戈壁梭梭（ Haloxylon ammodendron ）防风效能风洞模拟

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2025.00074

摘要/Abstract

摘要：

分析戈壁砾石盖度与不同梭梭（Haloxylon ammodendron）配置复合作用下的防风效能，可以为戈壁地区防风固沙林建设提供理论依据。本文对不同风速作用下2种砾石盖度（6.53%和43.96%）、2种林带高度（15 cm和30 cm）结合3种林带配置模式（单行、两行、三行配置）梭梭林的流场变化规律进行了风洞模拟试验。结果表明：15 cm和30 cm高度梭梭林带的流场结构相似，均在梭梭高度范围内对气流有削减作用；同一砾石盖度下三行梭梭配置的流场风影区面积及风影区存在距离均大于单行和两行梭梭配置；砾石盖度43.69%和30 cm高度梭梭林带组合较其他组合的等风速线抬升幅度明显增加；单行、两行、三行梭梭配置防风效能在背风侧0~2倍株高处达到最大值后逐渐减小，最大平均防风效能分别为23.9%、37.85%和45.4%，梭梭高度增加林带背风侧3倍株高处防风效能出现抬升现象，从而延伸防护距离。

关键词: 戈壁, 梭梭（Haloxylon ammodendron）, 风速流场, 防风效能, 风洞模拟

Abstract:

The analysis of the windbreak efficiency under the combined effect of gobi gravel coverage and different Haloxylon ammodendron configuration can provide a theoretical basis for the construction of windbreak and sand-fixing forest in gobi area. In this paper， the wind tunnel simulation test was carried out on the flow field variation of H. ammodendron forest with two kinds of gravel coverage （6.53% and 43.96%）， two kinds of forest belt height （15 cm and 30 cm） and three kinds of forest belt configuration modes （single row， two rows and three rows） under different wind speeds. The results showed that the flow field structures of 15 cm and 30 cm height H.ammodendron forest belts were similar， both of which had a reducing effect on the airflow within the height range of H.ammodendron. Under the same gravel coverage， the wind shadow area and the distance of the wind shadow area of the flow field of the three-row H. ammodendron configuration are larger than those of the single-row and two-row H. ammodendron configurations； gravel coverage of 43.69% and 30 cm height of H. ammodendron forest belt combination than other combinations of contour wind speed line rise significantly increased； the windproof efficiency of single row， two rows and three rows of H. ammodendron configuration reached the maximum value at 0-2 times plant height on the leeward side and then gradually decreased， and the maximum average windproof efficiency was 23.9%， 37.85% and 45.4%， respectively. The height of H. ammodendron increased the windproof efficiency at 3 times plant height on the leeward side of the forest belt， which extended the protection distance.

Key words: gobi, Haloxylon ammodendron, wind speed flow field, windproof efficiency, wind tunnel simulation

中图分类号:

418.5+6

张雪, 王海兵, 廖承贤, 杨皓钦, 白云菲. 戈壁梭梭（ Haloxylon ammodendron ）防风效能风洞模拟[J]. 中国沙漠, 2026, 46(1): 242-251.

Xue Zhang, Haibing Wang, Chengxian Liao, Haoqin Yang, Yunfei Bai. Wind tunnel simulation test of gobi Haloxylon ammodendron windproof efficiency[J]. Journal of Desert Research, 2026, 46(1): 242-251.

图/表 5

图1 风洞试验段

Fig.1 Wind tunnel test section

图2 单行梭梭配置风速流场

Fig.2 Wind speed flow field of single row Haloxylon ammodendron configuration

图3 两行梭梭配置风速流场

Fig.3 Wind speed flow field of two row Haloxylon ammodendron configuration

图4 三行梭梭配置风速流场

Fig.4 Wind speed flow field of three row Haloxylon ammodendron configuration

图5 梭梭不同行带配置下防风效能注：A、B、C分别代表单行、两行、三行梭梭配置，a、b分别代表砾石盖度6.53%和砾石盖度43.96%的床面，m和n分别代表梭梭高度15 cm和30 cm

Fig.5 Wind protection efficiency of Haloxylon ammodendron with different belt configurations

