*مینا*
25th November 2009, 12:08 AM
http://aftab.ir/articles/science_education/ecology/images/826d3c43bb3cdc004b4d17c75de79ad0.jpg
یکی از شیوه های اصولی کنترل اراضی تحت فرسایش بادی احداث بادشکن است. بادشکن در واقع برای حمایت مزارع، باغها، حیوانات خانگی و ساختمانها از اثرات سوء بادهای شدید، به کار می رود. بادشکن مانعی است که معمولا عمود بر جهت باد غالب ساخته میشود تا با کاهش سرعت باد فرسایش را محدود سازد. یک بادشکن وقتی نقش خود را به خوبی ایفا میکند که به طور صحیحی طراحی شده و دائما در حالت بهینه نگهداری شود.
● محاسن و معایب یک شبکه بادشکن
▪ مهمترین محاسن یک شبکه بادشکن عبارتند از:
ـ بادشکن سرعت باد را کاهش میدهد و در نتیجه فرسایش را محدود می سازد. ودراف کاهش ۶۰ درصد سرعت باد را در پشت یک بادشکن تراوا در ایالتهای کانزاس و نبراسکای ایالت متحده آمریکا گزارش داده است.
ـ خسارات ناشی از اثرات مکانیکی باد را کاهش میدهد.
ـ در تغییر میکروکلیمای محلی و افزایش عملکرد گیاهان زراعی موثر است.
ـ حیوانات اهلی را حفاظت کرده، بازدهی دامها را افزایش میدهد. اطلاعات کمی برای نشان دادن تاثیر معنی دار بادشکن بر روی سلامت یا تولید حیوانات اهلی در دسترس میباشد اما این احتمال وجود دارد که به عنوان مثال میزان زاد و ولد گوسفندان در اثر وجود بادشکن افزایش یابد.
ـ خوراک، هیزم، و زیستگاهی برای حیات وحش به وجود می آورد.
▪ احداث یک شبکه بادشکن معایبی نیز دارد که مهمترین آنها عبارتند از:
ـ در استفاده از ماشینهای کشاورزی مداخله میکند.
ـ بعضی از آنها مقداری از سطح زیر کشت را اشغال می نمایند. در رابطه با اشغال سطح زمین به وسیله بادشکن باید اظهار داشت گرچه بادشکن مقداری از اراضی زیر کشت را اشغال میکند ولی در اکثر موارد باعث افزایش محصول می گردد. مثلا به طوری که استوکلر گزارش نموده است در دشتهای وسیع ایالات متحده آمریکا بادشکنها ۱ تا ۵ درصد اراضی را اشغال کرده اند و به همین مقدار نیز محصول را افزایش داده اند.
درختان بادشکن باروری گیاهان زراعی اطراف خود را کاهش میدهند، زیرا از یک و روی گیاهان سایه انداخته و از سوی دیگر ممکن است برای رطوبت مواد غذایی با گیاهان رقابت نمایند البته این رقابت فقط در یک نوار باریکی است که عرض آن معمولا از نصف ارتفاع بادشکن تجاوز نمی کند.
بادشکن میتواند پناهگاه گیاهان یا حیوانات مضر برای کشت و زرع باشد.
به هر حال این معایب در خیلی از موارد در مقام مقایسه با مزایای بادشکن ناچیز است.
● انواع بادشکن
بادشکن ممکن است از مواد مصنوعی و یا از درخت و درختچه ، نباتات بلند مانند ذرت، آفتابگردان و غیره تشکیل شده باشد. بنابراین دو نوع بادشکن وجود دارد:
ـ بادشکنهای غیرزنده یا مصنوعی یا مکانیکی
ـ بادشکنهای زنده یا درختی.
● بادشکنهای غیر زنده ( مصنوعی یا مکانیکی )
بادشکنهای مصنوعی شامل دیوارهای سنگی، فلزی ، چوبی، پلاستیکی ، حصیری یا دیوارهایی تهیه شده از شاخه های بریده شده از درختان موجود در منطقه، دیوارهایی از نوع کرباس و غیره میباشد این بادشکنها علاوه بر کنترل فرسایش بادی برای کنترل برف در قسمتهایی که حرکت برف به داخل بزرگراهها، راه آهن، فرودگاهها و سایر نواحی ایجاد اخلال در حرکت وسایل نقلیه می شود نیز به کار می روند.
مهمترین عامل موثر در طراحی بادشکنهای غیرزنده، انتخاب مواد اولیه سهل الوصول میباشد. احداث بعضی از بادشکنهای غیر زنده مانند دیوارهای سنگی و دیوارهای چوبی، معمولا گران تمام می شود. بنابراین از این نوع بادشکنها معمولا برای حفاظت محصولات بسیار با ارزش یا احیای پوشش مناطق فرسایش یافته مورد نظر استفاده میشود.
بعضی از بادشکنهای غیرزنده مانند دیوارهایی به صورت پرچین، پارچه ای و حصیری هر چند کمتر از بادشکنهای درختی موثر میباشند ولی غالبا به دلیل قابلیت انتقال پذیری ترجیح داده می شوند.
بادشکنهای مصنوعی ممکن است نیمه نفوذپذیر و یا غیر قابل نفوذ باشند. انواع نیمه نفوذپذیر بهتر از غیر قابل نفوذ است زیرا در بادشکنهای نیمه نفوذپذیر گردباد در کناره های دیواره به وجود نمی آید.
