不同配置乔灌混交林防风效益的风洞试验
发布时间：2021-08-17 17:44
防护林对减轻风沙灾害,改善和恢复干旱区生态环境意义重大。为优化干旱区防护林配置,该研究以旱柳、梭梭和油蒿为研究对象,设计A型（高密度）、B型（中密度）、C型（低密度）3类乔灌混交林模型,每类林带依据林龄（5、10和20a）设计3种高度,共9种乔灌混交林模型。在12m/s风速条件下进行风洞试验,分析不同配置乔灌混交林的风速频数、风速流场、有效防护面积。结果表明:不同配置的乔灌混交林背风面风速流场差异显著,等密度林带高度增加,带后相同位置的风速减小、气流越平稳,树龄5 a的中密度和低密度林带风速分别集中在7.2～7.6、7.5～8.5 m/s,树龄20 a的中密度和低密度林带风速分别集中分布在4～5、4.5～5 m/s;树龄10 a的中密度和低密度带后最大风速与高密度林带相似,但最小风速分别为高密度林带的5.88、7.27倍,说明高密度林带降低风速作用明显,但风速随着林带距离的增加恢复迅速;不同密度林带的防风效能最佳区随带高的增加而向后移动,林带高度增加,林带密度优势减弱。因此,中高林龄的中密度乔灌混交林生态效益、经济效益最优。
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
乔灌混交林模型图
由于3类乔灌混交林带宽度不同，为使各类林带带后位置统一，试验时将9种乔灌混交林带迎风面第10行布设在相同位置。风速观测从林带后10 cm起，平面测点的布设规格为10 cm?5 cm，测量高度为2 cm,99个测点均不受边界层影响，对照风速为各观测点空风洞下的风速，详见图2。1.4 数据处理
不同配置乔灌混交林的带后风速流场分布如图4所示，等密度林带中，林带越高，其带后相同位置的风速越小、气流越平稳。高密度林带A2、A3风速变化趋势相同，均形成了相对整齐、与林带走向平行的风速等值线图，且A3带后风速整体小于A2，但A2林带背风面林缘处风速比树龄20 a的A3小1.33 m/s，说明高林带A3使得气流在背风林缘处被迫爬升；低密度林带中，树龄5 a林带C1气流变化最剧烈，带后40～60 cm间出现多个涡流加速区，随林带高度增加，带后湍流减少，但树龄20 a的C3林带带后0～10 cm间风速加速明显，其原因在于气流穿过混交林带时被切割阻挡，一部分气流被迫从林带间穿过，形成的狭管气流流速不断增加[29]。等高林带中，高密度的A型林带带后气流运动更平稳，削减风力能力更强，但风速恢复迅速，A1林带在带后0～50 cm内风速明显小于B1、C1，但在带后110 cm处风速值与B1、C1相当；林带高度有限时，林带密度是影响林带防风效能的重要因子，适当增加林带密度，能提高林带的防风效果，树龄10 a的中密度B2林带平均风速与树龄5 a的高密度A1林带平均风速相当；林带高度增加，林带密度优势减弱，带高对林带防风效能的作用增加，树龄20 a的低密度C3林带带后平均风速远小于树龄10 a的中、高密度林带A2、C2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]硬质地HDPE沙障防风效益的风洞试验[J]. 张帅,丁国栋,高广磊,孙桂丽,赵媛媛,于明含,丛智杰,包岩峰. 北京林业大学学报. 2020(03)
[2]农林复合系统的水土保持效益[J]. 邹鑫,朱习爱,陈春峰,刘文杰. 云南大学学报(自然科学版). 2020(02)
[3]绿洲农田防护林单株新疆杨生物量及其根冠比变化[J]. 赵英铭,刘明虎,周全来,包岩峰,程一本,李艳丽,杨文斌. 中国水土保持科学. 2020(01)
[4]冀北坝上地区3种人工灌木林地防风蚀效果的比较[J]. 杨越,吴才武,武智勇,杨依天,韩永娇,张月丛. 水土保持学报. 2020(01)
[5]人工固沙措施对沙丘沉积物特征及土壤养分的影响[J]. 刘铮瑶,董治宝,赵杰,李露露,肖巍强. 生态学报. 2020(04)
[6]梭梭（Haloxylon anmodendron）林带防风效果的风洞试验[J]. 厉静文,包岩峰,郭浩,刘明虎,辛智鸣,刘朋飞. 中国沙漠. 2020(03)
[7]梭梭不同密度与配置固沙效果风洞模拟试验[J]. 徐高兴,徐先英,王立,付贵全,赵鹏,丁爱强. 干旱区资源与环境. 2019(09)
[8]防风固沙林研究进展[J]. 厉静文,刘明虎,郭浩,包岩峰,辛智鸣,刘朋飞. 世界林业研究. 2019(05)
