几种不同材料机械沙障防风效应研究

发布时间：2020-08-06 19:57

【摘要】： 机械沙障是降低近地表土壤风蚀的重要措施,其主要通过改变下垫面的性质,增加地表粗糙度来实现降低风速、减弱风蚀,进而达到防风固沙的目的。然而,以往的实验主要以风洞模拟为主,野外实验结果稀少。本研究选取毛乌素沙地南缘作为样地,通过大量野外实验,观测不同沙障措施(麦草、芦苇杆、聚酯纤维沙袋、塑料网)下近地表风速变化规律和土壤的蚀积特征,探讨沙障措施对土壤风蚀影响的机理,找出各项沙障技术利用目前存在的问题,并提出有效的解决办法,以期能为制定防治土壤风蚀的对策提供科学的依据,结论如下： (1)对于塑料网沙障,本试验选取了规格为1m×1m、2m×2m、3m×3m及4m×4m,高度分别为20cm、30cm、40cm和50cm,孔隙度为20%、30%、50%及70%的64种组合方式。经过对比分析得出：沙障规格为1m×1m,高度为50cm,孔隙度为20%时,塑料网沙障在四种材料中防风固沙效果最佳。在同一高度条件下,所有规格沙障当沙障高度为40cm时,防风固沙效果和高度为50cm时的相差很小,而且当沙障孔隙度为30%时,防风固沙效果和孔隙度为20%时的相差不大。综合考虑沙障的设置成本等因素,沙障在相同的条件下,选择高40cm,孔隙度为30%较为适宜。 (2)沙袋沙障的防风固沙效果分析结果表明,在1m×1m、1.5m×1.5m、2m×2m、3m×3m及4m×4m等5种规格当中,1m×1m规格的防风固沙效果最佳。不足之处为该材料跟其他材料沙障相对比较,防风固沙效果最差。这是由于沙袋沙障的高度固定为10cm,相对较低,从野外试验结果来看,增大粗糙度的效果不明显。从野外试验结果分析得出,当野外平均风速达到8m／s以上时,沙袋方格内部的沙粒大部分被吹出,使得沙障内部的风蚀程度大于裸地,沙袋沙障的设置反而加强了沙障内部的风蚀。同时,从野外观察发现,在铺设沙袋沙障后,迎风面的沙袋的底部首先遭到大风的‘掏蚀’,之后沙袋自然下塌,从而使得该沙障达不到理想的防风固沙的作用。沙袋沙障的优势是能就地取材,以沙治沙,布设办法简易,费时短,效率高,成本低廉,在一定面积里需要的材料量比其他材料少。不足之处为生产费用和运送费比其它材料贵。 (3)对1m×1m、1.1m×1.1m、1.2m×1.2m、1.4m×1.4m、1.5m×1.5m、1.6m×1.6m、1.8m×1.8m及2m×2m 8种规格麦草沙障防风固沙效果进行了分析。分析结果为：随着麦草沙障规格的增大,相对风速逐渐降低,防风固沙效果降低。麦草沙障的地面粗糙度分析结果显示,1m×1m规格麦草沙障的地面粗糙度最大,2m×2m规格的最小。随着麦草沙障规格增大,地面粗糙度逐渐降低。在麦草沙障内部的蚀积量观测结果显示,1m×1m到1.4m×1.4m的麦草沙障与其他规格的沙障相比,稳定区范围较大,侵蚀区的范围较小。试验的8种规格当中,1m×1m麦草沙障蚀积量最小。麦草沙障的成本在这四种材料当中最低。 (4)对规格为1m×1m、2m×2m及4m×4m的芦苇杆沙障防风固沙效果分析结果为：1m×lm和2m×2m芦苇杆沙障的防风固沙效果差别不大。4m×4m芦苇杆沙障的平均粗糙度最小,防风固沙效果最差。防沙效果对比分析结果表明,1m×1m和4m×4m芦苇杆沙障在第一个方格中粒径为0.25mm以上的输沙量比旷野的输沙量多。从粗糙度分析,1m×1m和2m×2m规格芦苇杆沙障的平均粗糙度为0.1009m和0.0925m,差别不大。从防风固沙效果、输沙率和粗糙度综合分析表明,1m×1m沙障效果最好。而2m×2m沙障的防风固沙效果、输沙率和粗糙度则与1m×1m沙障的差别不大。芦苇杆沙障的成本仅次于麦草沙障。 (5)从上述结论可以看出,沙障的防风固沙效果与高度和孔隙度均有密切关系。在以往布设格状沙障时,通常只考虑材料和沙障规格,而忽视了孔隙度的重要性。因此,今后实施固沙措施时,除了材料本身以外,沙障孔隙度也是一个关键指标。在沙区布设沙障,不仅要考虑防风固沙效果,还要尽量控制沙障成本,只有综合考虑生态和经济因素,才能从根本上解决治沙问题。
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X171
【图文】：