به طور کلی موقعی از بادشکنهای غیر زنده استفاده میشود که :
ـ شرایط محیط اجازه رشد پوشش گیاهی برای ایجاد بادشکن درختی را ندهد.
ـ شرایط محیط برای رشد پوشش گیاهی مناسب باشد ولی ایجاد بادشکن درختی یک ردیفه که به منظور کاهش سطح زمین اشغال شده توسط بادشکن احداث می شود نقش موثری در کاهش سرعت باد نداشته باشد.
ـ در مناطق کشت زودرس که خاک ارزش بیشتری دارد.
ـ سطح حفاظتی محدود باشد مانند حفاظت محل نگهداری دامها و مناطق مشابه.
برای ساختن بادشکنهای مصنوعی ساده میتوان از نی استفاده نمود. برای ساختن این نوع بادشکنها، ساقه های بلند نی را با طولهای مشخصی بریده و در شیارهایی که به عمق حدود ۱۵ سانتی متر در زمین ایجاد شده اند قرار داده و انتهای آنها را با خاک می پوشانند. معمولا اگر ارتفاع بادشکن یک متر یا بیشتر باشد جهت استحکام بیشتر آن، ساقه های نی را به وسیله سیم گالوانیزه به هم متصل می نمایند.
جهت حفظ محصول گوجه فرنگی در ساحل دریای مدیترانه، ۶۵ کیلومتری غرب الجزایر یک شبکه بادشکن ساخته شده از نی مورد استفاده قرار گرفته است. بادشکنهای اصلی بر دریا عمود بوده و ارتفاع آنها حدود ۲ متر و فاصله آنها از هم ۱۰ تا ۱۵ متر است. بادشکنهای فرعی عمود بر حائلهای اصلی ایجاد شده و ارتفاع آنها حدود ۷۵ سانتی متر تا یک متر و فاصله آنها از هم ۷۵/۰ متر بوده که ردیفهای گوجه فرنگی در این قسمتها کشت میشود. این موانع ایجاد شده حرکت خاک را کنترل نموده و ضمنا صدمات ناشی از خشکی در ماههای گرم و خشک را کاهش میدهد.
برای ساختن بادشکنهای حصیری، حصیرهای بافته شده از مواد گیاهی مانند غلات، نی و کلش محصولات زراعی را به صورت عمودی در زمین قرار میدهند.
برای ساختن یک بادشکن چوبی ابتدا باید یک اسکلت فلزی در زمین نصب کرد. برای این منظور به فواصلی مثلا ۳ متر به ارتفاع ۳ متر، نرده های آهنی نسبتا ضخیمی را در داخل خاک فرو کرده و سپس سه ردیف آهن به طور افقی نصب میکنند. برای استقرار بادشکن و جلوگیری از سرنگون شدن آن، پایین هر یک از نردههای آهنی، تیر آهنهایی حدود ۴ متر به طور افقی و عمود بر جهت بادشکن قرار داده و با پایه ها درگیر می نمایند. برای اینکه خستگی حاصل در پایه ها از حد مجاز تجاوز نکند و در ضمن مصرف مصالح ساختمانی به حداقل برسد هر پایه به وسیله دو مفتول مهاری حمایت می شود. مفتولها در قسمت فوقانی به پایه ها و در قسمت تحتانی به دو انتهای تیرآهن ۴ متری واقع در داخل توده خاک متصل میشوند.
پس از نصب اسکلت فلزی صفحات چوبی را رد حد فاصل ردیفهای آهنی در روی بادشکن قرار می دهند. حال اگر بخواهند بادشکن متراکمی ایجاد کنند، همه چوبها را قرار ۷۵ درصد باشد در این صورت سه عدد از تخته ها را گذاشته و یک تخته فاصله می گذارند و اگر بخواهند تراکم ۵۰درصد ایجاد نمایند تخته ای نصب و به اندازه آن فضای خالی گذاشته و تخته بعدی را میگذارند. به هر حال هر تراکمی را بخواهند می توان ایجاد نمود.
بادشکنهای چوبی متخلخل سرعت باد را به اندازه بادشکنهای چوبی غیر متخلخل کاهش نمیدهند ولی فاصله کاهش باد در آنها بیشتر است. به علاوه هزینه احداث آنها کمتر است.
برای ساختن دیوارهایی که برای کنترل برف به کار می روند معمولا از الوار چوبی استفاده میشوند که حدود ۷۵/۰ سانتی متر ضخامت، ۴ سانتی متر عرض و ۱۰ سانتی متر طول دارند و به وسیله سیم، محکم به یکدیگر وصل میشوند به طوری که هر یک از آنها حدودا به اندازه ۵/۲ سانتی متر از هم فاصله داشته باشند ( تخلخل تقریبا ۴۰ درصد ). دیوارهای چوبی معمولا در تیرهای فولادی که در داخل زمین قرار داده شده اند نصب میشوند. زمانی که به این دیوارها نیازی نیست، آنها را از تیرهای فولادی بیرون آورده، بر روی سطح خاک گسترانیده و سپس به صورت لوله درآورده و نگهداری می کنند.
