梭梭对“双眉式”草方格沙障的影响初探——以民勤沙漠化治理为例

梭梭林与草方格沙障两者结合,梭梭枯落物能够增加地表粗糙度、减缓风速的作用;同时,也能减缓沙障腐蚀,进而改善沙面结构,增加了沙障保存时间。     

沙坡头人工植被防护体系防风固沙功能价值评价

本文将沙坡头人工固沙植被防护体系防风固沙功能机制分为枝柴栅栏、草方格沙障和人工植被三部分,评价了该体系防风固沙功能价值.结果表明：沙坡头人工固沙植被生态系统每年拦截流沙物质量为2.79×10^8m^3,其中枝柴栅栏拦截1.76×103m^3,草方格沙障拦截8.5×10^5m^3,人工固沙植被拦截2.78×10^8m^3.利用机会成本法算出由此而产生的经济价值是5.93×10^8元.本文的研究结果对进一步准确评估沙坡头防护体系服务功能有一定的参考价值.     

毛乌素沙地穿沙公路路域沙柳防护带平茬复壮技术

为防止穿沙公路路侧地表和路面在沙柳防护带衰退时期被风蚀和沙埋,设计维持丛状结构的平茬方式对其进行平茬复壮,优选出其发挥阻、输沙能力的最佳平茬强度,实现穿沙公路路域沙柳防护带可持续经营.以穿沙公路路域沙柳防护带为研究对象,以试验设定平茬方式按0.3Φ、0.5Φ、0.7Φ、1.0Φ(Φ为沙柳灌丛蓬径)强度梯度依次进行平茬,并对各平茬强度下的风速和输沙率进行观测,计算粗糙度并分析,选出平茬最为合理强度.研究结果表明:沙柳防护带在平茬强度为0.3～0.5Φ时,风速流场特征与未平茬时相比变化幅度较小,仍能将防护带前后风速控制在起沙风速之下,防护作用较好;平茬强度为0.5Φ时,防护带后H、2H、3H、4H测点地表粗糙度均大于旷野起沙时的粗糙度,5H测点处两者正好相反,5H点处为公路边缘,风速增大,对路面积沙有输导作用.平茬强度为0.5Φ以内时,沙柳防护带具有很强的阻沙能力,阻沙效果显著.综合对比分析,穿沙公路路域防护带最合理的平茬强度为0.5Φ.     

布袋沙障对流动沙丘地表风沙和土壤湿度的影响

为了解布袋沙障对风沙流和土壤湿度的影响,通过测定风速和采集地表0~30 cm输沙,同时对地下0~40 cm土壤含水率进行测试,分别研究1 m×1 m、2 m×2 m、3 m×3 m规格布袋沙障防风效能、粗糙度、输沙量和土壤湿度差异。结果表明,布袋沙障能够有效提高0~30 cm高度范围的防风效能,增加地表粗糙度,显著降低0~30 cm地表输沙量和改变风沙流结构。3种布袋沙障的防风效能顺序为1 m×1 m2 m×2 m3 m×3 m,1 m×1 m与其他两种规格布袋沙障的防风效能差异显著(P0.05),2 m×2 m和3 m×3 m规格布袋沙障的防风效能间无显著差异;粗糙度顺序为1 m×1 m2 m×2 m3 m×3 m对照,1 m×1 m、2 m×2 m和3 m×3 m规格沙障粗糙度分别比对照高91.31%、78.88%和76.26%,差异极显著(p0.001);0~30 cm输沙量顺序为对照3 m×3 m2 m×2 m1 m×1 m,对照的0~30 cm输沙量达到了71.43 g(/min·cm2),是布袋沙障的32.98倍,3种规格布袋沙障与对照沙丘2~10 cm和0~1 cm两层沙量的比值λ均大于1,说明在监测期内地表均处于风蚀状态。土壤含水率顺序为对照3 m×3 m2 m×2 m1 m×1 m,在0~20 cm土层此变化趋势明显,对照的土壤含水率分别比3 m×3 m、2 m×2 m、1 m×1 m规格沙障样地的土壤含水率高55.15%、58.63%和67.45%。     

乌吉线沙害治理机械沙障设置的研究

通过对乌吉线沙害治理几种机械沙障设置的研究 ,总结出沙障最长防护年限和最适孔隙度 .结果是 :高立式沙障最长防护年限为 5年 ,最适孔隙度为 30 % ;半隐蔽式沙障最长防护年限为 2年 ,最适规格为 1 m× 1 m ;高立式和半隐蔽式综合沙障模式最长防护年限为 7年 ,最适配置为孔隙度 30 %的高立式沙障与规格 1 m× 1 m的半隐蔽式沙障相组合 .     

布袋沙障对流动沙丘地表风沙和土壤湿度的影响

 为了解布袋沙障对风沙流和土壤湿度的影响,通过测定风速和采集地表0~30 cm 输沙,同时对地下0~40 cm 土壤含水率进行测试,分别研究1 m×1 m、2 m×2 m、3 m×3 m 规格布袋沙障防风效能、粗糙度、输沙量和土壤湿度差异。结果表明,布袋沙障能够有效提高0~30 cm 高度范围的防风效能,增加地表粗糙度,显著降低0~30 cm 地表输沙量和改变风沙流结构。3 种布袋沙障的防风效能顺序为1 m×1 m>2 m×2 m>3 m×3 m,1 m×1 m 与其他两种规格布袋沙障的防风效能差异显著（P<0.05）,2 m×2 m 和3 m×3 m 规格布袋沙障的防风效能间无显著差异;粗糙度顺序为1 m×1 m>2 m×2 m>3 m×3 m>对照,1 m×1 m、2 m×2 m 和3 m×3 m 规格沙障粗糙度分别比对照高91.31%、78.88%和76.26%,差异极显著（p<0.001）;0~30 cm 输沙量顺序为对照>3 m×3 m>2 m×2 m>1 m×1 m,对照的0~30 cm 输沙量达到了71.43 g/（min·cm²）,是布袋沙障的32.98 倍,3 种规格布袋沙障与对照沙丘2~10 cm 和0~1 cm 两层沙量的比值λ均大于1,说明在监测期内地表均处于风蚀状态。土壤含水率顺序为对照>3 m×3 m>2 m×2 m>1 m×1 m,在0~20 cm 土层此变化趋势明显,对照的土壤含水率分别比3 m×3 m、2 m×2 m、1 m×1 m 规格沙障样地的土壤含水率高55.15%、58.63%和67.45%。     

基于空气动力学的沙袋沙障气流场模拟

以空气动力学为理论基础,借助流体力学软件Fluent,对不同规格沙袋沙障近地表气流、风速廓线和防风效能等进行了模拟分析.结果表明:各监测断面风速廓线在距地表高度h≤0.5m时,变化差异较小;在h=0.5～2.0m高度范围内,风速呈递减趋势.近地表气流出现3个明显分区:加速上升区,低速下沉区和低速回流区,分别位于沙障防护工程的前上方、防护区上方和障格内.在低速回流区形成两个水平轴涡流,涡流中心流速最小.h=0.5m处成为沙袋沙障的风速分界点,h=0～0.5m时,沙障高度是风速主要影响因素;h=0.5～2.0m时,沙障规格是风速主要影响因素,2m×2m规格沙障效益显著.     

毛乌素沙地沙柳人工林最优平茬周期的确定

摘要 针对毛乌素沙地沙柳人工林衰退问题,从防风固沙角度探讨沙柳林最佳平茬周期,为今后平茬作业提供理论依据。以毛乌素沙地丘间低地沙柳人工林为研究对象,测定平茬后不同林龄沙柳林林内粗糙度和风速廓线与林后沙丘迎风坡粗糙度,分析确定出兼顾沙柳特殊平茬生态学特性和防风固沙效益的最佳平茬周期。试验结果表明：沙柳在平茬后第4a,林内粗糙度呈现最大值,地表比较稳定,之后开始出现下降趋势;沙柳林林后沙丘迎风坡的粗糙度在平茬后初期,地表粗糙度低于起沙时粗糙度,易发生风蚀现象,之后随着沙柳的生长,平茬后第3a开始,林后7H（H为沙柳平均高度）内地表粗糙度均大于起沙时粗糙度,沙柳林对林后迎风坡防护效果较好,而4a后,沙柳林防风能力下降,地表粗糙度下降,地表抗风蚀能力减弱。研究得出沙柳林最优的平茬周期为4年。     

稳态风场下的沙粒运动规律

风沙运动是风沙地貌以及土壤侵蚀的主要原因,跃移运动是风沙运动的主要形式,跃移沙粒占整个运动沙粒的75%左右,这一运动不仅是沙量传输的主要运动形式,也是造成沙质地表风蚀和风沙灾害的根本原因.通过数值模拟的方式研究了当风沙运动达到稳定状态时的风沙流运动特征,详细讨论了稳态情况下沙粒的跃移运动规律,以期对防沙治沙工作能起到一定的指引.研究结果表明:在不同的初始风速条件下,当风沙运动达到稳定状态时在高度小于10倍的沙粒直径处的风速基本相同,这是由于地表风场被运动沙粒强烈修正,有效粗糙度随着摩阻风速的增加而增加;同时在给定的风场风速下,跃移轨迹和碰撞速度并不是无限增大的,而是存在最大的跃移轨迹和最大的碰撞速度,并且最大碰撞速度以及最大跃移轨迹的高度和长度与摩阻速度成线性关系.     

新疆油气管道主要风沙灾害及其风险管理

针对新疆沙漠地区天然气管道风沙灾害现状,分析了管道沙害的基本形式和致灾机理,并根据风沙流运动的基本特点,经回归推导了新疆沙漠地区不同风速、不同沙丘位置的油气管道覆土风蚀速度与气流流速的相关方程,为油气管道风沙灾害风险评估和安全管理提供了可借鉴的科学依据.     

新疆古尔班通古特沙漠输水明渠风沙防护工程措施

新疆北水南调工程输水明渠在由北向南横穿古尔班通古特沙漠,全长170.38km,是目前世界上最长的沙漠输水工程。沙漠明渠风沙防护无疑是保证沙漠明渠正常运行的关键问题,即通过防护措施达到固沙、阻沙、导沙和输沙,以消除沙埋、沙蚀、沙割等危害。本文对该工程风沙防护措施结合试验、研究和分析及行了总结。     

包兰铁路沙坡头段防护体系近地面流场特征

基于地形和流场实测，研究了包兰铁路沙坡头段铁路防护体系近地面流场沿NNW-SSE方向的变化．结果表明，由于地形变化以及人工植被和草方格的存在，防护带内等风速线沿风向呈逐渐变疏和抬高的趋势，各高度的风速总体上呈递减趋势，风速放大率为负；沙丘迎风坡风速放大率为正，流动沙丘迎风坡风速放大率高于固定沙丘迎风坡．沙丘背风坡2．5m高度内风速放大率总体为负．防护带内的固定沙丘背风坡气流通体减速，各高度的风速放大率全部为负，平均为一1．48％／m．防护带内地表空气动力学特征发生变化，其中沙丘迎风坡地表风速廓线接近于对数率；人工植被带地表空气动力学粗糙度显著高于流沙区．     

草方格防风固沙技术在塔里木河干流输水堤设计中的应用

塔里木河干流输水堤全长380.29Km,其中220.49Km穿越沙丘活动频繁区域。为了减少流沙对输水堤防的危害,设计中在流沙严重地段采取适当的防风固沙措施,以保证输水堤防的安全。本文比较了国内外较为常用的三种流沙固定方法,即生物固沙、机械固沙和化学固沙,结合塔里木河流域实际,最终采用机械固沙中的草方格沙障作为主要固沙措施,并对草方格的规格、材料选择和施工方法进行了论述。     

广东省沙质海岸营造防风固沙试验示范林模式研究

进行了适生固沙灌,草的选草,草的选育,栽培以及及减轻沿海热带气旋危害并延缓沙土向内陆移动速度等的研究,营造乔,灌,草综合治试验试验模式示范林,并筛选出防风固沙效果好的4个大麻黄优良无性系,3个灌木和5个适于林带前沿至高潮线沙带种植的草木植物,从林带前沿到农田旱地设置 3道防风屏联,采取这些技术措施后,试验示范林内和林后风速降低了43．5－68．7％,4－5m/s风速已不再起飞沙,林内的自然植被增加,喜湿润的植物生长良好,防风固沙效果显著。     

