منابع طبیعی

2-1-3- روش های بیولوژیکی تثبیت شن های روان:

اصول عملیات جلوگیری و کنترل شن های روان:
گیاهان از طریق شاخه وبرگ خود اثرات محسوسی در کاهش نیروی مقاومت باد دارند بطوریکه باد بجای فرسایش در اطراف گیاهان سبب تجمع شن در پای بوته ها می شود. موقعی که جریان هوا با مانعی روبرو می شود، بخشی از آن از دو طرف مانع عبور می کند و زمانی که جریان هوا با مانع نفوذ پذیری مانند گیاه مواجه شود بصورت یک جریان پخش شده ( با نیروی کمتر) از لابلای آن مانع عبور می کند. در این میان می توان از ضریبی بنام ضریب نیروی مقاومت  (C) یاد کرد که ناشی از اثر پوشش گیاهی نسبت به جریان هوا می باشد. رابطه عمل نیروی باد را می توان بصورت زیر نوشت:

P=1.2*C*q*V2*A

که در آن:
q= تراکم هوا 
V= سرعت باد
A= سطح بادگیر  مانع
بر اساس تجربیات دانشمندان ژاپنی مقدار C برای شکلهای مختلف موانع بشرح زیر پیشنهاد شده است.
شلجمی=  3/0-1/0      قطعه مربع شکل= 25/1-2/1      استوانه ای=  5/1-2/1
گلوله ای= 5/0-4/0      گرد=  16/1      احجام مربعی=  03/2-54/1
اگر از فاکتورهایی مثل حرارت باد روی حرکت شن ها صرفنظر شود اثر بوته های گیاه را می توان بوسیله فرمول های زیر محاسبه کرد.
برحسب قانون بقاء انرژی، نیروی عمل برابر با نیروی عکس العمل است. پس می توان نوشت:

 PX = p1-p2
p1 =1.2*q* V2
p2 = C*1.2*q* V2*A*k*H
PX = 1.2*q* V2- C*1.2*q* V2*A*k*H

که در آن:
PX= تغییر نیروی باد پس از عبور از مانع (بوته های گیاه)
p1 = توان باد در فضای باز
p2 = توان مقاومت پوشش گیاهی که بوسیله تراکم بوته ها (k) تحت تاثیر قرار می گیرد.
H = طول مسیر عبور باد از میان بوته های گیاه
C = ضریب نیروی مقاومت که برای اشکال شلجمی مساوی 5/1- 2/1 در نظر گرفته می شود.
مثال زیر نحوه کاربرد استفاده از فرمولهای فوق را نشان می دهد.
بادی با سرعت 4/7 متر بر ثانیه به سمت اراضی جنگلی در حال رشد هدی ساروم (Hedysarum scoparium)  می وزد میانگین ارتفاع گیاه و قطر ساقه به ترتیب برابر 15 و 5/0 سانتیمتر است. سطح بادگیر بوته برابر 00075/0 متر مربع است. تراکم جنگلکاری در هر متر مربع 30 بوته و طول عبور جریان باد از داخل جنگل 20 متر است. اثر پوشش گیاهی در کاهش نیروی مقاومت باد بطریق زیر قابل محاسبه است.

p1 = 1.2*1.23*(7.4)2 = 33.67 kgm/s
p2 =  1.2*1.23*(7.4)2*0.00075*30*20 = 18.18kgm/s

موقعی که جریان هوا از داخل جنگل عبور می کند نیروی باد کاهش می یابد و درصد فروکش نیروی باد به 53.9 درصد می رسد. کاهش نیروی باد برای هر گیاه برابر با 03/0 کیلوگرم متر بر ثانیه خواهد بود.

PX = p1-p2 = 15.49 kgm/s

در تبدیل فروکش نیروی باد به سرعت باد خواهیم داشت:

15.49=1.2*1.23* V2
V= 5.01m/s

بنا بر این سرعت کاهش یافته باد در اثر پوشش گیاهی مساوی 39/2 متر بر ثانیه است.
بر اساس محاسبات انجام شده بوسیله فرمول فوق نتایج زیر حاصل شده است:
- اثرات جلوگیری و تثبیت بیولوژیکی شن ها بستگی به رشد گیاه در سال اول دارد. هرچه رشد گیاه بیشتر باشد سطح بادگیر بوته های گیاه بیشتر می شود و در نتیجه فروکش نیروی باد بیشتر خواهد بود.
- برای تبدیل فرسایش بادی شن ها  به انباشته شدن آنها نیاز به تراکم معینی از بوته کاری خواهد بود. تراکم جنگلکاری با گونه های مختلف و میزان رشد گیاه متفاوت خواهد بود. بنا براین گونه هایی که رشد بیشتری دارند باید تراکم کمتری داشته باشند.
- توانایی تثبیت بیولوژیکی شن های روان با افزایش سطح بادگیر گیاه افزایش می یابد همچنین فروکش کردن نیروی باد با طول عبور جریان باد از منطقه جنگلکاری شده تناسب مستقیم دارد.