新型生物可降解PLA沙障与传统草方格沙障防风效益

为了解新型材料生物可降解聚乳酸纤维(PLA)沙障防风效益,通过测定PLA沙障样地内不同高度风速,分别研究1 m×1 m、2 m×2 m、3 m×3 m规格PLA沙障防风效能、地表粗糙度与风速廓线特征,同时以相同坡位同种规格的传统半隐蔽式麦草沙障样地和流动沙丘为对照,对比研究了PLA沙障与传统麦草沙障的防风效益。结果表明,新型生物可降解PLA沙障防风效能显著大于麦草沙障,2种类型沙障最大差值可达10.3%,2种材料沙障不同规格防护效果为1 m×1 m规格较其他2种规格更好;2种材料沙障增加地表粗糙度表现为PLA沙障麦草沙障流动沙丘,且均随规格增大呈逐渐下降趋势,在相同地形条件下,PLA沙障地表粗糙度均值为麦草沙障的1.4倍;2种材料沙障在迎风坡坡底、坡中、坡顶及背风坡4种地形下地表粗糙度差异不明显,其地表粗糙度均值为0.7 cm;1 m×1 m规格的PLA方格沙障和麦草沙障内的风速廓线曲线呈现“S”型曲线特征,而在2 m×2 m和3 m×3 m规格的2种材料沙障内,风速廓线与对照裸沙丘相似,其风速廓线均呈指数函数分布。随着沙障规格的增大,降低风速作用减弱,其风速廓线逐渐由“S”型趋向于指数函数曲线。      

高立式沙柳沙障防风阻沙效益的研究

本文以库布齐沙漠穿沙公路和神东公司巴图塔沙柳基地为试验区,对高立式沙柳沙障风速和输沙量进行了野外观测,根据调查和观测资料,利用surfer(8.8)软件作出高立式沙柳沙障体系内外的风速流场图,并运用粗糙度(Z0)为物理参数对沙柳沙障的防风效益和阻沙作用进行了系统的研究分析。结果表明:复式带状高立式沙柳沙障体系内外风速变化较明显,2m高风速呈现出在防沙体系的带前增强,带内平缓,带后减弱的趋势,而0.5m高度的风速在防沙体系内更趋向于平缓而稳定的变化;障前4H~10H范围内下垫面粗糙度变化不大,障间粗糙度明显增大,障后3H~4H处的粗糙度比障间粗糙度降低了72%;当旷野风速大于起沙风速时,复式带状沙柳沙障防护体系内外,风速比(V2m/V0.5m)与输沙量的关系呈对数函数;无高立式沙柳沙障存在时,风沙流甚至直接威胁路面,沙丘移动具有前进、后退、又前进,随风向的变化往复式移动的特点。     

金塔县不同固沙模式的防风效益观测研究

采用DES梯度风观测系统对金塔县滴灌生物固沙林、砾石沙障、仿真植物沙障和PLA沙障4种固沙模式的风速进行野外观测,分析不同固沙模式的防风效益。结果表明:1）设置沙障可以明显降低风速,风速降低幅度:PLA沙障＞仿真植物沙障＞滴灌生物固沙林＞砾石沙障。2）滴灌生物固沙林下风向林带边缘和中间林带内10～30 cm高度,风速减弱明显;砾石沙障布设在沙丘顶部对风速减弱较在平整地块强。3）地表粗糙度:PLA沙障＞滴灌生物固沙林＞仿真植物沙障＞砾石沙障。本研究为当地生态环境治理和防沙治沙工程提供一定的理论依据和参考价值。     

硬质地HDPE沙障防风效益的风洞试验

目的研究硬质地HDPE网沙障防风效能。方法按照1:10的比例制作不同高度（1、2和3 cm）、不同边长（10、15和20 cm）、不同孔隙度（0.5和0.6）的硬质地HDPE网沙障模型,通过布设测点模拟出不同配置模式下沙障网格纵截面流场图及风速稳定后沙障网格内水平流场图,并运用地统计学的方法进行空间自相关分析。结果空间自相关分析中18种不同配置模式的沙障有16种符合高斯模型,2种符合球状模型,且所有模型R2均高于0.97,空间相关度小于25%,变程大于测点间距,表明不同沙障网格都具有强烈的空间自相关性,且测点间距合理。气流在通过沙障时可顺畅的从沙障孔隙中穿过,不会造成气流的抬升加速作用,因此障后近地表及沙障上方的风速均低于相同高度处的对照风速。硬质地HDPE沙障防风效能在本研究设置的变量梯度范围内与高度呈正相关关系,与边长和孔隙度呈负相关关系,高度和孔隙度对防风效能的影响较大。结论硬质地HDPE材料性质稳定,不会产生塑性变形,抗老化能力强,且防风效果较好,应用前景较好。      

