摘要
在振兴东北老工业基地和“龙江丝路带”建设大背景下,松花江作为重要的水利交通枢纽,为我国东北重要工业基地和国家商品粮生产基地的建设提供了充足的水利资源和重要的交通保障。为了持续推动区域经济发展,保障松花江流域水资源及生态环境的安全,沿河堤两侧营造的宽带状的堤防防护林可以有效地减少冲刷和淤积,固定堤岸,确保河道安全。营造防护林是一项保障松花江水资源安全和防治洪涝灾害的不可替代的重要措施。因此,针对堤防工程中的防护林工程营造技术进行系统的研究是一项具有重要学术意义的工作。基于此,本研究的主要研究内容分为以下四个方面: (1)堤防工程防护林防风效果研究。两种乔木混交的防护林防风效能明显高于单一乔木防护林,其最大平均防风效能可达到56.84%;林后不同位置的防风效能差异明显,防护林后约30 m处防风效能达到最大值,之后逐渐减弱;稀疏型防护林的防风平均效能为48.33%,总体防风效能要优于疏透型防护林。因此在东北地区的防护林设计与建设中,应选取两种及以上乔木混交、稀疏型排列的种植模式。 (2)堤防工程防护林消浪效果研究。合理的防护林布置条件下,40 m的防护林带宽度较为合理;等边三角形的排列方式的防护林消浪效果相对较优,并且能满足更大的行株距,更适于防护林生长的光照条件;植被密度的增加能够提高消浪系数,当防护林密度采用2700株/hm2时能够充分的保证行株距,更有利于林带的生长;同时防护林树冠部分的消浪效果最佳,并且当波高处于树冠位置时,波高越大,消浪效果越好。因此,在合理的布置条件下,研究区防护林宜采用林带宽度40m,排列方式为等边三角形,密度为2700株/hm2左右的布局型式。 (3)堤防工程防护林水土保持效果研究。对实验区五种主要植被类型(杨树、旱柳、水曲柳、榆树、樟子松)开展土壤蓄水性能、渗透能力和孔隙度分析。结果表明:混交林的土壤持水量和孔隙度优于纯林,其中杨树+旱柳的土壤最大蓄水量、毛管持水量和总孔隙度、毛管孔隙度最大,具有较强的表层土壤初渗速率和稳渗速率,因此其水土保持功能最强。 (4)松花江干流堤防工程防护林防护能力综合评价。通过分析堤岸防护林的防护功能,确定堤岸防护林防风、防浪、水土保持评价指标,提出了基于直觉模糊熵和改进的MULTIMOORA的综合评价模型。通过专家调研比选确定最佳配置为:旱柳/杨树+灌木柳/紫穗槐+香蒲/紫花苜蓿。通过对研究区待选树种进行防护能力评价,验证了建立评价指标体系和方法的合理性和可靠性,提出了提高防护林防护能力效益的策略和建议。 本文以松花江干流中游段(哈尔滨~佳木斯段)为研究区域,根据原型观测、物理模型实验等方法,分析比较实验数据,明晰影响防风、防浪、水土保持特性的主控因素;提出堤防工程防护林防护能力评价指标体系,建立基于直觉模糊熵和改进的MULTIMOORA的综合评价模型;最后通过对松花江干流研究区域进行实例研究,得出了松花江干流堤防工程防护林最佳配置方案评价结果为良好。本文所指堤防工程防护林包括护堤林、护岸林、防浪林、护滩林等。