浑善达克沙地公路综合防护技术及其效益分析

浑善达克沙地省际通道综合防护体系包括:公路沙害快速治理和沙源控制技术及耐风沙植被建植技术。阻沙带、固沙带改变了风沙流结构,降低了输沙强度,增加了地表粗糙度,有效的起到了削弱风速,阻截流沙,控制沙丘前移,保持地表稳定的作用;建立稳定的耐风沙植被是持久固沙和生物防护的核心;首次大规模使用“固沙网”专利技术产品用于公路快速固沙保苗,实践证明采用固沙网与柳条立式沙障的组合固沙技术对于快速固沙和植被恢复的作用更加显著;并提出了公路沙害快速治理技术体系与配套的技术措施。项目实施过程中3年投入产出比为1∶2.6,通过公路沙害治理工程的实施,稳定防护10年的经济总收益为4.67亿元;如将挖方路堑段砂质陡坡用植物固沙措施代替传统石砌护面墙技术推广至其它工程,效益更为显著。该项目技术研究与工程建设紧密结合,操作性强,能快速有效治理荒漠化地区公路沙害,总结出了沙区公路、铁路沙害的治理模式,对于我国荒漠化治理有推广应用价值。     

库布齐沙漠机械防沙措施的防护效益

在库布齐沙漠风沙防治试验场,开展了机械防沙措施的防护效益观测。结果表明:防风效益、阻沙效益和表土含水率等随沙障材料、规模和结构发生变化。1 1 m×1 m植物纤维网沙障和高密度聚乙烯(HDPE)网沙障风速降低比(K值)分别为58.5%和55.7%,均高于同规格的沙柳沙障的18.3%,说明同一规格下植物纤维网防风效果要优于其他材料;2 1 m×1 m植物纤维网沙障和1 m×1 m HDPE沙障的K值均小于相同材料8 m×8 m沙障的K值,说明小规格低立式沙障防风效应,低于相同材料较大规格高立式沙障;3月积沙量数据分析表明,阻沙栅栏能有效减小积沙量,而固沙沙障内积沙量受风向和局部地形影响较大;4不同材料与不同规格沙障内的表土含水率均高于对照区裸沙地,说明防沙措施对保持土壤水分也起到了一定作用。     

沙丘部位对聚乳酸纤维沙袋沙障降解速度的影响

掌握聚乳酸纤维沙障的降解速度对于沙障防护效益的发挥具有重要意义。在毛乌素沙地的流动沙丘迎风坡设置聚乳酸沙障,采用测定力学性能、质量损失及观察表面形态等多种手段对毛乌素沙丘迎风坡底部、中部和沙丘顶部铺设5a的聚乳酸纤维沙障的降解速度进行了研究。结果表明:与原始聚乳酸纤维沙障相比,从沙丘迎风坡底、迎风坡中到坡顶,沙障的降解速度逐渐增大。障格内纬向障体(垂直于主风向)的整体降解速度较经向障体(平行于主风向)的严重。单根沙障暴露面障体的降解速度均较贴地面的大,且二者的差异随坡位的上升越来越大。表明沙丘不同部位的风沙活动、光照、土壤水分含量等环境因素分布的差异对于聚乳酸纤维沙障降解速度有着重要的影响,在设置沙障或后期维护时应当注意加强。     

固沙网沙障积沙凹曲面特征及其固沙效益分析

在塔克拉玛干沙漠垄间平沙地布设了3种固沙网沙障试验,6个风季后对沙障内积沙和破损状况进行了测量和调查.结果表明:在地形平坦、主风向明显的区域,这3种布设模式的固沙网沙障均发挥了良好的固沙效益,在沙障内发育了积沙凹曲面,凹曲面的纵横断面基本呈光滑的抛物线形,积沙厚度和水平距离符合二次函数,蚀积系数k均小于1/12,k值1 m×1 m＞2 m×2 m＞2 m间距行列式;3种固沙网沙障的固沙能力1 m×1 m＞2 m×2 m＞2 m间距行列式,固沙成本2m间距行列式＜2m×2m＜1 m×1 m,破损率2m×2m＞ m×1 m＞2m间距行列式.研究结果可为固沙网沙障在防沙工程中的应用提供科学参考.     