冀北沙漠化土地黄柳生物沙障防风阻沙与土壤改良效益分析

流沙固定及土壤改良是冀北沙漠化土地植被恢复与重建技术体系的关键环节之一。本研究通过对冀北沙漠化土地黄柳生物沙障内与裸露沙地的风速、积沙量及土壤理化性质的观测分析,研究了黄柳生物沙障的防风阻沙效益及土壤改良效益。结果表明:黄柳沙障后1 m,0.5 m高度处的防风效能为28.69%,黄柳沙障内下垫面粗糙度为裸露沙地的4.5倍,黄柳基部积沙量为0.09 m3。黄柳沙障内0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm土壤极粗砂粒(1.0 mm)含量分别比裸露沙地减少了92.84%、95.38%、82.85%,细砂粒(0.25~0.1 mm)含量则分别比裸露沙地增加了57.09%、44.93%、46.37%,土壤非毛管孔隙度较裸露沙地提高了24.85%、41.30%、22.86%。黄柳沙障内表层土壤有机质含量、微生物总量分别比裸露沙地高出30.93%、54.54%,沙障内土壤酶活性亦有增强,其中过氧化氢酶活性变化明显,其活性在0~40 cm土层比裸露沙地高出37.69%。     

浅析草方格沙障措施在防风固沙中的作用

荒漠化防治是当今水土保持工作的重要环节之一,作为拥有防风固沙作用的工程手段,草方格沙障以其增加地表糙度有效缓解风速、成本低廉易于操控实施的优势而受到广泛关注,本文从该技术的使用要领、优势效果入手,全面阐述草方格沙障在防风固沙中的作用,为水保同行提供技术参考。     

低立式格状土工沙障固沙效果研究

通过在鸟兰布和沙漠东南缘,测定规格为1m×1m、孔隙度为15%、25%、35%的格状土工沙障的输沙量、降低风速比率和障内地表蚀积3个指标,综合分析土工沙障的固沙效果.结果表明,与对照相比,孔隙度为15%、25%、35%土工沙障内近地表0cm-10cm的相对含沙量分别降低14.99%、9.O%、14.5%;15%与25%、25%与35%孔隙度的土工沙障防风效应存在极显著差异,15%与35%的防风效应不显著;就防风效应而言,25%孔隙度沙障的防风效应最好,其次为15%,35%孔隙度沙障的防风效应最差;15%和35%孔隙度的沙障固沙稳定性存在显著差异,25%和35%孔隙度的固沙稳定性差异极显著,孔隙度25%和15%的土工沙障固沙稳定性差异不显著,25%与15%孔隙度的土工沙障固沙稳定性较35%的强.     

沙槽设计与纵向插草测试研究

为了研究草沙障铺设过程中插入阻力和牵引的大小和影响因素,并为固沙装备铺设系统和牵引动力系统设计提供理论参数,本研究设计并搭建了草沙障插入装置试验平台,对刀盘在沙地中插草过程进行了参数化建模,分析了刀盘各运动状态下的受力因素,并进行了参数化计算和公式推导,建立了不同运动状态下插入阻力和牵引力平衡方程。结果表明,通过单因素和正交试验研究,铺设速度对插入阻力和牵引力大小并无明显影响,但是插入深度和铺设厚度对两者影响显著。建立插入阻力和牵引阻力与插入深度、铺设厚度、铺设速度之间的回归模型,通过分析回归模型和响应面结果最终得出影响插入阻力的因素主次顺序为铺设厚度和插入阻力,影响牵引力的因素主次为插入深度和铺设厚度。将实际测量值与理论模型计算值比较,最后得出相近程度达到98%左右。     

