|
|
Исследования аэродинамических и
снегозадерживающих свойств лесных пород различных категорий и их сочетаний в
натурных условиях и аэродинамической трубе по единой программе проведены
лабораторией защитных лесонасаждений ВНИИ железнодорожного транспорта и
научно-ис- следовательской лабораторией по борьбе с заносами и лавинами
Новосибирского института инженеров железнодорожного транспорта. Они позволили
сделать выводы, широко использующиеся в практике. Наибольшими
ветроослабляющими свойствами в приземном слое атмосферы обладают кустарники.
Отдельно стоящий сомкнутый ряд кустарника снижает скорость ветра на высоте 1 м от земли на 35—50%. Для задержания метелевого снега внутри насаждения достаточно в каждой лесной
полосе иметь один-два ряда кустарника. Особенно сильное воздействие на
ветровой поток оказывают наветренные кустарниковые опушки полевых лесополос.
В них скорость ветра снижается на 60—70% и более. Значительно ослабляют
скорость ветра деревья сопутствующих пород. Отдельно стоящий сомкнутый ряд из
них снижает скорость ветра на высоте 1 м на 26—36%. Меньше всего снижают скорость ветра рых- локронные деревья главных пород (на 10-20%).
Увеличение числа рядов древесных пород в лесополосе не
столь существенно ослабляет скорость ветра. В молодых посадках минимальные
скорости ветра на высоте 1 м за 2-рядной полосой из кустарников по сравнению
с 1-рядной оказались ниже на 10-15%, за 2-рядной полосой из сопутствующих
густоветвящихся пород по сравнению с однорядной — на 5 —10%, а за 5-рядной из
одних деревьев - на 25—30 %. Общее снижение скорости ветра на высоте 1 м за 5-рядными лесными полосами в местах наибольшего ее ослабления достигает 80%. При таком
снижении снеговетровой поток практически полностью очищается от снега.
Эффективная длина аэродинамической тени (за ее длину у снегозадерживающих
лесополос принимается та часть, на протяжении которой происходит выпадение
снега из снеговетрового потока) за снегозадерживающими лесными полосами в
начале метелевого периода равна 5—7 Я. Затем, по мере увеличения высоты и
дальности продвижения снежного вала в направлении метели, длина ее возрастает
и может достигнуть 10—15 Н. Это служит критерием для определения ширины
полевого межполосного интервала в двух и более полосных насаждениях. Лучшими
аэродинамическими и снегораспределитель- ными свойствами среди многополосных
лесонасаждений обладают системы узких полос (с количеством рядов не более
пяти), у которых полевые полосы совсем не имеют или имеют не более одного
ряда кустарника, размещенного с заветренной стороны. Наиболее существенное
снижение скорости набегающего воздушного потока происходит в полевой полосе и
особенно в наветренной ее стороне. Это положение является справедливым для
полос любых конструкций, кроме продуваемых.
Неравномерность отложения метелевого снега внутри
насаждений — характерная их черта и вместе с тем наиболее существенный
недостаток. С позиции предупреждения снеголома и лучшего водообеспечения
путевых частей насаждений наиболее желателен такой характер снегоотложения,
когда метелевый снег в течение всей зимы распределяется равномерно по всей
ширине насаждения. Теоретически такое распределение метелевого снега по всей
ширине насаждения возможно лишь при одинаковом уменьшении интенсивности
метели в период прохождения снеговетрового потока через это насаждение.
Пользуясь количественной взаимосвязью между скоростью метелевого ветра и
величиной несомого в нем снега, выражаемой (по Л. М. Мельнику, 1966)
зависимостью /' =Cv3, где i — интенсив - нссть метели и С — коэффициент
пропорциональности, выведена формула (Н. Т. Ма карычзв, 1968) })асчета хода
изменешя скорости ветра внутри насаждений: y/v – пК где п ■ порядковый
номер (считая от полевой опушки насаждения) какой-то из равноудаленных друг
от друга точек, размещенных внутри насаждения; vn - расчетная скорость ветра
в данной точке- v - полевая скорость т,етра; К — постоянная величина
уменьшения интенсивности MeTejin
Построенная по этой формуле расчет ная кривая показывает (
25), что для равномерного распределения метелевого снега по всей ширине
насаждения скорость ветра внутри неге должна затухать плавно с небольшим
снижением (всегс на 4,5 %) в полевой части юсадок, несколько более ;ильным в
среднем и очень резким в путевой. Увеличением ветропроницае чость полевой
части насаждений можно снизить высоту снежных валсв в полевой части посадок,
продвинуть часть метелевого снегз в глубь насаждения или сосредоточить его в
неопасных для деревьев и кустарников местах (например, в межполосных
интервалах). Снеголом в насаждениях в районах с выоаженной метелевой
деятельностью ветров — постоянное явление. На наиболее снегозачосимь-х
дорогах на уборку снеголома затачивается до 10% эксплуатационных средств. В
отдельные годы снеголом вызывает в насаждениях огромные разру шения.
