Библиографическое описание:

Здорнов И. А., Капралов А. В. Влияние защитных лесных полос на скорость ветра и снегонакопление в зимний период 2014/15 годов в условиях Северного Казахстана // Молодой ученый. — 2015. — №24. — С. 325-328.

 

В данной работе рассмотрены вопросы влияния защитных лесных полос на скорость и распределение ветрового потока в зимний период и степень снегонакопления в приделах воздействия полос.

Ключевые слова: защитные лесные полосы, ветрозащитные свойства лесных полос, конструкции полос, скорость ветрового потока, степень снегонакопления.

 

Для степных условий Казахстана весьма важным является вопрос накопления снега и сохранения его от выдувания. По данным М. Е. Васильева и Г. Г. Ибрагимова (1965) на территории северных областей Казахстана ввиду неравномерного отложения снега и поверхностного стока ежегодно с 1 га пашни теряется 400–500 м3 воды [1]. В системе мер, обеспечивающих накопление и сохранность снега на полях, полезащитные лесные полосы трудно переоценить.

Ветроослабляющие защитные лесные полосы создают вдоль дороги в целях ослабления ветровой нагрузки на движущиеся транспортные средства, линии связи, контактную сеть, а также для эстетического оформления местности [2]. Такие насаждения выращивают на ветроударных склонах, в местах образования гололёда и т. д.

В связи с вышеизложенным, было проведено изучение снегонакопления и исследования скоростей ветрового потока в защитных лесных полосах (далее ЗЛП) вблизи автодорог.

Целью исследований являлось изучение ветрозащитных свойств лесных полос, их влияние на скорость и распределение ветрового потока, а также на степень снегонакопления. Исследования проводились на территории Мамлютского района Северо-Казахстанской области, Республики Казахстан. В качестве объекта исследования были выбраны 5 участков на автодорогах: «Трасса М51 Новосибирск-Челябинск»1 и «Трасса А21 Мамлютка-Костанай»2.

Защитные лесные полосы на территории Мамлютского района расположены на расстоянии от 22 до 41 м от дорог, в зависимости от элементов рельефа и назначения прилегающих к ним территорий. Участок 1 — полоса продуваемой конструкции. Участок 2 — полоса продуваемой конструкции. Участок 3 полоса ажурной конструкции. Участок 4 — полоса продуваемой конструкции. Участок 5 — полоса ажурной конструкции.

В исследуемых защитных лесных полосах были проведены замеры высоты снежного покрова и скорости ветрового потока в следующих точках: 1* — у дороги (бровка кювета); 2* — перед полосой, на равноудаленном расстоянии от дороги и ЗЛП; 3* — в полосе (замеры проводились в центре, независимо от количества рядов и конструкции ЗЛП); 4* — за полосой на расстоянии 10 м; 5* — 50 м за полосой.

Замеры скорости ветра в каждой точке проводились с такой периодичностью, чтобы наиболее точно зафиксировать каждый последующий порыв ветра. Замеры проводились ручным электронным анемометром АРЭ. Высота замеров для каждой точки была равна 2 м от уровня почвы (грунта).

Полученные нами результаты свидетельствуют, что ветровой поток существенно снизил свою скорость после преодоления ЗЛП. Изменение скорости ветрового потока в защитных лесных полосах различных конструкций графически представлено на рисунках 1,2.

Снегонакопление графически представлено на рисунках 3,4. Величина снежных заносов и их повторяемость зависят от количества выпадающего снега и ветрового режима территории. Полученные результаты по характеристике снежного покрова приведены в таблице 1.

 

Таблица 1

Характеристика снежного покрова

Точки замеров / проб

Участок 1

Участок 2

Участок 3

Участок 4

Участок 5

Высота снежного покрова, см

1*

83

71

62

61

62

2*

125

60

96

91

90

3*

52

55

45

54

65

4*

30

57

113

58

84

5*

50

54

54

51

48

Плотность снежного покрова, кг/м3

2*

252,5

212,5

250,5

332,6

120,9

3*

258,0

225,8

235,2

184,5

217,9

4*

275,2

211,7

238,5

191,1

228,5

Запас снега, кг/м2

2*

315,6

127,5

240,5

302,7

108,8

3*

134,2

124,2

105,8

99,6

141,6

4*

82,6

120,7

269,5

110,8

191,9

 

Рис. 1. Изменение скорости ветрового потока на участках 1,4

 

Рис. 2. Изменение скорости ветрового потока на участках 2,3,5

 

Рис. 3. Снегонакопление в лесополосах на участках 1,4

 

Рис. 4. Снегонакопление в лесополосах на участках 2,3,5

 

Примечание к рисунку 1, 3: Преобладающее направление ветров в зимний период (по данным gismeteo.kz) юго-западное (http://st7.gisstatic.ru/static/diary/img/w5.gif Ю-З). Точка «3» проходит по центру ЗЛП, слева от точки «1» находится автодорога.

Примечание к рисунку 2, 4: точка «3» проходит по центру ЗЛП, слева от точки «1» находится автодорога.

По данным таблицы 1 видно, что отложение снегового покрова на разных участках исследования неравномерное.

По графикам снегонакопления (рис. 3,4) видно, что наибольшая величина снегоотложений наблюдается за полосой (точка 4*) и перед полосой (точка 2*). Полосы продуваемой конструкции накапливали снег только перед полосой, а полосы ажурной конструкции накапливали снег перед полосой и за ней. Следует также отметить, что точка 2 проходит по кювету автодороги, где накапливается большее количество снега. Стоит отметить тот факт, что защитные лесные полосы на участках 2,3,5 находятся напротив ЗЛП, расположенных с другой стороны автодороги, что напрямую влияет на силу и скорость ветрового потока.

Заключение. Наши исследования показали, что защитные лесные полосы различных конструкций по-разному влияют на изменение скорости ветрового потока и снегонакопление. Эффективность полос различных конструкций, или так называемая ветрозащита, меняется в зависимости от степени ажурности и скорости ветра, как это видно на графиках, рисунок 1,2. Если скорость ветра в открытом поле по данным gismeteo.kz составляла от 15 до 20 м/с, то в приделах придорожных полос она была зафиксирована в диапазоне от 2,8 до 11,2 м/с. В конкретных условиях все конструкции ЗЛП значительно снижают скорость ветрового потока. На самой дороге полосы значительно снизили скорость ветра в зависимости от конструкции в 2–3 раза [3]. При переносе снежных масс ветровым потоком, уменьшение скорости ветра в приделах защитных лесных полос, является фактором, способствующим дополнительному накоплению снега.

Выводы. Полосы продуваемой и ажурной конструкции оказали существенное влияние на накопление снежного покрова (в приделах полос) и снижение скорости ветровой нагрузки на автодорогу. Основная масса снега была задержана перед полосами и за ними. Известно, что все исследуемые участки прилегают к сельскохозяйственным полям, из этого следует, что накопленный защитными лесными полосами в течение зимнего периода (под влиянием ветрового режима) снег благотворно влияет на микроклимат прилегающей территории.

 

Литература:

 

  1. Васильев М. Е., Ибрагимов Г. Г. Особенности защитного лесоразведения в Целинном крае. М., 1965. — 172 с.
  2. Защитное лесоразведение в СССР / Под ред. Е. С. Павловского. — М.: Агропромиздат, 1986. — 263 с.
  3. Здорнов И. А., Капралов А. В. Влияние защитных лесных полос вдоль автодорог на изменение скорости ветрового потока в условиях Северного Казахстана // Отечественная наука в эпоху изменений: постулаты прошлого и теории нового времени. 2015. № 4(9) ч.5. С. 161–165.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle