新恩陶铁路沙柳沙障防风固沙效益研究

对比分析新恩陶铁路不同规格沙柳沙障(1.0 m×1.0m、1.5m×1.5m和2.0m×2.0m)的植被恢复状况及防护效果。结果表明:1.0m×1.0m沙柳沙障的枝条生长状况较好,2.0m×2.0m沙柳沙障内的植被恢复情况较好。沙柳沙障能够降低地表风速,增大地表粗糙度,减少近地表输沙率。其中,1.0m×1.0m沙柳沙障在地表10cm处对风速的降低效果最好,对地表粗糙度的影响最大,输沙范围最小。     

不同几何形状纱网沙障输沙量风洞模拟实验研究

风蚀危害是影响流动沙丘造林成效的关键因素。我们在跟踪调查纱网沙障野外固沙造林良好成效的基础上,进行了不同几何形状纱网沙障输沙量风洞模拟实验研究。结果表明:不同几何形状及其开口方向的纱网沙障改变了地表风沙流结构,拦沙效果显著;当沙障开口朝背风方向时,输沙量随着距离地面高度增加而减少,而沙障开口朝迎风方向时,拦截地表风沙流效果较好,且输沙量随着距离地面高度增加而呈抛物线形变化规律,迎风半圆型沙障最大输沙量在距离地面26~28 cm高度,迎风月牙型沙障在距离地面20~22 cm高度,而未设置沙障最大输沙量在距离地面0~2 cm;在沙障迎风侧0.5H和背风侧0.5H~2H范围内均处于积沙状态,并且距离沙障越近积沙越厚,而在沙障迎风侧1.5H~2.5H范围则以风蚀状态为主,这种风蚀积沙变化为在纱网沙障背风侧3H范围内植树固沙造林提供了理论依据。     

直压立式纱网沙障风洞试验研究

风蚀危害是影响流动沙丘造林成效的关键因素。在跟踪调查纱网沙障野外固沙造林良好成效的基础上,进行了纱网沙障固沙成效的风洞模拟试验。结果表明:设置带状纱网沙障后改变了地表风沙流结构,并对拦截地表风沙流具有显著的效果。在距离地表0~40cm高度范围内,沙障高度10、15和20cm时,其总输沙量分别为0.9、1.11和0.56g·cm~(-2)·min~(-1),而无沙障对照为4.47g·cm~(-2)·min~(-1)。在纱网沙障迎风侧2 H、1.5 H和1 H处的平均风蚀深度分别为0.47、0.4和0.2cm,在背风侧0.5H、1H、1.5 H、2 H和3 H处的平均积沙厚度分别为1.7、1.1、1.0、1.3和1.4cm。此外,由于沙障高度不同,沙障迎风及背风侧风速流场的变化特征不同,并在沙障背风侧近地表形成弱风区。其中,沙障高度10cm时,在设置沙障位置的上空10cm高度范围形成1个高风速涡旋;沙障高度15cm时,在沙障及沙障背风侧上空10cm高度范围形成3~4个高风速涡旋;沙障高度20cm时,在沙障位置及沙障背风侧上空10cm高度范围形成8~9个高风速涡旋,反映出纱网沙障具有随风摆动的特点,对空中气流的扰动作用强烈。     

乌兰布和沙漠黄河段不同治理措施固沙效果研究

以乌兰布和沙漠沿黄段为研究区,研究了麦草沙障、沙柳沙障和梭梭林3种治理措施下风速廓线、粗糙度、风沙流结构及输沙率等指标的变化,以期筛选不同治理措施下防风固沙效果的优劣性,为进一步完善当地防沙护岸和防沙治沙工程提供一定理论依据。结果表明:梭梭林地和设置沙障后的近地表(0~30 cm)粗糙度较流动沙丘明显增加,风速明显降低,且沙障的风速廓线随高度均遵循对数分布规律。铺设沙障后或营造梭梭固沙林,输沙率相比流沙均有明显降低,相同风速下铺设沙柳沙障后输沙率为流沙的2.2%~38.2%,铺设麦草沙障后输沙率为流沙的13.3%~35.8%,梭梭林地输沙率为流沙的4.2%~27.6%。随风速的增加,流动沙丘风沙流结构特征值λ逐渐减小,麦草沙障风沙流结构特征值λ逐渐增大,沙柳沙障和梭梭林风沙流结构特征值λ呈现先减小后增加的规律。采取措施后下垫面均能很好地控制近地表的流沙活动。     

PLA沙障防风效益研究

为了解新材料PLA沙障对近地表气流的影响,通过测定铺设PLA沙障沙丘距地表不同高度的风速,并以铺设麦草沙障沙丘及裸沙丘为对照,对比研究各种规格、迎风坡、坡顶及背风坡地表粗糙度、风速效能及风速廓线差异。     