● بادشکن زنده
بادشکنهای زنده معمولا از یک یا چند ردیف درخت یا درختچه یا گیاه مقاوم تشکیل گردیده اند که معمولا عمود بر جهت باد اصلی قرار می گیرند. بسیاری از کارشناسان حفاظت خاک اعتقاد دارند که برای کنترل فرسایش بادی در مزارع، لازم است علاوه بر ایجاد بادشکن، عملیاتی نظیر کشت نواری، پوشانیدن خاک به وسیله بقایای گیاهی ، تناوب زراعی ، شخم حداقل و حذف عمل نرم کردن کلوخه ها نیز صورت پذیرد.
طراحی بادشکنهای زنده در اطراف مزارع، سابقه دیرینه دارد و هم کانون نیز به طور گسترده ای در بسیاری از مناطق جهان به عنوان تنها شیوه مصون نگهداشتن محصولات از خطر حرکت ذرات و کاهش اثرات مضر گرما، تبخیر و حتی یخ زدگی مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال در ایالت متحده آمریکا از سال ۱۸۵۰ تا سال ۱۹۷۰، بیش از ۳۲۰ هزار کیلومتر بادشکن کشت شده است. در سال ۱۹۷۰ اداره حفاظت خاک ایالات متحده آمریکا تخمین زده است که هنوز حدود ۲۴/۳ میلیون هکتار از اراضی آن کشور نیاز به باد شکن و حفاظ دارند. به طوری که تروه و همکاران اظهار میدارند به دنبال سالهای خشک همراه با طوفانهای گرد و خاک، تنها در عرض سالهای ۱۹۳۵ تا ۱۹۴۲ تعداد ۲۱۸ میلیون درخت و بوته در ۳۱۰۰۰ مزرعه و مرتع جهت ایجاد ۳۲۱۸۰ کیلومتر بادشکن و کمربند حفاظتی در ۱۰ دشت بزرگ ایالتی از تگزاس تا مرز کانادا کاشته شد.
در برخی از کشورهای اروپایی گاهی در بین ردیفهای مو، چاودار به عنوان بادشکن کشت می کنند. این گیاه رشد سریعی داشته و در بهار به اندازه کافی شاخ و برگ دارد که بتواند در مقابل باد مقاومت کند. در جنوب اسپانیا برای این منظور از نیشکر استفاده میشود. در ایالات متحده آمریکا برای محافظت مزارع سیب زمینی از نوارهای باریکی از ذرت استفاده می کنند. این گیاهان که به عنوان بادشکن به کار می روند معمولا از نظر آب و مواد غذایی با نباتات اطراف خود رقابت می کنند ولی مشکل قابل توجهی را بوجود نمی آورند و بنابراین آنها را مانند گیاهان اصلی کشت نموده و همراه با آنها و به طور همزمان شخم زده و آبیاری می کنند.
استفاده از بادشکن درختی به عنوان کنترل فرسایش بادی در تمام مناطق عمومیت نداشته و بیشتر در مناطق مرطوب و نیمه مرطوب به کار می رود. زیرا از یک طرف، بادشکن حمایت کامل را در برابر کنترل فرسایش بادی در تمام شرایط تضمین نمی کند و از طرف دیگر احداث بادشکن سطح مزرعه را به قطعات کوچک تقسیم کرده و در نتیجه انجام عملیات کشت و زرع را با مشکل مواجه میسازد. رقابت پوشش نباتی بادشکن با زراعت بر سر آب نیز عامل محدود کننده ای در مناطق خشک برای استفاده از آن میباشد. به علاوه در مناطق خشک مقدار باران برای رشد خوب درختان بادشکن کافی نیست.
● گونه های مناسب برای بادشکن
چون احداث بادشکنهای زنده نسبتا پر هزینه و زمان بر است باید سعی نمود تا طراحی آنها به گونه ای انجام شود که کمترین هزینه با بالاترین راندمان به دست آید.
مهمترین عامل موثر رد طراحی بادشکنهای زنده، انتخاب گونه های سازگار و مناسب میباشد. به طور کلی در انتخاب نوع گونه برای بادشکن لازم است به نکات زیر توجه داشت:
ـ برای انتخاب نوع گونه باید از اطلاعات محلی استفاده نمود.
ـ گیاه بهتر است از گونه های بومی سریع الرشد باشند.
ـ گیاه به خصوص در نواحی خشک دارای سیستم ریشه ای عمودی باشند تا ریشه ها از آب عمقی استفاده کنند و با مواد غذایی منطقه حفاظت شده رقابت نکنند. در مواردی که گیاه با ریشه قائم که با شرایط محیط سازگاری داشته باشد یافت نشود. بهتر است ریشه گونهٔ گیاهی را که کاشته اند، اصلاح نمود.
ـ بهتر است از گونه‌هایی استفاده نمود که دارای شاخه های گسترده در تمامی سطح و نیمه تراوا باشند و تا ارتفاع لازم برسند. بررسی های نشان داده است که بهتر است از نباتات با اندازه های مختلف استفاده نمود.
ـ در انتخاب نوع گیاه باید به فصل وقوع باد غالب توجه نمود، بدنی معنی که اگر باد غالب در تابستان باشد، میتوان از گونه‌های برگ ریز استفاده کرد ولی اگر چنانچه باد غالب در مواقعی از سال است که معمولا برگ گیاهان و درختان خزان می کنند در این صورت بهتر است درختانی که برگریزان ندارند استفاده شود. در مواردی هم که در یک سال در دو فصل باد غالب وجود داشته باشد مثلا زمستان و تابستان در این صورت بهتر است از درختانی که برگ ریزان ندارند استفاده شود.
مقام به باد، سرما و گرما باشند.
