稳定风速和阵风交错作用下的林木风倒分析.pdf

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1、浙江农林大学学报，2014，31(4)：604—610JournalofZhejiangA&FUniversitydoi：lO．11833~．issn．2095—0756．2014．04．017稳定风速和阵风交错作用下的林木风倒分析贾杰(东北林业大学土木工程学院，黑龙江哈尔滨150040)摘要：风倒是形成林隙的主要原因，是发生频率较高、波及范围较广、造成损失较严重的一种自然灾害。因此，研究风倒具有重要的理论和实践意义。针对相关理论模型的不足，利用动力学理论建立了林木风倒的非线性动态模型，分别从稳定风速作用_和阵风作用2个方面对

2、林木的风倒机理进行了研究，通过严格的数学推导获得了林木发生风倒的判断条件。结果表明：稳定风速和阵风作用下林木发生风倒的条件不同，且互为补充。基于理论分析，以西加云杉easitchensis为例进行数值计算，得到了风倒的标准风速值，研究结果可以应用到其他树种的风倒问题中。同时，稳定风速和阵风交错作用下发生风倒的标准风速值与还与风荷载的作用时间有关。研究结果为后续的理论研究和工程应用提供了指导。图7参18关键词：森林生态学；动力学模型；风倒；西加云杉；风速标准值；紊流强度中图分类号：$718．5；$727．2文献标志码：A文章编号

3、：2095．0756(2014)04—0604．07TreewindthrowwithstablewindsandgustsJIAJie(CollegeofCivilEngineering，NortheastForestryUniversity，Harbin150040，Heilongjiang，China)Abstract：Amajorreasonforgapsinforestsiswindthrow，whichisakindofnaturaldisasterwithhighfre—quency，broadcopeandmu

4、chwastagemakingitveryimportanttounderstandthetheoreticalandpracticalas—pectsofwindthrow．Inthisstudy，anonlineardynamicmodelofwindthrowwasestablishedusingdynamics‘the-orytoimprovetheshortcomingsoftherelatedtheoreticalmode1．ThewindthrowmechanismforPiceasitchensiswasstu

5、diedfromtwoaspects：stablewindsandgusts．Thejudgmentconditionsoftreewindthrowwereobtainedthroughstrictmathematicaldeductions．Resultsshowedthatwindthrowconditionwithstablewindsandgustswasdifferent，whicharecomplementaryeachother．Also，thestandardwindspeedvaluewasrelatedt

6、oactionwindloadtimefortheinteractionbetweenstablewindsandgusts．Theseresearchresultscouldbeappliedtowindthrowproblemsofotherspeciesandcouldprovideguidanceforsubsequenttheoreticalresearchandengi—neeringapplications．[Ch，7fig．18ref．]Keywords：forestecology；dynamicsmodel；

7、windthrow；Piceasitchensis；standardwindvalue；turbulencein—tensity在众多自然灾害中，风荷载作用所引起的林木风倒是最常见一种，同时风倒也是形成林隙的主要原因，逐渐成为森林生态的一个扰动因子。风倒现象主要表现为干折、根折、连根拔起等3种方式。全世界每年非灾害性风倒造成的木材减产在15％以上]。近年来，人类对自然环境的破坏日益严重，导致全球气候环境的急剧变化，风倒引发的森林破坏频繁发生。因此，展开树木风倒机制的相关研究日益受到科学研究人员的重视，研究结果对于森林生态系统和

8、木材生产的理论研究和生产实践都有极其重要的意义。迄今为止，国内外很多专家学者开展了林木风倒机制方面的研究，并取得了丰富的研究成果。其收稿日期：2013．11-29；修回日期：2014．02．27基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12513033)作者简介：贾杰，讲师，