风洞模拟“攀援植物-围栏”复合沙障不同疏透度下的防风效果

为探索受风蚀影响围封区域的新型治理技术措施,本研究对不同疏透度(β)“攀援植物-围栏”复合沙障的防风作用进行了风洞模拟试验。分别在6、8和10 m·s^(-1)净风条件下对模型A(网围栏,β:96%~98%)与4种复合沙障[模型B(无叶期,β:59%~64%)、模型C(无叶期,β:50%~55%)、模型D(有叶期,β:40%~45%)、模型E(有叶期,β:30%~35%)]进行试验。结果表明:1)不同类型复合沙障流场结构均呈“减-增-减”的变化趋势,障体背风侧存在风影减速区,网围栏前后流场结构一致,不存在减速区。2)不同风速条件下,无叶期复合沙障(模型B、模型C)在10 m·s^(-1)风速下近地表平均防风效能最低,分别为18.55%与18.38%,有叶期复合沙障(模型D、模型E)则在6 m·s^(-1)风速下最低,分别为44.03%与45.42%,有叶期复合沙障防风效应随风速的增大而增强,无叶期复合沙障则相反。3)综合分析表明,当障体疏透度为59%~64%时便可产生防风效果,复合沙障防风效果优于网围栏,障体有叶期防风效果优于无叶期,可测范围内无叶期复合沙障防护距离为0.6H~15H(H表示障体高度,1H=15 cm),有叶期复合沙障防护距离为0H~15H,复合沙障防风效果与疏透度呈反比。因而,“攀援植物-围栏”复合沙障可以提高围封区域的防风效果,降低风力作用下的地表物质流失。