از طرف پایین لخت و بی شاخ و برگ نشوند.
در طرح بادشکن درختی توجه به نکات زیر اهمیت دارد:
ـ درختان را بهتر است قبلا در نهالستان پرورش داد. معمولا تعداد نهالها را حدود ۳۰ درصد بیشتر از احتیاج در نظر می گیرند تا جبران ضایعات احتمالی را بکند.
ـ تجدید کشت قسمتهای خراب شده بایستی به فوریت انجام گیرد.
ـ آماده کردن زمین برای استقرار موفقیت آمیز بادشکن یعنی رشد سریع و گسترش مناسب فرم درخت ضروری است بنابراین ابعاد گودالهایی که برای کشت درختان حفر می شوند بایستی به اندازه کافی بزرگ باشد تا ریشه نباتات جوان بتواند در آن گسترش خوبی داشته باشد. در مواردی که لایه غیر قابل نفوذی در نزدیکی سطح خاک وجود دارد لازم است به وسیله شخم عمیق و یا هر وسیله دیگری از بین برده شود.
ـ آبیاری درختان به خصوص در مناطق خشک ضروری است.
ـ علفهای هرز گیاهان باید کنترل شود.
ـ با آفات درختان بایستی مبارزه شود زیرا در غیر اینصورت ممکن است تراکم تاج درختان کاهش یابد.
ـ اطراف بادشکن را باید با سیم خاردار محصور نمود تا از چرا و آسیب دامها مصون باشد.
ساکنان منطقه را باید به اهمیت موضوع طرح واقف و آنها را معتقد نمود که حفظ اشجار و درختان از طرف اهالی به صرفه و صلاح خود آنها است.
● نقش بادشکن در کاهش سرعت باد
سرعت باد قبل از برخورد با بادشکن و در فاصله ای از آن شروع به کم شدن می کند و پس از عبور از آن به تدریج افزایش می یابد و در فاصله ای از آن به سرعت اولیه خود می رسد.
گرکو اظهار میدارد که کاهش سرعت باد رد جلو بادشکن در فاصله ای ۹ تا ۱۰ برابر ارتفاع بادشکن و در پشت بادشکن تا فاصله ای ۳۰ برابر ارتفاع بادشکن میباشد. به طوری که ناهال اظهار میدارد در یک بادشکن درختی با تراکم متوسط وقتی که باد به طور عمودی به آن برخورد میکند سرعت باد بین ۶۰ تا ۸۰ درصد در پشت بادشکن و در نزدیکی آن و حدود ۲۰ درصد در فاصله ۲۰ برابر ارتفاع بادشکن کاهش یافته و در فاصله ۳۰ تا ۴۰ برابری ارتفاع بادشکن کاهشی وجود ندارد.
سرعت نسبی باد در ارتفاع ۴۰ سانتی متری سطح خاک را در اطراف یک بادشکن نشان میدهد ( شواب و فریورت ). این بادشکن از الوار نازک با تراکم ۵۰ درصد ساخته شده است به نحوی که فاصله الوار از هم در نصف پایین بادشکن بیشتر از نصف بالایی است ( تراکم در نیمه پایینی بادشکن کمتر از نیمه بالایی آن است ). طول این بادشکن ۱۹ برابر ارتفاع بادشکن است. به طوری که ملاحظه میشود سرعت باد در فاصله تقریبا ۸ برابر ارتفاع بادشکن است. به طوری که ملاحظه میشود سرعت باد در فاصله تقریبا ۸ برابر ارتفاع بادشکن در جلو بادشکن و ۲۴ برابر ارتفاع بادشکن در پشت آن موثر است. همچنین به طوری که دیده میشود سرعت باد در کناره های بادشکن حدود ۲۰ درصد اضافه میشود. بنابراین اثر یک بادشکن طولانی بیشتر از یک اثر یک بادشکن کوتاه خواهد بود. از یک بادشکن درختی که همین تراکم را داشته باشد نیز همین نتایج را میتوان به دست آورد. نامبردگان اظهار میدارند که در مورد بادشکنهای درختی باد از فاصله ۵ تا ۱۰ برابر ارتفاع درخت در جلو بادشکن و ۱۰ تا ۲۰ برابر آن در پشت بادشکن تحت تاثیر قرار میگیرد.
تروه و همکاران اظهار میدارند اگر بادشکن به طور صحیحی طراحی شده باشد. میتواند سرعت باد را به نصف تقلیل دهد. ( شکل ۱ ) این شکل متوسط نتایج داده های به دست آمده از چندین منبع میباشد بسیاری از داده ها برحسب مشخصاتی مانند عرض، ارتفاع و تخلخل بادشکن، سرعت باد و عوارض توپوگرافی به میزان ۱۰ ± درصد نسبت به این منحنی تغییر میکند.
http://aftab.ir/images/article/break.gif فرضعلی سالاری سردری مقالات ارسالی به آفتاب بادشکن (http://aftab.ir/articles/do_search.php?articles_search_text=%26%231576%3B%2 6%231575%3B%26%231583%3B%26%231588%3B%26%231705%3B %26%231606%3B&id=26&kind=subcategory) دریافت مقاله ثبت مقاله آفتاب من چاپ بازگشت http://aftab.ir/articles/science_education/ecology/images/03687701d9a49db6802412db11ce4141.jpg شکل ۱: کاهش سرعت باد در یک بادشکن ( سرعت در ارتفاع ۴۰ سانتی متری از سطح زمین اندازه گیری شده است. )
یکی از شیوه های اصولی کنترل اراضی تحت فرسایش بادی احداث بادشکن است. بادشکن در واقع برای حمایت مزارع، باغها، حیوانات خانگی و ساختمانها از اثرات سوء بادهای شدید، به کار می رود. بادشکن مانعی است که معمولا عمود بر جهت باد غالب ساخته میشود تا با کاهش سرعت باد فرسایش را محدود سازد. یک بادشکن وقتی نقش خود را به خوبی ایفا میکند که به طور صحیحی طراحی شده و دائما در حالت بهینه نگهداری شود.