Массовый снеголом во взрослых насаждениях обычно
отмечается при высо.е снежных отпожений более 3 м, а в молодых — при 1,5—2 м Особе шо сильными повреждения бывают в частлх насаждений, которые
попадак г в верхнюю тлеть склонов и гребень снежного зала, где в сугро бе
наблюдается неоднократное переслаивание рыхлых слоев снега с плотными или где
мощные плотные слои снега -лежат на толстых рыхлых в процессе слеживания и
при таянии рыхлых слоев происходит оседанче плстного снега вместе с вмороженными
в него ветвями деревьев и кустарников, которые ломаются при быстром 1 аянии.
Если растения попадают в ту часть снежного вала, где плотность снега выше и
различие в шк тносги слоев по вертикальному профилю обычно невелико, в силу чего
осадка снега в течение зимы или весной при таянии по профилю сугроба бывает
сравнительно равномерной и прсисхо дит не очень быстро, то они, при прочих
о"вных условиях, страдают от снеголома меньше, чем растения, находящиеся
в других «астях сугроба. По этой причине древесные и кустарник овые порода ,
располо- жалые с наветренной стороны снежного пала, подвергаются снеголому в
3—5 раз меньше, чем в заветренной. Следовательно, с точки зрении
предупреждения явления снеголома желательно, чтобы в лесонасаждениях
(особенно в полевой их части) снег откладывался с равномерной плотностью.
Этого можно достичь, если скорость снеговетрового потока будет снижаться
постепенно. При этом снег из потока не только будет выпадать в меньшем
количестве, но и формироваться более плотными слоями. Полевая полоса без
кустарников в многополосных насаждениях будет целиком попадать в наветренный
склон снежного вала, а его гребень и заветренный склон, разместятся в
межполосном интервале, где нет деревьев.
Лесные насаждения вдоль дорог обычно создают в виде
смешанных насаждений. Рекомендуемый для них ассортимент лесных пород почти не
отличается от применяемого при полезащитном лесоразведении. Наибольшую
ценность для лесонасаждений, создаваемых в районах с выраженной метелевой
деятельностью ветров, представляют долговечные и устойчивые древесные породы
с быстрым ростом, густым ветвлением, хорошей побегопроиз- водительностью и
устойчивостью от навалов больших масс снега: ели, дубы, ильмовые, ясени,
березы, лиственницы, гледичия, клен остролистный, акация желтая и жимолость
татарская. В состав снегозадерживающих лесонасаждений с целью ускорения их
ввода в эксплуатацию вводят быстрорастущие древесные породы. Они в них могут
выполнять либо роль главных пород, либо временных, когда в качестве главной
породы высаживаются долговечные, но медленнорастущие породы. Временные
древесные породы сохраняются в насаждении до тех пор, пока главные не
достигнут высоты, при которой смогут поглотить расчетное годовое количество
метелевого снега. Затем временные породы вырубают, а их пни сразу же
обрабатывают арборицидами с целью предупреждения появления пневой поросли. В
состав почвоукрепительных лесонасаждений вводят породы с глубокой и мощной
корневой системой, а на оползневых участках к тому же и интенсивно транспирирующие.
Защитные свойства, долговечность, успешность роста и
трудоемкость выращивания лесонасаждений во многом зависят от принятого при
проектировании типа смешения лесных пород, определяемого сочетанием в
насаждении лесных пород с различными свойствами. На железнодорожном
транспорте используются древесно-теневой, древесный, древесно-кустарниковый и
комбинированный типы смешений, однако преимущество отдается древесно
-теневому. Его применяют во всех условиях местопроизрастания, где успешно
могут расти сопутствующие теневые древесные породы. Древесно-кустарниковый и
древесный типы смешения в сочетании с отдельными кустарниковыми рядами
используют в случаях, когда к главной светолюбивой и рыхло- кронной породе
нельзя подобрать долговечного спутника из теневой древесной породы.
Размещение пород в насаждении должно обеспечивать благоприятное отложение
снега, максимальное удобство для использования средств механизации и
выращивание посадок с наименьшими затратами труда и средств. С этой целью
рекомендуется: ряды с рыхлокронными древесными породами чередовать с
густокронными или окаймлять кустарниками, размещая их только в опушках; не
опасные с точки зрения снеголома зоны в насаждениях занимать наиболее ценными
породами; дуб вводить в насаждения спаренными рядами; кустарники внутрь
лесополос не вводить, а размещать их по одному ряду с путевой стороны полос;
ширину междурядий в лесной и лесостепной зонах устанавливать не менее 3 м, в степной — 4 м, сухо- степной — 5 м и полупустынной — не менее 6 м.
|