本研究以内蒙古自治区乌海市境内沙区太阳能光伏电场为研究对象,通过野外观测和室内风洞模拟试验,对光伏电站内多点风速、风沙流结构、地表土壤机械组成进行同步观测,从而对电站内气固两相流及地表土壤粒径分布规律进行分析,并以此为基础通过模拟试验探究风场变化及电站配置参数变化对风沙流场分布的分异机制,掌握环境因素对太阳能光伏电站的反馈机制,为光伏电站免遭风沙危害提供理论依据。主要结果如下:(1)光伏电板不同位置风速表现为:电板前沿及后沿处风速随着高度的增加呈“S”型变化趋势,电板下方风速呈先增大后减小趋;电板前沿、后沿及电板下方输沙量均随着高度的增加呈降低趋势,各观测位置输沙量随高度变化最佳拟合方程均为多项式,R2均大于0.86。电板前、后沿及下方风沙流结构特征值均大于1,地表表现为风蚀状态,即电场内部的风沙防治工作重点为电板下方区域;电板前沿处土壤机械组成呈先粗粒化后细粒化变化趋势,电板后沿及电板下方土壤机械组成较对照观测点呈现极细沙及细沙体积百分含量增加、中沙及粗沙体积百分含量减少趋势。(2)电场行道不同位置各观测样线风速均随着高度的增加呈“J”型变化趋势。过境风进入光伏阵列后,风速呈持续降低趋势,距离地表250cm高度处电场下风向风速较对照观测点降低了 61.20%,光伏阵列的布设对风速起到了明显降低作用,光伏电板的布设是影响电场阵列内不同位置风速发生变异的主要原因;电场行道处各观测点的风沙流结构特征值均小于1,风沙流为饱和状态,地表表现为堆积;电场上风向边缘区域与电场内部风沙流格局不同,输沙量随风沙流的深入呈.逐渐降低趋势,最高降幅达93.42%,说明光伏阵列的设置对场区风沙输移有控制作用。从电场整体来看,控制光伏电站上风向边缘处的风沙活动对光伏电站的风沙防治工作至关重要;光伏阵列由西向东土壤呈先粗粒化后细粒化趋势,极细沙和粗沙两种粒级在电场阵列尺度上变化幅度较大。各粒级土壤颗粒变程范围为7.53-25.58m,且具有较好的连续性,即架设光伏电板与电场阵列内土壤粒级的分布变异情况具有密切关系。(3)对不同季节光伏电场过境风的影响模拟分析结果显示,电站阵列下风向观测点风速平均降幅为夏季>冬季>秋季>春季。说明沙区夏季和冬季不仅平均风速小,且过境风经过光伏阵列后风速下降幅度较大。春、秋季节不仅风速高且过境风经过阵列后风速下降幅度较小。综上所述,春、秋季节是控制沙区光伏电站风沙输移的重点时期。(4)风场及光伏电场配置对风沙输移模拟试验结果显示,在0-50cm集沙高度范围内,随着风速的增加光伏阵列模型的输沙量增大;当风速一定时,南风条件下阵列输沙量最高,分别较西北风和东北风高出65.41%和70.23%;风洞内等比例缩小模型阵列行距为20 cm时输沙量最高,较18cm和22cm分别高出74.42%和58.49%;在光伏阵列上风向设置麦草沙障较无沙障光伏阵列可以减小66.67%。说明在光伏电站迎风边缘布设沙障可以有效减少光伏阵列风沙输移,为沙区光伏电站的防沙工作起到重要作用。