● محاسن و معایب یک شبکه بادشکن
▪ مهمترین محاسن یک شبکه بادشکن عبارتند از:
ـ بادشکن سرعت باد را کاهش میدهد و در نتیجه فرسایش را محدود می سازد. ودراف کاهش ۶۰ درصد سرعت باد را در پشت یک بادشکن تراوا در ایالتهای کانزاس و نبراسکای ایالت متحده آمریکا گزارش داده است.
ـ خسارات ناشی از اثرات مکانیکی باد را کاهش میدهد.
ـ در تغییر میکروکلیمای محلی و افزایش عملکرد گیاهان زراعی موثر است.
ـ حیوانات اهلی را حفاظت کرده، بازدهی دامها را افزایش میدهد. اطلاعات کمی برای نشان دادن تاثیر معنی دار بادشکن بر روی سلامت یا تولید حیوانات اهلی در دسترس میباشد اما این احتمال وجود دارد که به عنوان مثال میزان زاد و ولد گوسفندان در اثر وجود بادشکن افزایش یابد.
ـ خوراک، هیزم، و زیستگاهی برای حیات وحش به وجود می آورد.
▪ احداث یک شبکه بادشکن معایبی نیز دارد که مهمترین آنها عبارتند از:
ـ در استفاده از ماشینهای کشاورزی مداخله میکند.
ـ بعضی از آنها مقداری از سطح زیر کشت را اشغال می نمایند. در رابطه با اشغال سطح زمین به وسیله بادشکن باید اظهار داشت گرچه بادشکن مقداری از اراضی زیر کشت را اشغال میکند ولی در اکثر موارد باعث افزایش محصول می گردد. مثلا به طوری که استوکلر گزارش نموده است در دشتهای وسیع ایالات متحده آمریکا بادشکنها ۱ تا ۵ درصد اراضی را اشغال کرده اند و به همین مقدار نیز محصول را افزایش داده اند.
درختان بادشکن باروری گیاهان زراعی اطراف خود را کاهش میدهند، زیرا از یک و روی گیاهان سایه انداخته و از سوی دیگر ممکن است برای رطوبت مواد غذایی با گیاهان رقابت نمایند البته این رقابت فقط در یک نوار باریکی است که عرض آن معمولا از نصف ارتفاع بادشکن تجاوز نمی کند.
بادشکن میتواند پناهگاه گیاهان یا حیوانات مضر برای کشت و زرع باشد.
به هر حال این معایب در خیلی از موارد در مقام مقایسه با مزایای بادشکن ناچیز است.
● انواع بادشکن
بادشکن ممکن است از مواد مصنوعی و یا از درخت و درختچه ، نباتات بلند مانند ذرت، آفتابگردان و غیره تشکیل شده باشد. بنابراین دو نوع بادشکن وجود دارد:
ـ بادشکنهای غیرزنده یا مصنوعی یا مکانیکی
ـ بادشکنهای زنده یا درختی.
● بادشکنهای غیر زنده ( مصنوعی یا مکانیکی )
بادشکنهای مصنوعی شامل دیوارهای سنگی، فلزی ، چوبی، پلاستیکی ، حصیری یا دیوارهایی تهیه شده از شاخه های بریده شده از درختان موجود در منطقه، دیوارهایی از نوع کرباس و غیره میباشد این بادشکنها علاوه بر کنترل فرسایش بادی برای کنترل برف در قسمتهایی که حرکت برف به داخل بزرگراهها، راه آهن، فرودگاهها و سایر نواحی ایجاد اخلال در حرکت وسایل نقلیه می شود نیز به کار می روند.
مهمترین عامل موثر در طراحی بادشکنهای غیرزنده، انتخاب مواد اولیه سهل الوصول میباشد. احداث بعضی از بادشکنهای غیر زنده مانند دیوارهای سنگی و دیوارهای چوبی، معمولا گران تمام می شود. بنابراین از این نوع بادشکنها معمولا برای حفاظت محصولات بسیار با ارزش یا احیای پوشش مناطق فرسایش یافته مورد نظر استفاده میشود.
بعضی از بادشکنهای غیرزنده مانند دیوارهایی به صورت پرچین، پارچه ای و حصیری هر چند کمتر از بادشکنهای درختی موثر میباشند ولی غالبا به دلیل قابلیت انتقال پذیری ترجیح داده می شوند.
بادشکنهای مصنوعی ممکن است نیمه نفوذپذیر و یا غیر قابل نفوذ باشند. انواع نیمه نفوذپذیر بهتر از غیر قابل نفوذ است زیرا در بادشکنهای نیمه نفوذپذیر گردباد در کناره های دیواره به وجود نمی آید.
