Влияние защитных лесных полос на скорость ветра и снегонакопление в зимний период 2014/15 годов в условиях Северного Казахстана | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Сельское хозяйство

Опубликовано в Молодой учёный №24 (104) декабрь-2 2015 г.

Дата публикации: 14.12.2015

Статья просмотрена: 85 раз

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. — URL https://moluch.ru/archive/104/24262/ (дата обращения: 23.10.2018).

 

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.
Основные термины (генерируются автоматически): ветровый поток, полоса, участок, снежный покров, продуваемая конструкция, изменение скорости, ажурная конструкция, скорость, скорость ветра, зимний период.


Ключевые слова

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

Похожие статьи

Оценка влияния на скорость ветрового потока придорожных...

Полосы продуваемой конструкции: участок 2. Полосы ажурно-продуваемой конструкции: участок 4. Полосы

Основные термины (генерируются автоматически): ветровый поток, полоса, скорость ветра, участок, скорость, изменение скорости, зимний период, летний...

Целесообразность применения ветроэнергетических установок...

Слабые скорости ветра (4м/с и менее) преобладают в летнее время [3].

 возможность разместить генератор на основании ветряка, что упрощает конструкцию и повышает надежность (нет необходимости в угловой передаче, меньшая масса корпуса)

Ветроустановки с ортогональным ротором: обзор основных...

В работе [8], при постоянной скорости ветрового потока и некоторых допущениях, расчеты показали, что использование в ветроустановке решетчатых крыльев дает коэффициент неравномерности вращения равный 0,03, без внесения изменений в конструкцию.

Концентраторы потоков для ветроэнергетических установок

Несмотря на большое разнообразие конструкций обширного применения данные конструкции не приобрели. Главной проблемой их применения состоит в том, что увеличить скорость ветра более чем на 20–30 % в типичных концентраторах практически невозможно...

Исследования ветроколес с вертикальной осью вращения

Приемлемый КПД устройства обеспечивается с помощью регулирования нагрузки в зависимости от (скорости ветра или крутящего момента) и использованием пассивного магнитного подвеса, который на данный момент довольно широко применяется в подобных конструкциях [3].

Обзор основных типов ветрогенераторов и перспективы развития...

уровень шума, ротор, направление ветра, ветрогенератор, горизонтальная ось вращения, коэффициент использования ветра, Россия, ветровый поток, среднегодовая скорость ветра, альтернативная энергетика.

Методы измерения скорости потока в скважинной геофизике

Особенностью беспакерных расходомеров является его конструкция, которая обеспечивает измерение скорости потока флюида, свободно обтекающего прибор. Беспакерные расходомеры применяют для исследований высокодебитных скважин...

Метеорологические условия формирования пыльных бурь...

Но они могут возникать и зимой при неустойчивом снежном покрове и отсутствии осадков. Пыльные бури начинаются при некоторых критических значениях скорости ветра, рельефа местности и структуры почв.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Оценка влияния на скорость ветрового потока придорожных...

Полосы продуваемой конструкции: участок 2. Полосы ажурно-продуваемой конструкции: участок 4. Полосы

Основные термины (генерируются автоматически): ветровый поток, полоса, скорость ветра, участок, скорость, изменение скорости, зимний период, летний...

Целесообразность применения ветроэнергетических установок...

Слабые скорости ветра (4м/с и менее) преобладают в летнее время [3].

 возможность разместить генератор на основании ветряка, что упрощает конструкцию и повышает надежность (нет необходимости в угловой передаче, меньшая масса корпуса)

Ветроустановки с ортогональным ротором: обзор основных...

В работе [8], при постоянной скорости ветрового потока и некоторых допущениях, расчеты показали, что использование в ветроустановке решетчатых крыльев дает коэффициент неравномерности вращения равный 0,03, без внесения изменений в конструкцию.

Концентраторы потоков для ветроэнергетических установок

Несмотря на большое разнообразие конструкций обширного применения данные конструкции не приобрели. Главной проблемой их применения состоит в том, что увеличить скорость ветра более чем на 20–30 % в типичных концентраторах практически невозможно...

Исследования ветроколес с вертикальной осью вращения

Приемлемый КПД устройства обеспечивается с помощью регулирования нагрузки в зависимости от (скорости ветра или крутящего момента) и использованием пассивного магнитного подвеса, который на данный момент довольно широко применяется в подобных конструкциях [3].

Обзор основных типов ветрогенераторов и перспективы развития...

уровень шума, ротор, направление ветра, ветрогенератор, горизонтальная ось вращения, коэффициент использования ветра, Россия, ветровый поток, среднегодовая скорость ветра, альтернативная энергетика.

Методы измерения скорости потока в скважинной геофизике

Особенностью беспакерных расходомеров является его конструкция, которая обеспечивает измерение скорости потока флюида, свободно обтекающего прибор. Беспакерные расходомеры применяют для исследований высокодебитных скважин...

Метеорологические условия формирования пыльных бурь...

Но они могут возникать и зимой при неустойчивом снежном покрове и отсутствии осадков. Пыльные бури начинаются при некоторых критических значениях скорости ветра, рельефа местности и структуры почв.

Задать вопрос