بررسی نقش آرایش تخلخل بادشکن غیرزنده در تغییر رفتار جریان باد

نویسندگان

دانشگاه یزد

10.22052/6.16.49

چکیده

فرسایش بادی یکی از جنبه‌های بیابان‌زایی و تخریب اراضی در مناطق خشک است. وقوع وزش بادهای با سرعت زیاد علاوه‌بر کاهش حاصلخیزی خاک، سبب ایجاد خسارت به تأسیسات مستقر در این مناطق می‌شود. احداث بادشکن‌های غیرزنده با شاخه‌های درختان و درختچه‌ها و الوار و همچنین مصالح ساختمانی یکی از شیوه‌های رایج در کاهش خسارت‌ها است. با توجه به وقوع خشکسالی در سال‌های اخیر و لزوم افزایش استفادۀ بهینه از آب موجود در بخش کشاوزی، استفاده از بادشکن‌های غیرزنده مناسب‌تر به‌نظر می‌رسد. به‌منظور بررسی تأثیر انواع الگوهای متداول آجرچینی مشبک در میزان حفاظت بادشکن‌ها از نقاط در پشت خود، یک بررسی آزمایشگاهی در تونل باد انجام شد. بدین منظور پنج الگوی آجرچینی مشبک با تراکم‌های مختلف به‌همراه شاهد با تراکم 100 درصد در قالب بلوک کامل تصادفی با چهار تکرار، موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزایش تخلخل در بادشکن، ضمن کاهش سرعت باد و حفظ منطقۀ موردحفاظت، خطوط جریان به‌شکل موازی درآمده و جریان‌های پیچشی در آن‌ها مشاهده نمی‌شود. درصورتی‌که با کاهش تخلخل، در خطوط جریان باد جریان پیچشی به‌وجود آمده و موجب کاهش حفاظت از منطقۀ موردنظر می‌شود. نتایج همچنین نشان داد که احداث بادشکن با ارتفاعی کمتر از ارتفاع سازۀ موردحفاظت (مانند گلخانه)، به‌خصوص در بادشکن‌های با تراکم زیاد، نه‌تنها سازه در برابر وزش باد حفظ نمی‌شود، بلکه با شکل‌گیری جریانی با سرعت بیشتر در روی بادشکن و جریان‌های پیچشی در پشت آن، خسارت‌ها افزایش می‌یابد. ازاین‌رو توجه به ایجاد تراکم بهینه با کاربرد الگوهای آجرچینی مشبک مناسب، در احداث بادشکن‌های غیرزندۀ آجری حائز اهمیت است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of abiotic windbreak porosity patterns on change of air flow

نویسندگان [English]

  • Ali Mohammad Ghaeminia
  • Mohammad Ali Hakimzadeh
چکیده [English]

Due to the drought in recent years and the need to increase the efficient use of water in agriculture, the abiotic windbreak appears to be more suitable than biotic. In order to investigate the effects of lattice brick patterns in protection of the windbreak on the back, an experimental study was carried out in a wind tunnel. For this purpose, five lattice brick patterns with different densities, with density of 100% for the control in a randomized complete block design with four replications were studied. The results revealed that with increasing porosity in the windbreaks, while reducing wind speed and keeping the area protected; flow lines become parallel and vortex currents are not observed. While with reduced porosity, the wind streamlines the flow and becomes turbulent and reduces protection in the desired area. Also, results showed that the construction of windbreaks with a height less than the height of the protection structures (like a greenhouse), especially in high-density windbreaks, not only protect against winds not retained, but also with the formation of more rapid and vortex flows behind the windbreaks, the damage increases. Thus, attention to create optimum density with the use of appropriate lattice patterns is important in establishing abiotic brick windbreaks.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wind erosion
  • Density of windbreak
  • brick
  • Wind tunnel
  • Combat to desertification
1. Amiri, I., 1999. Evaluation of different windbreaks on wind speed changes in Jiroft and Kahnooj. M.Sc. thesis, Faculty of Natural Resources, University of Zabol (in Farsi). 2. Amiri, I., Taei, J., Ekhtesasi, M. R., Shahryari, A. R., 2012. Turbulent Velocity Fluctuations as Affected by Biotic and Abiotic Windbreaks under Field Conditions, Greener Journal of Physical Sciences, Vol. 2 (4), 141-147 (in Farsi). 3. Amrollahi, H. & Mofidifar, M., 2005. Wind erosion and dust storms social and economic reviews in the region of Bam Narmanshir. First national conference of wind erosion and dust storm, 16-17 Feb, Yazd University (in Farsi). 4. Arazi, A., 2011. The effect of agroforestry (windbreaks of trees) on wheat yield in arid areas (Case study: Ardakan). M.Sc. thesis, Faculty of Natural Resources, Yazd University (in Farsi). 5. Arazi, A., Emtahani, M. H., Ekhtesasi, M. R. & Sodaeezadeh, H., 2013. Effect of Tamarix aphylla as tree windbreak on salinity soil agriculture lands in dry region (case study: Ardakan). Watershed Management Research (Pajouhesh & Sazandegi), 99, 53-59 (in Farsi). 6. Claugh, H. A., 1998. Effects of windbreak on airflow, microclimates and crop yields, Agroforestry system, 41: 55-84. 7. Cornelis, W. M., Gabriels, D. and Lauwaerts, T., 1997. Simulation of windbreak for wind erosion control in a wind tunnel, M.Sc., www.ksu.edu/ symposium/ proceeding weru. 8. Foereid, B., BRO, R., Ogensen, V. O., Porter, J. R., 2002. Effects of windbreak strips of willow coppice- modeling and field experiment on barley in Denmark, Ecosystem and Environment, 93: 25-32. 9. Forests, Range and Watershed management organization of Iran, 2004. National Action Plan desertification and mitigate the effects of drought Islamic Republic of Iran. Puneh press, Tehran, 55 pp (in Farsi). 10. Geist, H. J., 2005. The Causes and Progression of Desertification. Ashgate, Burlington. 11. Gliessman, S., 2004. Agroecology. Nasiri mahallati, M. Rezvani, P. & Beheshti, A., Mashhad, ferdowsi university of mashhad. 12. Khoshhal, J., Vali, A. A. & Poorkhosrovani, M., 2013. Investigation of windbreak role on wheat crop properties in mohammad abad of Isfahan, Geography and Management, 16 (42): 139-153 (in Farsi). 13. Klein, L., 2002. Portable Windbreak Fences, Alberta, Saskatchewan Agriculture and Food, Canada. 14. Ladenburger, C. G., Hild, A. L., Kazmer, L. C., Munn, L. C., 2005. Soil salinity patterns in tamarix invasions in the Bighornbasin, Wyoming and USA, Arid Environment, 65: 111-128. 15. Mostafavi, S. M., Yazdanpanah, H. & Paraned khuzani, A., 2005. The trend of wind erosion by using climate data. First national conference of wind erosion and dust storm, 16-17 Feb, Yazd University (in Farsi). 16. Refahi, H. G., 1999. Wind erosion and conservation. Tehran, Tehran university press (in Farsi). 17. Shao, Y.P., 2001. Physics and Modelling of Wind Erosion. Springer, Netherlands.