[9]不同结构林带防风效能风洞模拟[J]. 李晓烨,王克俭,谷建才,刘启国,崔严. 中国沙漠. 2019(06)
[10]旱柳枝条叶绿体光化学特征的径向异质性[J]. 刘俊祥,于永畅,郎蓬蓬,孙振元. 林业科学. 2019(03)
博士论文
[1]沙障防护效果的气动试验研究[D]. 张帅.北京林业大学 2019
[2]基于流场分析的绿洲防护林防风效果研究[D]. 包岩峰.北京林业大学 2015
本文编号：3348208
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
乔灌混交林模型图
由于3类乔灌混交林带宽度不同，为使各类林带带后位置统一，试验时将9种乔灌混交林带迎风面第10行布设在相同位置。风速观测从林带后10 cm起，平面测点的布设规格为10 cm?5 cm，测量高度为2 cm,99个测点均不受边界层影响，对照风速为各观测点空风洞下的风速，详见图2。1.4 数据处理
不同配置乔灌混交林的带后风速流场分布如图4所示，等密度林带中，林带越高，其带后相同位置的风速越小、气流越平稳。高密度林带A2、A3风速变化趋势相同，均形成了相对整齐、与林带走向平行的风速等值线图，且A3带后风速整体小于A2，但A2林带背风面林缘处风速比树龄20 a的A3小1.33 m/s，说明高林带A3使得气流在背风林缘处被迫爬升；低密度林带中，树龄5 a林带C1气流变化最剧烈，带后40～60 cm间出现多个涡流加速区，随林带高度增加，带后湍流减少，但树龄20 a的C3林带带后0～10 cm间风速加速明显，其原因在于气流穿过混交林带时被切割阻挡，一部分气流被迫从林带间穿过，形成的狭管气流流速不断增加[29]。等高林带中，高密度的A型林带带后气流运动更平稳，削减风力能力更强，但风速恢复迅速，A1林带在带后0～50 cm内风速明显小于B1、C1，但在带后110 cm处风速值与B1、C1相当；林带高度有限时，林带密度是影响林带防风效能的重要因子，适当增加林带密度，能提高林带的防风效果，树龄10 a的中密度B2林带平均风速与树龄5 a的高密度A1林带平均风速相当；林带高度增加，林带密度优势减弱，带高对林带防风效能的作用增加，树龄20 a的低密度C3林带带后平均风速远小于树龄10 a的中、高密度林带A2、C2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]硬质地HDPE沙障防风效益的风洞试验[J]. 张帅,丁国栋,高广磊,孙桂丽,赵媛媛,于明含,丛智杰,包岩峰. 北京林业大学学报. 2020(03)
[2]农林复合系统的水土保持效益[J]. 邹鑫,朱习爱,陈春峰,刘文杰. 云南大学学报(自然科学版). 2020(02)
[3]绿洲农田防护林单株新疆杨生物量及其根冠比变化[J]. 赵英铭,刘明虎,周全来,包岩峰,程一本,李艳丽,杨文斌. 中国水土保持科学. 2020(01)
[4]冀北坝上地区3种人工灌木林地防风蚀效果的比较[J]. 杨越,吴才武,武智勇,杨依天,韩永娇,张月丛. 水土保持学报. 2020(01)
[5]人工固沙措施对沙丘沉积物特征及土壤养分的影响[J]. 刘铮瑶,董治宝,赵杰,李露露,肖巍强. 生态学报. 2020(04)
[6]梭梭（Haloxylon anmodendron）林带防风效果的风洞试验[J]. 厉静文,包岩峰,郭浩,刘明虎,辛智鸣,刘朋飞. 中国沙漠. 2020(03)
[7]梭梭不同密度与配置固沙效果风洞模拟试验[J]. 徐高兴,徐先英,王立,付贵全,赵鹏,丁爱强. 干旱区资源与环境. 2019(09)
[8]防风固沙林研究进展[J]. 厉静文,刘明虎,郭浩,包岩峰,辛智鸣,刘朋飞. 世界林业研究. 2019(05)
[9]不同结构林带防风效能风洞模拟[J]. 李晓烨,王克俭,谷建才,刘启国,崔严. 中国沙漠. 2019(06)
[10]旱柳枝条叶绿体光化学特征的径向异质性[J]. 刘俊祥,于永畅,郎蓬蓬,孙振元. 林业科学. 2019(03)
博士论文
[1]沙障防护效果的气动试验研究[D]. 张帅.北京林业大学 2019
[2]基于流场分析的绿洲防护林防风效果研究[D]. 包岩峰.北京林业大学 2015
本文编号：3348208
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