БиогенныеРастительность - наиболее легко поддающийся воздействию человека фактор ветровой эрозии почв. Влияние собственно растений на ветровую эрозию весьма многообразно, но в большинстве случаев положительно, а влияние технологии возделывания многих культур зачастую является отрицательным и должно анализироваться в ряду антропогенных факторов ветровой эрозии почв.
При взаимодействии с растением структура воздушного потока изменяется: увеличивается интенсивность турбулентности и уменьшается средняя скорость. Снижение скорости ветра наблюдается не только в подветренной зоне, но и в наветренной. Итак, вокруг одиночного растения, обтекаемого воздушным потоком, образуется зона, в которой скорость ветра снижена по сравнению со скоростью в набегающем потоке. Полезной частью этой зоны будет та, в которой скорость будет меньше, чем критическая для данной почвы. Ее можно назвать защитной зоной. Если растения расположить на поле так, что их защитные зоны займут всю поверхность поля, оно будет полностью защищено от выдувания.
Лесополоса, расположенная на участке DE, служит препятствием ветру. При взаимодействии с лесополосой воздушный поток сильно изменяется. Степень изменения воздушного потока зависит от скорости и других характеристик невозмущенного потока, от характеристик лесополосы (высоты, ветропроницаемости и формы поперечного профиля) и от шероховатости поверхности почвы на участке EF.
Комментарий к рисунку: (чтобы знать, что за буквы на нем) «При движении воздушного потока вдоль линии ABCDEF, пересекающей участки поверхности с разной шероховатостью, характеристики потока изменяются в зависимости от шероховатости. В области потока BKLC, формирующейся под влиянием новой поверхности ВС, характеризующейся параметром шероховатости Z02, можно выделить слой BCL, полностью приспособившийся к условиями новой шероховатости. Слой BKLC, называемый внутренним пограничным слоем, следует рассматривать как слой, возмущенный относительно начального состояния. В данном случае начальное состояние потока сформировалось под влиянием участка АВ, характеризуемого параметром шероховатости Zoy. Толщина поверхностного слоя, полностью приспособившегося к новой шероховатости, составляет около 10% от толщины внутреннего пограничного слоя. В пределах слоя, приспособившегося к новой шероховатости на участке ВС, вертикальный профиль продольной средней скорости описывается логарифмической зависимостью с параметром шероховатости Z02. В невозмущенном потоке (выше линии АВКР) он описывается той же зависимостью с параметром шероховатости zoi.»
Взаимодействие потока с лесополосой осуществляется в процессе огибания одной частью потока лесополосы сверху и сбоку и прохождения другой части сквозь лесополосу. При этом за лесополосой образуется область потока, характеристики которой зависят от условий взаимодействия потока с лесополосой. В этой области под влиянием шероховатости участка EF формируется новый внутренний пограничный слой EFN, в пределах которого в свою очередь формируется слой EFM, полностью уравновешенный с поверхностью EF, характеризуемой параметром шероховатости –Z03. Характеристики потока в слое FEDCLKP зависят от конструкции лесополосы. Важнейшей характеристикой лесополосы является ее высота. Чем больше высота, тем больше эффективное расстояние. Другим важнейшим свойством лесополосы является ее проницаемость для воздушного потока: чем более проницаема лесополоса, тем большую долю воздушного потока она пропускает сквозь себя и тем меньшую долю отклоняет вверх и в сторону.
!!! Если полоса плотная, то характер ее обтекания потоком близок к характеру поперечного обтекания уступа на твердой поверхности, обращенного навстречу потоку. При обтекании такого уступа, образуется зона торможения потока. Из этой зоны вниз отклоняется струя, которая образует вихрь с горизонтальной продольной осью. Над уступом также образуется зона с вихрем. Эти вихри периодически отрываются от уступа и уносятся потоком, образуя вихревые дорожки в подветренной зоне потока. Ширина полезащитной полосы оказывает влияние на продуваемость и, следовательно, на ее эффективность. Начиная с некоторой величины (8-10 м), ширина лесополосы не оказывает непосредственного влияния на величину эффективного расстояния, поэтому полосы можно делать узкими, добиваясь оптимальной проницаемости.
Мерой эффективности лесополос в агролесомелиорации служит снижение скорости ветра в защитной зоне не менее, чем на 10%. Применительно к оценке противодефляционной эффективности одиночных лесополос этого критерия недостаточно. Целесообразно использовать расстояние от лесополосы, на котором скорость ветра не превышает допустимую величину => при оценке эффективности одиночной лесополосы необходимо определить дополнительный фактор - критическую для почвы скорость ветра, которая в свою очередь является основой для определения допустимой скорости. При оценке противодефляционной эффективности системы лесополос необходимо учитывать еще один фактор- способность лесополосы фильтровать воздушный поток и тем самым предотвращать возникновение лавинного эффекта.
|