东西最宽为lookm，总面积为7，130玩2，盐池县城距宁夏自治区首府银川市140km。盐池沙地属于盐池县南部1，600m等高线以北部份，面积为5，729.9kin2，此线以南为麻黄山黄土丘陵区，面积为1，400.IkinZ(图2一l)。松松松松松松松松松松松松滋滋衬赫， ，，七 七峡J色今夕砰‘ ‘‘图2一1研究区地理位置示意图FigZ一 1Loeationof、乞 nchiCounty盐池县北部与毛乌素沙地相连，东南部与黄土高原相连，属于典型的过渡地带，即自东南向北，地形是从黄土丘陵向鄂尔多斯缓坡丘陵的过渡带，气候是从半干早区向干早区的过渡带，植被类型是从干草原向荒漠草原的过渡带，资源利用是从农区向牧区的过渡带，荒漠化的形式是从水蚀向风蚀的过渡带，这种地理上的过渡性决定了本地区的定位多样性，如农牧交错区、水蚀风蚀交错区、干旱半干早过渡区、生态脆弱区等等。

55从-SSE—累计刮风时间—累计刮风时间(风速4m引图2一3试验区1一12月风向玫瑰图FigZ一 3WinddireetionrosemaPinPlotfromJanuarytoDe

55叭-SSE—累计刮风时间—累计刮风时间(风速4111”图2一2试验区3一6月风向玫瑰图FigZ一 2WinddireetionrosemaPinplotfromMarehtoJune

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 高宝山,朱首军,高国雄;煤矸石障蔽防风固沙效益研究[J];山西水土保持科技;1999年02期

2 高永,邱国玉,丁国栋,清水英幸,虞毅,胡春元,刘艳萍,户部和夫,王义 ,汪季;沙柳沙障的防风固沙效益研究[J];中国沙漠;2004年03期

3 汪万福,王涛,李最雄,张伟民;敦煌莫高窟崖顶灌木林带防风固沙效应[J];生态学报;2004年11期

4 赵晓平;;三晋大地 构筑防风固沙绿色屏障[J];国土绿化;2007年06期

5 马全林,王继和,詹科杰,刘虎俊;塑料方格沙障的固沙原理及其推广应用前景[J];水土保持学报;2005年01期

6 刘晋浩,孙术发,刘兵;防风固沙草方格铺设机器人剪切结构的设计[J];林业机械与木工设备;2005年08期

7 李晶;任志远;;陕北黄土高原土地利用防风固沙功能价值时空研究[J];干旱区资源与环境;2011年07期

8 ;防风固沙保畅通 环境治理不放松[J];环境保护;1994年02期

9 赵晓平;;三晋大地构筑防风固沙绿色屏障[J];中国林业;2007年11期

10 李琦;孙根年;韩亚芬;;植被防风固沙生态功能的时间同步性研究——以榆林市为例[J];陕西师范大学学报(自然科学版);2008年01期

相关会议论文 前10条

1 钟卫;杨涛;;不同盖度植被沙障防沙机理的风洞实验研究[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年

2 戴闻书;赵洪利;刘林琳;闻亮;杨云飞;;探索康平县防风固沙生态县建设途径[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年

3 胡俊;吴福安;王国义;李金海;程嘉翎;;桑树非蚕用化的应用与研究进展[A];中国治沙暨沙产业研究——庆贺中国治沙暨沙业学会成立10周年（1993-2003）学术论文集[C];2003年

4 梁运江;许广波;李太元;李艳茹;全炳武;王维娜;鲁宇菡;于海茹;;图们江下游敬信平原沙丘地貌成因与利用大果野玫瑰灌丛进行防风固沙效应的初探[A];中国首届沙产业高峰论坛文集[C];2008年

5 蔺全林;;青藏线错那湖沿岸风沙的形成机制及治理措施[A];全国公路工程地质科技情报网2006年技术交流会论文集[C];2006年

6 蔺全林;;青藏线错那湖沿岸风沙的形成机制及治理措施[A];中国铁道学会工程地质与路基专业委员会第21届年会暨学术交流会论文集[C];2007年

7 陈利平;曹建德;;集二线铁路工程治沙效果分析[A];中国西部地区铁路治沙学术研讨会论文集[C];2007年

8 梁远强;;对新疆两大盆地南缘沙漠化治理的两点建议[A];西部大开发，建设绿色家园学术研讨会论文集[C];2001年

9 张贵平;郝宇博;;内蒙古浑善达克沙地公路路域环境生态恢复研究与实践[A];中国公路学会04’学术年会论文集[C];2004年

10 张登山;;青海湖流域沙漠化土地修复技术研究[A];全国水土保持生态修复学术研讨会论文集[C];2009年

相关重要报纸文章 前10条

1 殷尚清;甘州构筑北部固沙区“绿色长城”[N];甘肃日报;2008年

2 辽省青;“圣象防风固沙工程林”正式启动[N];消费日报;2007年

3 本报记者 王U嗗逅湛

本文编号：2782890