参考文献 33

[1]	刘茜雅.戈壁地表沉积物组分空间异质性研究［D］.呼和浩特：内蒙古农业大学，2021.
[2]	屈建军，黄宁，拓万全，等.戈壁风沙流结构特性及其意义［J］.地球科学进展，2005，20（1）：19-23.
[3]	廖承贤.戈壁砾石床面风沙运动过程的模拟研究［D］.呼和浩特：内蒙古农业大学，2023.
[4]	刘媖心.中国沙漠植物志（第一卷）［M］.北京：科学出版社，1987：343.
[5]	徐高兴，徐先英，王立，等.梭梭不同密度与配置固沙效果风洞模拟试验［J］.干旱区资源与环境，2019，33（9）：189-195.
[6]	高利颖，王海兵，廖承贤，等.阿拉善戈壁区人工梭梭林保存率及生长状况研究［J］.干旱区资源与环境，2024，38（6）：159-165.
[7]	张克存，屈建军，俎瑞平，等.戈壁风沙流结构和风速廓线特征研究［J］.水土保持研究，2005（1）：54-55.
[8]	刘旭阳，宁文晓，王振亭.两种戈壁地表风沙流特征的野外观测［J］.干旱区研究，2020，37（4）：1087-1094.
[9]	王志强，黄晟敏，于涛，等.戈壁地表风沙运动特征的野外观测研究［J］.新疆环境保护，2010（3）：10-13.
[10]	廖承贤，王海兵，刘茜雅，等.以计算流体动力学模型（CFD）模拟的戈壁地表风沙两相流运动特征［J］.中国沙漠，2023，43（6）：71-78.
[11]	李悦，王海兵，廖承贤，等.戈壁风沙运动及其对下垫面砾石盖度影响的风洞模拟［J］.中国沙漠，2024，44（3）：194-201.
[12]	谭立海，张伟民，屈建军，等.不同砾石覆盖度戈壁床面风蚀速率定量模拟［J］.中国沙漠，2016，36（3）：581-588.
[13]	王训明，郎丽丽，花婷，等.戈壁砾石覆盖度与风蚀强度关系实验研究［J］.中国沙漠，2013，（2）：313-319.
[14]	张克存，张伟民，屈建军，等.不同砾石盖度戈壁床面动力学特征研究［J］.干旱区研究，2012，（6）：1077-1082.
[15]	张奕.乌兰布和沙区典型灌木的防风阻沙效益［D］.北京：北京林业大学，2021.
[16]	Wasson R J， Nanninga P M.Estimating wind transport of sand on vegetated surfaces［J］.Earth Surface Processes and Landforms，1986，11（5）：505-514.
[17]	Stephen A W， William G N.The protective role of sparse vegetation in wind erosion［J］.Progress in Physical Geography，1993，17（1）：50-68.
[18]	韦立伟.几种典型沙生灌木防护林防风效果研究［D］.北京：北京林业大学，2011.
[19]	Leenders K J， Boxel V H J， Sterk G.The effect of single vegetation elements on wind speed and sediment transport in the Sahelian zone of Burkina Faso［J］.Earth Surface Processes and Landforms，2007，32（10）：1454-1474.
[20]	刘虎俊.仿真固沙灌木构型参数及防风固沙效应研究［D］.兰州：甘肃农业大学，2012.
[21]	杨文斌，赵爱国，王晶莹，等.低覆盖度沙蒿群丛的水平配置结构与防风固沙效果研究［J］.中国沙漠，2006，26（1）：108-112.
[22]	高函.低覆盖度带状人工柠条林防风阻沙效应研究［D］.北京：北京林业大学，2010.
[23]	牛丹妮，马瑞，刘虎俊，等.不同种植点配置的梭梭林防风效应的风洞试验［J］.北京林业大学学报，2023，45（7）：76-87.
[24]	林晓光.不同配置模式柠条灌丛防风效果研究［D］.北京：北京林业大学，2020.
[25]	李晓烨，王克俭，谷建才，等.不同结构林带防风效能风洞模拟［J］.中国沙漠，2019，39（6）：118-125.
[26]	厉静文，包岩峰，郭浩，等.梭梭（Haloxylon anmodendron）林带防风效果的风洞试验［J］.中国沙漠，2020，40（3）：77-84.
[27]	高函，吴斌，张宇清，等.行带式配置柠条林防风效益风洞试验研究［J］.水土保持学报，2010（4）：44-47.
[28]	韦立伟，宋翻伶，丁国栋.行带式沙蒿灌丛的防风阻沙效益模拟研究［J］.安徽农业科学，2011（18）：11035-11037.
[29]	桑巴叶，阿通古丽·买买提，陈启民.不同带距防护林网及林网中不同植被防风效能的风洞模拟［J］.西北林学院学报，2022，37（3）：57-63.
[30]	刘亚兰，李磊，鲁艳，等.不同采收间隔双排油莎豆带风场结构与防风效能的模拟研究［J］.干旱区地理，2022（6）：1-12.
[31]	耿宽宏.戈壁地区铁路防沙林带的防护效应［J］.地理学报，1981（4）：435-441.
[32]	耿宽宏.玉门镇西戈壁铁路防沙林带林沿积沙及其防治试验［J］.地理研究，1985（1）：42-53.
[33]	沙地云杉（Picea mongolica）农田防护林带不同配置模式的防风效果［Z］.2016-04-06.