格状沙障内风速波动特征初步研究

通过对不同孔隙度格状沙障内风沙流中风速波动特征研究发现:风沙流中各高度层风速波动具有很好的相关性,其波动幅度随孔隙度的增加而减小;瞬时风速在时间序列上波动的均一性随不同高度间距离增加呈递减趋势;瞬时风速的波动性一方面受下垫面性质及外在环境条件的影响,另一方面与其所在高度层沙粒数量和运动状态有关.     

沙障工程防治格状沙丘前移的风洞实验研究

分析研究表明，格状沙丘主梁是在主风作用下形成的横向新月形沙丘链；而副梁是在两个次主风的共同作用下，在横向沙丘链迎风坡上逆向形成的纵向沙丘。风洞实验和野外观测结果证明，延缓格状沙丘前移，可以在其主、副梁上采用高立式加半隐蔽式沙障，构成复合沙障，利用其抬高阻滞作用而达到目的。     

高立式尼龙网沙障防风阻沙特征及其合理配置

高立式沙障在线性工程风沙灾害防护中被广泛应用,布置模式直接影响工程防风阻沙效率和成本效益。在乌兰布和沙漠穿沙公路迎风侧,选择上疏下密式尼龙阻沙网分别设计4种高度单行、4种高度3种间距双行沙障来模拟风沙灾害防治观测场,使用阶梯式集沙仪与HOBO风速采集仪对不同风速下防风阻沙效率参数进行观测。结果表明:(1)低风速(12 m·s-1)背景下,高立式尼龙阻沙网沙障障后有效防护距离单行为3H(相同沙障高度的距离)以内,双行为12H。(2)单行高立式尼龙阻沙网沙障的障后3H沙障截留率平均为85.14%,障后5H平均为91.23%;双行障后3H平均为93.53%。(3)在中低风能地区线性工程防护中配置尼龙阻沙网时,不建议使用0.6 m及以下高度沙障;8 m·s~(-1)风速及以下可配置1 m高度单行尼龙阻沙网沙障;8～12 m·s~(-1)风速可配置间距8H、高度0.8～1.0 m双行尼龙阻沙网;在大风速区(12 m·s~(-1))选择拓宽间距至10H、高度1.2 m尼龙网沙障多条带复式配置。此模式可优化治沙工程设计,完善线路工程沙害防治体系。     

吸沙式挡沙墙设计及防护效益分析

为了解决沙粒掩埋挡沙墙造成挡沙墙防护效果降低,文中基于k-ε湍流模型的RANS方法和多孔介质模型对不同参数的吸沙式挡沙墙进行数值模拟计算,并采用风洞试验验证文中所选湍流模型和网格划分策略的正确性。研究结果表明：风沙流经过挡沙墙会形成速度分区,分别为墙前减速区、墙后墙体结构导致的局部加速区、墙体正上方加速区、墙后涡流区以及恢复区。随着挡沙墙孔隙率减小,背风侧有效遮蔽区域越大,背风侧积沙位置离墙体越近,吸沙式挡沙墙的最优孔隙率在25%～35%,考虑到制造工艺,孔隙率选35%为宜;文中所设计挡沙墙的吸沙功能良好,吸沙量的大小正相关于孔隙率和来流风速;吸沙式挡沙墙周围的水平风速随高度增加逐渐从“U”型转变为“V”型分布,风速廓线在垂直方向上呈现倒“S”形分布。当风速一定时,有效防护距离随着挡沙墙高度的增加而增大,积沙范围增大;当高度一定时,积沙位置随着来流风速的增大逐渐向下风向转移。挡沙墙高度越高,承受的风压越大,工程造价上升,从防护距离和工程造价两方面考虑,四块挡沙板是吸沙式挡沙墙最合理阻沙高度。     

PLA沙障对沙丘迎风坡土壤水分的影响

选取风季和雨季两个典型时期,对铺设不同规格PLA沙障沙丘迎风坡不同坡位0-60cm土层的土壤含水量进行测定,并以裸沙丘为对照,探究PLA沙障对沙丘迎风坡土壤水分的影响.结果表明:1m×1m和2m × 2m沙障在不同时期对沙丘迎风坡整体和坡位间土壤水分影响明显,而菱形沙障作用效果差;1m×1m、2m×2m沙障使风季形成迎风坡浅层(5-20cm)土壤含水量低于裸沙丘的水分特征,雨季形成迎风坡表层(0-10cm)土壤含水量优于裸沙丘的水分特征,从而影响了植物的入侵与定居方式;不同时期1m×1m和2m×2m沙障对迎风坡中部和下部土壤水分的影响均较上部明显,迎风坡中部和下部应为重点关注区域,而在上部应采取相伴措施弥补不足.     