酒泉地方铁路防沙方法研究

酒泉地方铁路因戈壁风沙造成的线路积沙问题严重,单纯地人工清沙已不能满足线路正常运营需要,因铁路辖区严重缺水,植物固沙措施较难实现,而化学固沙措施成本过高,鉴于此,在对戈壁沙化规律研究的基础上,提出了一些工程建设类防沙措施,包括线路设计措施和运营养护的技术措施,有石格固沙、PLA沙障和一些结构工程。     

辽宁风沙区退耕还林生态效应的初步研究

彰武县是辽宁主要贫困地区和风沙危害的重灾区,2001年成为国家退耕还林试点县之一.2002年末,在彰武县开展风沙区退耕还林工程效益监测工作,对风沙区退耕还林(草)地的气候因子、地表植被、土壤性质、风蚀情况等方面进行定量分析,观测结果表明:实施退耕还林(草)工程后,气候因子不断改善,植物种类由单一品种向多品种过渡,土壤理化性质变化明显,不同退耕还林模式对防风蚀均有影响,其中乔灌草模式退耕防沙效果最好.得出各模式防护效果的基本规律:乔灌草模式＞乔草模式＞乔木模式＞经济林模式＞对照区农耕地.     

库布齐沙漠生态治理与开发利用的典型模式

通过文献查阅和实地调研研究,对库布齐沙漠植物-工程治沙模式、综合固沙林防护模式、复合套种模式、沙产业模式、光伏产业模式、恩格贝模式、川路切割分区治理模式和风水梁模式进行了综述,总结了各模式的技术应用特点.指出在光伏设施干扰下,地表强烈掏蚀和光伏面板间堆积等次生风沙危害问题亟需重视,并基于库布齐沙漠的自然环境分异特征,指出库布齐沙漠治理应遵循因地制宜的原则,在沙漠东部实行无灌溉植物防风固沙模式,在中部种植锁边林并切割治理,西部建设"四位一体"综合固沙模式.讨论了环境友好型化学固沙材料和技术的集成研发与应用方向,展望了立体光伏基地与种植养殖业组合配套的综合模式的发展前景.     

喷射式风沙风洞及列车格栅防风沙试验研究

针对现有漏沙式风沙风洞和扬沙式风沙风洞的沙尘浓度在高度方向上不均匀的问题，设计一种喷射式风沙风洞试验装置，即采用喷砂机将沙尘均匀地喷射到风洞试验段，通过调节喷砂机压力来控制沙尘浓度.测试了不同风沙风洞试验段风沙浓度随高度的变化规律，结果表明，格栅不同高度的风沙浓度差异不超过10%，这说明喷射式风沙风洞在不同高度下能形成均匀的风沙面.将喷射式风沙风洞用于某列车格栅过滤效率测试，研究了格栅过滤效率随风速和风沙浓度的变化规律，结果表明，风速为6～12 m/s时，格栅过滤效率随风速和风速浓度的增加而增加.     

机械沙障固沙效应及生态效应的研究综述

流沙蔓延极易引发沙埋农田、房屋以及道路等风沙危害,对工农业生产及人类生活造成严重威胁,采取各种措施固定流沙是沙区生态环境综合整治的重要途径之一.本文围绕机械沙障的防风固沙效应、促进植被恢复和土壤改良的生态效应、对沙丘形态和移动速率的影响等方面的研究进展进行了系统梳理总结,在此基础上指出目前研究存在的问题:1)沙障效果评价多为单因素效应研究,相互关联性较差;2)缺乏因地制宜的沙障最优配置统一标准;3)实际应用与理论研究联系不够紧密.针对问题,提出了今后沙障技术发展的研究方向,为沙障发展完善提供基本方向和思路.     

桥梁阵风风速系数研究

通过用短暂时距内的平均预期最大值代替瞬时预期最大值的方法来得到风速峰值和阵风风速系数,并讨论了地表粗糙度、基本风速、桥面高度和时距对阵风风速系数的影响程度,最后给出了阵风风速系数的数值．