不同灌木覆盖状态下防风机理研究

.通过野外观测,定量研究毛乌素沙地西南缘不同灌木覆盖状态下的防风机理。以沙蒿灌木林地和沙柳灌木 林地为研究对象,裸沙地作为对照,用多剖面自计式遥测风速仪连续观测、记录距离地面0.1、0.5、1.0、2.0、3.0、 4.0、5.0 和6.0 m 8 个不同垂直高度位置的风速变化。通过对风速测定结果的统计分析,绘制3 种状态下的风速廓 线图,并计算风速廓线方程、边界层位移厚度、边界层动量损失厚度和空气动力学粗糙度。结果表明:沙蒿灌木林 和沙柳灌木林在近地层较裸露沙地有明显的降低风速作用,随着风速增大这种作用逐渐减弱。不同地表覆盖的空 气动力学粗糙度随着风速的增大而呈对数减小。当风速较大时,边界层位移厚度比空气动力学粗糙度能更实际地 反映整体观测高度范围内风速降低的状况。从空气动量的角度分析,有植被覆盖的地表空气动量损失比较稳定, 裸沙地的空气动量损失则随风速增大而减小。      

风场及光伏电场配置对阵列风沙结构影响的模拟分析

以对比分析不同风场及电站配置模式下光伏阵列对风沙输移的影响差异为研究目的,通过风洞模拟实验对不同风速、风向、电站阵列行距及是否布设麦草沙障时阵列在0~50 cm内的输沙情况进行分析,并对风沙流结构进行了探讨。结果表明:1)在0~50 cm高度范围内,阵列模型的输沙率与风速大小呈正比,与集沙高度呈反比,3个试验风速下输沙率均以多项式拟合关系最佳;2)当风向为南风时阵列输沙率及其风沙流结构特征值(λ)最高,南风(180°)、东北风(45°)、西北风(315°)的输沙最佳拟合函数分别为多项式函数、对数函数和指数函数;3)当阵列行距为20 cm时(以野外电场为原型等比例缩小值)阵列输沙率最高;4)当阵列前端布设麦草沙障后阵列风沙流结构特征值(λ)为1.75,即此时风沙流呈不饱和状态,具有挟沙能力。      

栅栏式棉秆沙障的防风固沙效益研究

通过对孔隙度为40%的栅栏式棉秆沙障内风速和风蚀风积量的观测,发现栅栏式棉秆沙障不仅可以减弱风速,而且还有很好的固沙效果.在格状沙障内,风速的降低率最大可达32%.受主风向的影响,栅栏式棉秆沙障可形成与草方格沙障不同的跨障式凹曲面,沙障内积沙的最高点不在沙障部位,因此降低了沙障被沙埋的程度,延长了沙障的寿命,提高了防风固沙的效益.     

北京市永定河沙地人工植被防风阻沙效益分析

通过对北京市永定河沙地三种人工植被 (梨园、林带、片林 )不同部位的风速、积沙量及其积沙形态特征进行观测与分析 ,比较了不同人工植被防风效益与阻沙效益的差异 .研究结果表明 ,在迎风面 1～ 1 0H范围内片林的防风效能最大 ,为 2 2 % ;在林内距迎风面 1～ 7H范围内梨园防风效能最大 ,为 6 8.8% ;在背风面 1～ 2 0H范围内林带防风效能最大 ,为 32 % .植被阻沙量大小次序为 :梨园 >片林 >林带 .在植被的作用下 ,积沙形态呈现不同的分布规律 .     

改性稻秆制备缓释包膜尿素及其肥效研究

通过对稻秆纤维改性增加其吸油率和疏水性,利用工业圆盘造粒机的原理制备缓释包膜尿素,并进行大田盆栽试验.结果表明,改性后的稻秆比普通的稻秆吸油率提高50.5％,红外光谱分析(FTIR)表明改性后羰基吸收峰增强,乙酰化程度增加;高倍金相显微镜和电镜扫描技术(SEM)对包膜层结构观察,发现形成了致密的膜层结构;大田盆栽试验结果显示,缓释包膜尿素与对照相比,玉米在生长期叶绿素含量、茎周长、株高和叶面积等方面均出现显著差异,说明该缓释包膜尿素具有良好的缓释效果,并在一定程度上能提高作物的产量.     