به طور کلی موقعی از بادشکنهای غیر زنده استفاده میشود که :
ـ شرایط محیط اجازه رشد پوشش گیاهی برای ایجاد بادشکن درختی را ندهد.
ـ شرایط محیط برای رشد پوشش گیاهی مناسب باشد ولی ایجاد بادشکن درختی یک ردیفه که به منظور کاهش سطح زمین اشغال شده توسط بادشکن احداث می شود نقش موثری در کاهش سرعت باد نداشته باشد.
ـ در مناطق کشت زودرس که خاک ارزش بیشتری دارد.
ـ سطح حفاظتی محدود باشد مانند حفاظت محل نگهداری دامها و مناطق مشابه.
برای ساختن بادشکنهای مصنوعی ساده میتوان از نی استفاده نمود. برای ساختن این نوع بادشکنها، ساقه های بلند نی را با طولهای مشخصی بریده و در شیارهایی که به عمق حدود ۱۵ سانتی متر در زمین ایجاد شده اند قرار داده و انتهای آنها را با خاک می پوشانند. معمولا اگر ارتفاع بادشکن یک متر یا بیشتر باشد جهت استحکام بیشتر آن، ساقه های نی را به وسیله سیم گالوانیزه به هم متصل می نمایند.
جهت حفظ محصول گوجه فرنگی در ساحل دریای مدیترانه، ۶۵ کیلومتری غرب الجزایر یک شبکه بادشکن ساخته شده از نی مورد استفاده قرار گرفته است. بادشکنهای اصلی بر دریا عمود بوده و ارتفاع آنها حدود ۲ متر و فاصله آنها از هم ۱۰ تا ۱۵ متر است. بادشکنهای فرعی عمود بر حائلهای اصلی ایجاد شده و ارتفاع آنها حدود ۷۵ سانتی متر تا یک متر و فاصله آنها از هم ۷۵/۰ متر بوده که ردیفهای گوجه فرنگی در این قسمتها کشت میشود. این موانع ایجاد شده حرکت خاک را کنترل نموده و ضمنا صدمات ناشی از خشکی در ماههای گرم و خشک را کاهش میدهد.
برای ساختن بادشکنهای حصیری، حصیرهای بافته شده از مواد گیاهی مانند غلات، نی و کلش محصولات زراعی را به صورت عمودی در زمین قرار میدهند.
برای ساختن یک بادشکن چوبی ابتدا باید یک اسکلت فلزی در زمین نصب کرد. برای این منظور به فواصلی مثلا ۳ متر به ارتفاع ۳ متر، نرده های آهنی نسبتا ضخیمی را در داخل خاک فرو کرده و سپس سه ردیف آهن به طور افقی نصب میکنند. برای استقرار بادشکن و جلوگیری از سرنگون شدن آن، پایین هر یک از نردههای آهنی، تیر آهنهایی حدود ۴ متر به طور افقی و عمود بر جهت بادشکن قرار داده و با پایه ها درگیر می نمایند. برای اینکه خستگی حاصل در پایه ها از حد مجاز تجاوز نکند و در ضمن مصرف مصالح ساختمانی به حداقل برسد هر پایه به وسیله دو مفتول مهاری حمایت می شود. مفتولها در قسمت فوقانی به پایه ها و در قسمت تحتانی به دو انتهای تیرآهن ۴ متری واقع در داخل توده خاک متصل میشوند.
پس از نصب اسکلت فلزی صفحات چوبی را رد حد فاصل ردیفهای آهنی در روی بادشکن قرار می دهند. حال اگر بخواهند بادشکن متراکمی ایجاد کنند، همه چوبها را قرار ۷۵ درصد باشد در این صورت سه عدد از تخته ها را گذاشته و یک تخته فاصله می گذارند و اگر بخواهند تراکم ۵۰درصد ایجاد نمایند تخته ای نصب و به اندازه آن فضای خالی گذاشته و تخته بعدی را میگذارند. به هر حال هر تراکمی را بخواهند می توان ایجاد نمود.
بادشکنهای چوبی متخلخل سرعت باد را به اندازه بادشکنهای چوبی غیر متخلخل کاهش نمیدهند ولی فاصله کاهش باد در آنها بیشتر است. به علاوه هزینه احداث آنها کمتر است.
برای ساختن دیوارهایی که برای کنترل برف به کار می روند معمولا از الوار چوبی استفاده میشوند که حدود ۷۵/۰ سانتی متر ضخامت، ۴ سانتی متر عرض و ۱۰ سانتی متر طول دارند و به وسیله سیم، محکم به یکدیگر وصل میشوند به طوری که هر یک از آنها حدودا به اندازه ۵/۲ سانتی متر از هم فاصله داشته باشند ( تخلخل تقریبا ۴۰ درصد ). دیوارهای چوبی معمولا در تیرهای فولادی که در داخل زمین قرار داده شده اند نصب میشوند. زمانی که به این دیوارها نیازی نیست، آنها را از تیرهای فولادی بیرون آورده، بر روی سطح خاک گسترانیده و سپس به صورت لوله درآورده و نگهداری می کنند.
● بادشکن زنده
بادشکنهای زنده معمولا از یک یا چند ردیف درخت یا درختچه یا گیاه مقاوم تشکیل گردیده اند که معمولا عمود بر جهت باد اصلی قرار می گیرند. بسیاری از کارشناسان حفاظت خاک اعتقاد دارند که برای کنترل فرسایش بادی در مزارع، لازم است علاوه بر ایجاد بادشکن، عملیاتی نظیر کشت نواری، پوشانیدن خاک به وسیله بقایای گیاهی ، تناوب زراعی ، شخم حداقل و حذف عمل نرم کردن کلوخه ها نیز صورت پذیرد.
