同一規(guī)格沙障,地形部位不同,其防護(hù)作用可能產(chǎn)生很大的差異。對(duì)PLA沙障和麥草沙障3種規(guī)格在沙丘3個(gè)部位的土壤硬度值分別進(jìn)行平均,得到土壤硬度隨沙丘不同部位而變化的趨勢(shì)(見(jiàn)下圖)。
從土壤硬度計(jì)測(cè)出的數(shù)據(jù)圖可以看出,不同處理的沙丘迎風(fēng)坡土壤硬度大于坡頂?shù)?,且顯著大于背風(fēng)坡的。PLA沙障所在沙丘3個(gè)部位硬度zui大,麥草沙障所在沙丘的次之,裸沙丘的zui小。
經(jīng)方差分析可知,PLA沙障所在沙丘迎風(fēng)坡與坡頂差異不顯著,二者與背風(fēng)坡的差異顯著(P<0.05),麥草沙障迎風(fēng)坡與背風(fēng)坡的差異顯著(P<0.05)。PLA沙障、麥草沙障及裸沙丘對(duì)應(yīng)部位的土壤硬度差異極顯著(P<0.0001)。說(shuō)明在鋪設(shè)沙障后,雖然沙丘整體的土壤硬度相對(duì)于裸沙丘而言顯著增大,但是兩種沙障所在沙丘不同部位的土壤硬度變化的總趨勢(shì)一致,均是迎風(fēng)坡的土壤硬度zui大,坡頂次之,背風(fēng)坡的zui小。
沙丘不同部位土壤硬
度存在差異主要是由于不同部位受到純凈氣流(氣流速度小于起沙風(fēng)速時(shí))及風(fēng)沙流的作用效果不同。氣流從迎風(fēng)坡經(jīng)過(guò)坡頂?shù)奖筹L(fēng)坡,其強(qiáng)度變化過(guò)程是先增大后減小。
第1種情況:純凈的氣流作用于迎風(fēng)坡時(shí),產(chǎn)生一個(gè)垂直于沙丘面的作用力,使迎風(fēng)坡面被壓實(shí);相比之下,位于坡頂?shù)纳沉J艿酱怪毕蛳碌牧^小,主要是由于二部位受到氣流的作用角度存在差異心引,故其被壓實(shí)的程度與迎風(fēng)坡不同;氣流經(jīng)過(guò)背風(fēng)坡時(shí),由于氣流強(qiáng)度減弱,背風(fēng)坡沙粒受到氣流產(chǎn)生垂直于沙表面的作用力更小,所以,造成背風(fēng)坡面壓實(shí)強(qiáng)度低。
第2種情況:風(fēng)沙流主要是通過(guò)氣流和攜帶的沙粒共同作用,其中氣流的作用與純凈氣流作用情況一致;氣流中攜帶的沙粒通過(guò)撞擊作用使沙丘表面沙粒運(yùn)動(dòng),一部分沙粒受到外來(lái)沙粒平行于沙丘表面方向的撞擊而離開(kāi)原來(lái)位置隨風(fēng)沙流運(yùn)動(dòng),一部分沙粒受到垂直于沙丘表面方向的撞擊而被砸實(shí)。并且,隨著迎風(fēng)坡到坡頂?shù)匦蔚淖兓ㄆ渌饨鐥l件不變),風(fēng)沙流攜帶的垂直沙丘表面運(yùn)動(dòng)的沙粒數(shù)相對(duì)于平行沙丘表面運(yùn)動(dòng)沙粒數(shù)逐漸減少,所以,迎風(fēng)坡的土壤硬度大于坡頂?shù)?;由于地形的變化,背風(fēng)坡的氣流強(qiáng)度減弱,攜沙能力也隨之降低,風(fēng)沙流中部分沙粒被堆積下來(lái),較松散,所以背風(fēng)坡土壤硬度小。由于PLA沙障與麥草沙障各部位沙障對(duì)平緩氣流有較強(qiáng)的阻礙作用,形成紊流,使各部位沙粒受到氣流的作用力均相應(yīng)地大于裸沙丘的,所以,兩種沙障所在沙丘土壤硬度大于裸沙丘的;但是,由于兩種沙障所在沙丘與裸沙丘整體受到的作用力相似,所以,zui后使得三者的各部位土壤硬度差異情況也相似。