而被廣泛應用，目前防風網廣泛應用于沿海、干旱和寒冷地區。例如，大量散貨物料（如煤粉和礦石粉）在大型開放港區儲存和運送，這些材料暴露于風中，受風的侵蝕，造成物料的損失和嚴重的環境問題。為了減少風吹塵埃粒子在大氣中擴散，一個適用減少工廠排放的方法就是使用防風網。2009年，在河北省秦皇島港沿煤場建立了大型防風網——目前亞洲最大的圍欄工程。

使用防風網的最大優點就是在一定距離內可以降低風速，露天煤場安裝防風網的目的是為了防止煤塵污染物的擴散，然而目前對防風網的遮風效果還沒有合理的評估數據。

現有技術有待于進一步進步和發展。

發明內容

為解決現有技術中存在的缺陷，本發明提出了一種監測煤場區防風網遮風效果的方法，該方法為防風網的抑塵效果提供參考數據。

本發明技術方案如下：

一種監測煤場區防風網遮風效果的方法，所述方法包括防風網遮風因子的測定和防風網減塵效果的測定，所述防風網遮風因子的測定包括以下步驟：

a、在煤場區內選取十六個測量點，所述測量點在煤場區內分布有四排四列，并且每一排在水平方向上隔一個煤堆垛設置，每一列在垂直方向上隔一個煤堆垛設置。間隔設置測試，主要是排除相鄰煤跺之間的相互遮擋對防風網遮風效果的測量影響；且根據截面流速的測量原理，所述每個測量點均選取在煤堆垛上表面的中心處，中心點處的測量值可近似表征整個煤跺上表面的風蝕情況，而其余表面或側面都容易受到煤跺間的相互遮擋而影響測定結果。在煤場區外選取一個周圍沒有任何障礙物處，作為風速參考測點，以代表無窮遠處的上風向風速特征，所述風速參考測點設置在東防風網的東側，并且其與東防風網的水平距離為東防風網網高的25倍（即575m），與南防風網的垂直距離為南防風網網高的30倍（即690m），該距離能保證參考點的風速能不受防風網的遮蔽影響；

b、步驟a完成后，選用ZDR-1F風速風向自動記錄儀進行測量。所有風速風向自動記錄儀同時測量，風速風向自動記錄儀在沿步驟a中選取的十六個測量點和一個參考點的垂直方向上下移動測量，并且其垂直移動高度距離煤堆垛地面不得超過10m，風向風速記錄儀每10秒進行一次測量，記錄每10秒的測點風速數據用x_i來表示，每2分鐘記錄一次平均值用來表示，每天測試時間為24小時連續監測，連續測試時數為5—7天，選擇晴朗無雨天氣進行；

c、計算煤場區內的測量點速度標準偏差，按照公式其中：N為2分鐘內的測量點風速數據個數；x_i為步驟b中每10秒的測量點風速數據；為步驟a中每2分鐘記錄的平均值；

d、計算煤場區外的參考點速度標準偏差，按照公式其中：N為2分鐘內的參考點數據個數；x_i,ref為每10秒的參考點風速數據；為每2分鐘記錄的參考點的平均值；

e、按照公式計算在距離地面高度為z米時的遮風因子，其中：

R_u，z——距離地面高度為z米時的遮風因子；

U(z)——距離煤堆垛地面垂直距離為z米時測量點的平均速度，m/s；

σ(z)——距離煤堆垛地面垂直距離為z米時測量點速度標準偏差；

U_ref——參考點的平均速度，m/s；

σ_ref——參考點的速度標準偏差；

f、考慮到全年的自然風向不斷變化，不同風向變化對遮風因子的影響，提出全年平均遮風因子的計算公式：

其中：ζ——年平均遮風因子；

f_i——全年8個風向的各自頻率分布；

——監測期間內，各風向下遮風因子的平均值；