前高后低型防风固沙林防风效应及其对风向的响应

作者：马彦军; 李雪琳; 马瑞^*; 张莹花; 魏林源; 张统帅

来源：水土保持通报, 2018, 38(05): 28-39.

DOI：10.13961/j.cnki.stbctb.2018.05.005

• 防护林带
• 流场结构
• 防风效能
• 风向
• 风洞试验

[目的]研究由梭梭和柠条组成的前高后低型复合林带的防风效应及其对风向的响应,为荒漠绿洲、沙漠公路、沙漠铁路等防护区人工防风固沙林的营建提供理论依据。[方法]以具有不同个体特征的梭梭和柠条为原型制作仿真植物,配置成前高后低型林带,记作AmBn型,其中,"A"代表仿真植物梭梭,"m"代表其株行距为15cm×40cm,"B"代表仿真植物柠条,"n"代表其株行距为8.5cm×25cm。将其在反方向风作用时记为BnAm型。通过风洞模拟试验,在7,10,15m/s试验风速下,对两种类型林带主要影响区的风速变化、气流加速率和防风效能进行分析。[结果](1)气流到达林带前速度整体降低,到达林带后分化为上(30cm以上)、中(5—20cm)、下(3cm以下)3个特征层,下部气流层在AmBn型和BnAm型林带后的风速恢复点分别位于23和12.5H处。(2)AmBn型林带风影区的范围大于BnAm型林带;两种林带在A,B植物区的冠层高度处各形成一个风影核心区,形成双核模式。(3)在7,10,15m/s试验风速下,AmBn型林带考察区的平均防护效能分别为34.44%,34.98%和32.51%。BnAm型林带考察区的平均防风效能分别为22.62%,19.70%和19.41%。(4)垂直方向上,林带对约1.5H高度范围以下的气流起减速作用,对此范围以上的气流起加速作用;水平方向上,AmBn型林带的防风效能在带前、带中、带后均优于BnAm型林带。[结论]林带的防风效能与两种树种沿风向出现的先后顺序有关,从防护效能和防护距离考虑,建议在防护区外围营建AmBn型林带。

• 单位
  甘肃农业大学; 甘肃省治沙研究所