榆林沙柳沙障的防风固沙效益分析

沙柳（Salix psammophila）是榆林沙区重要的灌木资源,也是优良固沙树种,沙柳沙障是一种防风固沙效果很好的治沙措施。本文通过查阅大量文献和基层防沙治沙的实践经验,主要分析了沙柳沙障对风速、地表粗糙度和近地表输沙率的影响以及防风固沙效益。     

纱网沙障输沙量风洞模拟实验研究

风蚀危害是影响流动沙丘造林成效的关键因素。为此,我们在跟踪调查纱网沙障野外固沙造林良好成效的基础上,进行了纱网沙障输沙量风洞模拟实验研究。结果表明:设置带状纱网沙障后改变了地表风沙流结构,当沙障高出地面20 cm、10 cm和15 cm时,其最大输沙量分别在距地面6~10 cm、10~14 cm和14~18 cm高度范围,而无沙障时其最大输沙量在距地面0~2 cm高度范围,并且,与带状沙障相比,网格沙障拦截地表风沙流的效果更好,如在距地面0~14 cm高度范围,其输沙量为1.89 g/4 cm2·3 min,而带状沙障为4.96 g/4 cm2·3 min。在纱网沙障迎风侧2H、1.5H和1H处的风蚀深度分别为0.47 cm、0.4 cm和0.2 cm,在背风侧0.5H、1H、1.5H、2H和3H处的平均积沙厚度分别为1.7 cm、1.1 cm、1.0 cm、1.3 cm和1.4 cm,这种风蚀积沙变化为在纱网沙障背风侧3H范围内植树固沙造林提供了理论依据。     

民勤流沙治理中机械沙障的防风固沙效益分析

通过分析研究民勤流沙治理中机械沙障的防风固沙效益,对设置的6种不同类型沙障进行测定和分析,得出如下结论:机械沙障设置后,可以提高流沙下垫面的粗糙度,降低近地表风速,固定流沙,减少风速。6种机械措施相比,塑料网格沙障价值系数最高,依次为:粘土方格沙障、麦草方格沙障、土工编织袋沙障、砾石方格沙障、棉花秆方格沙障。     

青藏铁路路基对风沙运动规律影响的数值模拟

【目的】通过Fluent软件进行模拟计算,研究青藏铁路原有路基及新提出的一种输沙型路基的流场分布情况以及路基积沙特征,并讨论了轨枕式挡沙墙与PE阻沙网对路基风场及积沙特征的影响,探索路基对风沙运动规律的影响,为青藏铁路防沙治沙提供理论基础。【方法】采用数值模拟的方法,选择3种路基(普通路基、通风路基、输沙路基)以及2种沙障(轨枕式挡沙墙、PE阻沙网)的组合形式,通过模拟流场及积沙分布特征,评价沙障的防沙效果并分析路基受风蚀影响的程度。【结果】3种路基的风速流场具有相同的功能分区,且风速对流场的影响较小;在路基迎风侧,普通路基对风速的降低作用最强,极易引起沙粒在路基坡脚和边坡堆积,路基顶部风速明显增加,大风时可能会影响行车安全,路基背风侧存在回流现象,部分沙粒在重力作用下会堆积在背风侧边坡处;普通路基迎风侧边坡积沙情况严重,沙埋铁轨现象频发,布设有通风管的路基会受到积沙影响,导致管道堵塞,影响其冻土保护功能,输沙路基利用狭管效应,使风沙流加速通过,防止迎风侧边坡积沙和风沙上道,且一旦输沙管道发生积沙,可通过自然风力清除,若必须人工清理也便于操作,可节省大量人力物力;当路基上风向布设沙障时,沙障对风速有极强的减弱作用,路基和沙障之间存在一个减速区,该区域速度呈中间大两端小分布规律,风速无法达到起沙风速,沙粒沉积在沙障前后,路基边坡积沙明显减少。【结论】3种路基在无防护措施情况下,均有不同程度的积沙,输沙路基积沙量最小,且便于清理;轨枕式挡沙墙积沙量迎风侧大于背风侧,PE阻沙网积沙量背风侧大于迎风侧,并且沙障间距影响着阻沙效果,适当调整沙障间距,使此区间内的风速不足以起动沙粒,提高沙障阻沙效果;模拟结果表明,输沙路基相对于普通路基和通风路基更适用于风沙地区,但目前的结果还停留在理论阶段,需要在高原环境中进一步进行试验验证。     

纱网沙障对植被恢复的影响

既降低沙障成本又能有效控制风蚀过程是流动沙丘治理中急需解决的问题。本文利用PE抗老化纱网材料沙障并进行造林取得了预期效果。调查结果表明,纱网沙障设置区风蚀深度为6.52 cm,对照区为14.24 cm。不同规格的纱网沙障均在纱网两侧5.20~5.50 cm范围内积沙5.42 cm。沙障背风侧30 cm范围内栽植杨树平均成活率为95.35%、黄柳为96.62%,且没有风蚀危害。纱网沙障设置2年后,草本植被盖度平均提高到40%左右,风沙危害得到明显控制。