طراحی بادشکنهای زنده در اطراف مزارع، سابقه دیرینه دارد و هم کانون نیز به طور گسترده ای در بسیاری از مناطق جهان به عنوان تنها شیوه مصون نگهداشتن محصولات از خطر حرکت ذرات و کاهش اثرات مضر گرما، تبخیر و حتی یخ زدگی مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال در ایالت متحده آمریکا از سال ۱۸۵۰ تا سال ۱۹۷۰، بیش از ۳۲۰ هزار کیلومتر بادشکن کشت شده است. در سال ۱۹۷۰ اداره حفاظت خاک ایالات متحده آمریکا تخمین زده است که هنوز حدود ۲۴/۳ میلیون هکتار از اراضی آن کشور نیاز به باد شکن و حفاظ دارند. به طوری که تروه و همکاران اظهار میدارند به دنبال سالهای خشک همراه با طوفانهای گرد و خاک، تنها در عرض سالهای ۱۹۳۵ تا ۱۹۴۲ تعداد ۲۱۸ میلیون درخت و بوته در ۳۱۰۰۰ مزرعه و مرتع جهت ایجاد ۳۲۱۸۰ کیلومتر بادشکن و کمربند حفاظتی در ۱۰ دشت بزرگ ایالتی از تگزاس تا مرز کانادا کاشته شد.
در برخی از کشورهای اروپایی گاهی در بین ردیفهای مو، چاودار به عنوان بادشکن کشت می کنند. این گیاه رشد سریعی داشته و در بهار به اندازه کافی شاخ و برگ دارد که بتواند در مقابل باد مقاومت کند. در جنوب اسپانیا برای این منظور از نیشکر استفاده میشود. در ایالات متحده آمریکا برای محافظت مزارع سیب زمینی از نوارهای باریکی از ذرت استفاده می کنند. این گیاهان که به عنوان بادشکن به کار می روند معمولا از نظر آب و مواد غذایی با نباتات اطراف خود رقابت می کنند ولی مشکل قابل توجهی را بوجود نمی آورند و بنابراین آنها را مانند گیاهان اصلی کشت نموده و همراه با آنها و به طور همزمان شخم زده و آبیاری می کنند.
استفاده از بادشکن درختی به عنوان کنترل فرسایش بادی در تمام مناطق عمومیت نداشته و بیشتر در مناطق مرطوب و نیمه مرطوب به کار می رود. زیرا از یک طرف، بادشکن حمایت کامل را در برابر کنترل فرسایش بادی در تمام شرایط تضمین نمی کند و از طرف دیگر احداث بادشکن سطح مزرعه را به قطعات کوچک تقسیم کرده و در نتیجه انجام عملیات کشت و زرع را با مشکل مواجه میسازد. رقابت پوشش نباتی بادشکن با زراعت بر سر آب نیز عامل محدود کننده ای در مناطق خشک برای استفاده از آن میباشد. به علاوه در مناطق خشک مقدار باران برای رشد خوب درختان بادشکن کافی نیست.
● گونه های مناسب برای بادشکن
چون احداث بادشکنهای زنده نسبتا پر هزینه و زمان بر است باید سعی نمود تا طراحی آنها به گونه ای انجام شود که کمترین هزینه با بالاترین راندمان به دست آید.
مهمترین عامل موثر رد طراحی بادشکنهای زنده، انتخاب گونه های سازگار و مناسب میباشد. به طور کلی در انتخاب نوع گونه برای بادشکن لازم است به نکات زیر توجه داشت:
ـ برای انتخاب نوع گونه باید از اطلاعات محلی استفاده نمود.
ـ گیاه بهتر است از گونه های بومی سریع الرشد باشند.
ـ گیاه به خصوص در نواحی خشک دارای سیستم ریشه ای عمودی باشند تا ریشه ها از آب عمقی استفاده کنند و با مواد غذایی منطقه حفاظت شده رقابت نکنند. در مواردی که گیاه با ریشه قائم که با شرایط محیط سازگاری داشته باشد یافت نشود. بهتر است ریشه گونهٔ گیاهی را که کاشته اند، اصلاح نمود.
ـ بهتر است از گونه‌هایی استفاده نمود که دارای شاخه های گسترده در تمامی سطح و نیمه تراوا باشند و تا ارتفاع لازم برسند. بررسی های نشان داده است که بهتر است از نباتات با اندازه های مختلف استفاده نمود.
ـ در انتخاب نوع گیاه باید به فصل وقوع باد غالب توجه نمود، بدنی معنی که اگر باد غالب در تابستان باشد، میتوان از گونه‌های برگ ریز استفاده کرد ولی اگر چنانچه باد غالب در مواقعی از سال است که معمولا برگ گیاهان و درختان خزان می کنند در این صورت بهتر است درختانی که برگریزان ندارند استفاده شود. در مواردی هم که در یک سال در دو فصل باد غالب وجود داشته باشد مثلا زمستان و تابستان در این صورت بهتر است از درختانی که برگ ریزان ندارند استفاده شود.
مقام به باد، سرما و گرما باشند.
از طرف پایین لخت و بی شاخ و برگ نشوند.