施氮对秸秆还田冬小麦产量和水分利用率的影响

【目的】探讨玉米秸秆还田配施氮肥对关中灌区冬小麦产量和水分利用效率的影响,为该地区实现小麦高产提供理论依据。【方法】以"西农979"作为供试冬小麦品种,研究玉米秸秆还田条件下配施0,87.5,175,262.5,350kg/hm2氮肥以及秸秆不还田条件下施用175kg/hm2氮肥6个处理,对冬小麦产量、土壤贮水量和水分利用率的影响。【结果】在氮肥用量相等(175kg/hm2)的情况下,玉米秸秆还田配施氮肥处理的冬小麦有效穗数、穗粒数、千粒质量和产量较单施氮肥处理分别增加了39万穗/hm2,1.57,2.11g和1 200kg/hm2。6个处理中,玉米秸秆还田配施262.5kg/hm2氮肥处理的冬小麦产量和水分利用率最高,分别达到8 415kg/hm2和20.9kg/(hm2.mm)。各秸秆还田配施氮肥处理的水分利用率明显高于不施氮处理。在氮肥用量相同的情况下,玉米秸秆还田处理耗水量比秸秆不还田处理减少19.00mm。【结论】秸秆还田能提高冬小麦产量和水分利用率,在玉米秸秆还田条件下,关中平原冬小麦氮肥用量应控制在175～262.5kg/hm2。     

秸秆与氮肥配施对玉米生长及水分利用效率的影响

针对辽西风沙半干旱区降水少、干旱频发、土壤瘠薄,玉米秸秆资源丰富的现状,重点研究了秸秆与氮肥配施对玉米生长发育及水分利用效率的影响.试验设4个秸秆还田量水平,2个施氮量水平.结果表明,秸秆还田配施氮肥对玉米生长前期和中后期的影响差别较大,对玉米早期生长有一定的负面作用,中后期秸秆还田正效应逐渐得到体现,玉米生长及水分利...     

秸秆覆盖对旱地土壤水分及冬小麦水分利用效率的影响

【目的】研究秸秆覆盖方式与覆盖量对冬小麦田土壤水分及冬小麦产量和水分利用效率的影响。【方法】在陕西渭北旱塬,通过连续2年(2007-2009)的不同秸秆覆盖方式(全程覆盖、生育期覆盖、不覆盖(CK)与不同覆盖量(9000,6000,3000kg/hm2)的大田试验,研究秸秆覆盖对土壤水分及冬小麦产量和水分利用效率的影响。【结果】2年的定位试验结果表明,同一覆盖方式不同覆盖量处理的土壤含水量与覆盖量呈正相关;同一覆盖量不同覆盖方式下土壤含水量表现为全程覆盖优于生育期覆盖和CK;全程覆盖方式9000,6000和3000kg/hm2覆盖量处理0～200cm土层平均含水量较生育期覆盖分别提高了11.5%,10.0%和8.0%,较CK分别提高了19.2%,12.9%和8.8%;全程覆盖方式和生育期覆盖方式下,小麦的水分利用效率均以覆盖量为3000kg/hm2处理最大,其中全程覆盖方式的水分利用效率较CK增加了31.5%(P0.05),生育期覆盖方式下2年平均的水分利用效率较CK增加了12.8%(P0.05);不同覆盖量在全程覆盖方式下冬小麦产量较CK增加41.1%～65.7%(P0.05),在生育期覆盖方式下冬小麦产量较CK增加了27.1%～30.2%(P0.05)。【结论】同一秸秆覆盖方式不同覆盖量均可增加冬小麦产量,而同一覆盖量下以全程覆盖方式的增产效果较优;覆盖量为3000kg/hm2时,2种覆盖方式的冬小麦水分利用效率均最大。     

免耕和秸秆覆盖对小麦、油菜水分利用效率的影响

通过田间定位试验和土壤水分的测定,探讨了免耕和秸秆覆盖还田对小麦、油菜土壤水分利用效率的影响.研究表明,稻草覆盖还田对土壤有明显的抑蒸保墒作用,其效果主要发生在土壤表层(0～10 cm),稻草覆盖对小麦的保墒效果大于油菜的保墒效果.小春阶段与对照相比,免耕和秸秆覆盖还田土壤储水量增加13 560～33 360 m3·hm-2,麦油的水分生产效率提高了5.9 %～26.9 %.