در طرح بادشکن درختی توجه به نکات زیر اهمیت دارد:
ـ درختان را بهتر است قبلا در نهالستان پرورش داد. معمولا تعداد نهالها را حدود ۳۰ درصد بیشتر از احتیاج در نظر می گیرند تا جبران ضایعات احتمالی را بکند.
ـ تجدید کشت قسمتهای خراب شده بایستی به فوریت انجام گیرد.
ـ آماده کردن زمین برای استقرار موفقیت آمیز بادشکن یعنی رشد سریع و گسترش مناسب فرم درخت ضروری است بنابراین ابعاد گودالهایی که برای کشت درختان حفر می شوند بایستی به اندازه کافی بزرگ باشد تا ریشه نباتات جوان بتواند در آن گسترش خوبی داشته باشد. در مواردی که لایه غیر قابل نفوذی در نزدیکی سطح خاک وجود دارد لازم است به وسیله شخم عمیق و یا هر وسیله دیگری از بین برده شود.
ـ آبیاری درختان به خصوص در مناطق خشک ضروری است.
ـ علفهای هرز گیاهان باید کنترل شود.
ـ با آفات درختان بایستی مبارزه شود زیرا در غیر اینصورت ممکن است تراکم تاج درختان کاهش یابد.
ـ اطراف بادشکن را باید با سیم خاردار محصور نمود تا از چرا و آسیب دامها مصون باشد.
ساکنان منطقه را باید به اهمیت موضوع طرح واقف و آنها را معتقد نمود که حفظ اشجار و درختان از طرف اهالی به صرفه و صلاح خود آنها است.
● نقش بادشکن در کاهش سرعت باد
سرعت باد قبل از برخورد با بادشکن و در فاصله ای از آن شروع به کم شدن می کند و پس از عبور از آن به تدریج افزایش می یابد و در فاصله ای از آن به سرعت اولیه خود می رسد.
گرکو اظهار میدارد که کاهش سرعت باد رد جلو بادشکن در فاصله ای ۹ تا ۱۰ برابر ارتفاع بادشکن و در پشت بادشکن تا فاصله ای ۳۰ برابر ارتفاع بادشکن میباشد. به طوری که ناهال اظهار میدارد در یک بادشکن درختی با تراکم متوسط وقتی که باد به طور عمودی به آن برخورد میکند سرعت باد بین ۶۰ تا ۸۰ درصد در پشت بادشکن و در نزدیکی آن و حدود ۲۰ درصد در فاصله ۲۰ برابر ارتفاع بادشکن کاهش یافته و در فاصله ۳۰ تا ۴۰ برابری ارتفاع بادشکن کاهشی وجود ندارد.
سرعت نسبی باد در ارتفاع ۴۰ سانتی متری سطح خاک را در اطراف یک بادشکن نشان میدهد ( شواب و فریورت ). این بادشکن از الوار نازک با تراکم ۵۰ درصد ساخته شده است به نحوی که فاصله الوار از هم در نصف پایین بادشکن بیشتر از نصف بالایی است ( تراکم در نیمه پایینی بادشکن کمتر از نیمه بالایی آن است ). طول این بادشکن ۱۹ برابر ارتفاع بادشکن است. به طوری که ملاحظه میشود سرعت باد در فاصله تقریبا ۸ برابر ارتفاع بادشکن است. به طوری که ملاحظه میشود سرعت باد در فاصله تقریبا ۸ برابر ارتفاع بادشکن در جلو بادشکن و ۲۴ برابر ارتفاع بادشکن در پشت آن موثر است. همچنین به طوری که دیده میشود سرعت باد در کناره های بادشکن حدود ۲۰ درصد اضافه میشود. بنابراین اثر یک بادشکن طولانی بیشتر از یک اثر یک بادشکن کوتاه خواهد بود. از یک بادشکن درختی که همین تراکم را داشته باشد نیز همین نتایج را میتوان به دست آورد. نامبردگان اظهار میدارند که در مورد بادشکنهای درختی باد از فاصله ۵ تا ۱۰ برابر ارتفاع درخت در جلو بادشکن و ۱۰ تا ۲۰ برابر آن در پشت بادشکن تحت تاثیر قرار میگیرد.
تروه و همکاران اظهار میدارند اگر بادشکن به طور صحیحی طراحی شده باشد. میتواند سرعت باد را به نصف تقلیل دهد. ( شکل ۱ ) این شکل متوسط نتایج داده های به دست آمده از چندین منبع میباشد بسیاری از داده ها برحسب مشخصاتی مانند عرض، ارتفاع و تخلخل بادشکن، سرعت باد و عوارض توپوگرافی به میزان ۱۰ ± درصد نسبت به این منحنی تغییر میکند.
http://aftab.ir/images/article/break.gif فرضعلی سالاری سردری مقالات ارسالی به آفتاب بادشکن (http://aftab.ir/articles/do_search.php?articles_search_text=%26%231576%3B%2 6%231575%3B%26%231583%3B%26%231588%3B%26%231705%3B %26%231606%3B&id=26&kind=subcategory) دریافت مقاله ثبت مقاله آفتاب من چاپ بازگشت http://aftab.ir/articles/science_education/ecology/images/03687701d9a49db6802412db11ce4141.jpg شکل ۱: کاهش سرعت باد در یک بادشکن ( سرعت در ارتفاع ۴۰ سانتی متری از سطح زمین اندازه گیری شده است. )