土壤凝结剂沙障防沙机理的风洞模拟实验研究

模型按 1 :1 0比例设计 ,在 7m/s、1 5 m/s和 2 0 m/s的实验风速下 ,对不同浓度土壤凝结剂处理的沙障模型进行风洞实验 ,测定其蚀积状况。实验结果表明 :抗风蚀强度以 40 %浓度处理的固沙模型最强 ,2 0 %最弱 ,但 30 %浓度防风蚀效果较为实用。积沙状况与浓度关系不明显 ,水平放置与坡面 ( 30°)放置时均以 1× 1 m规格的沙障积沙最多 ,1 .5× 1 .5 cm次之 ,2×2 cm最差。风速在障前受阻减弱 ,而后沿流速方向在沙障间逐渐增大 ,在第二格上方障埂处出现最大值 ,障后逐渐减速 ,直至障高 1 0倍处趋于稳定。障前、障后风速降低是引起障前、障后积沙的主要原因 ,也是土壤凝结剂沙障的防沙机理。     

科尔沁沙地景观格局变化的研究

本文以1995年和2000年的遥感影像为信息源,利用GIS图像、数据处理功能,获取景观要素图斑,得出图斑的数量、周长、面积等特征,并根据景观生态学的原理和方法,计算研究地区的景观指数,通过对景观指数的分析,揭示该地区沙漠化现状及动态。结果表明,研究地区各种类型沙漠化土地总面积37.4万hm2,占总土地面积的39.1％;植被盖度小于30％的较严重沙漠化土地从1995年到2000年以61.0hm2/年的速度扩展;景观破碎度变大,反映出入类活动对景观的干预作用不断增强;沙漠化景观要素的形状指数变化表现出内、缘比变大,不利于沙漠化土地的自然恢复。研究地区沙漠化是一个发展的过程。     

松嫩沙地荒漠化现状和原因

通过对松嫩沙地2000年的遥感监测表明:松嫩沙地共有盐渍化土地面积1613.17 km2和沙漠化土地面积3765.38km2,分别占整个沙地面积的3.13%和7.3%。盐渍化最严重的是大安,共有盐渍化土地894.19 km2,占到总盐渍化土地面积的55.43%;在沙漠化土地中,草场沙漠化土地3130.51 km2占沙漠化总面积的83.14%,耕地沙漠化土地634.87 km2占沙漠化土地总面积的16.86%。其中以轻度和中度沙漠化土地为主,分别占50.72%和36.81%,重度沙漠化土地占12.23%,严重沙漠化土地面积较少,仅占0.24%。土地沙漠化最严重的是大庆,占整个行政区域面积的19.15%,面积达到969.65km2。在文章的结尾,简要分析了松嫩沙地荒漠化发生的自然和人为原因。     

科尔沁沙地榆树疏林草原植被研究

榆树疏林草原是温带典型草原地带、适应半干旱半湿润气候的隐域性沙地顶级植物群落 ,广泛分布于科尔沁沙地、浑善达克沙地 ,是防风固沙、保护沙区生态环境和周边土地资源的一种重要的植物群落类型 ,也是耐旱沙生植物的重要物种基因库和草原野生动物的重要避难所和栖息地。然而 ,由于人类的干扰 (如毁林开荒、过度放牧、甚至片面地建立人工林群落等 ) ,不同程度地破坏了榆树疏林的生态环境 ,影响了其特有的生态作用。遥感监测结果表明 ,分布在科尔沁沙地的榆树疏林草原总面积仅有 41 .4万 hm2 ,通常由乔木、草本或乔木、灌木、草本二个或三个层次构成 ,按疏林群落组成可分为白榆疏林草原、白榆疏林灌丛草原、大果榆疏林草原、大果榆疏林灌丛草原、白榆 +大果榆疏林草原和白榆 +大果榆疏林灌丛草原六种类型。榆树疏林草原的类型多样 ,结构复杂 ,具有多种经营利用方向 ,按照经营利用方向 ,可以划分为以下三种 : 型散生的榆树疏林草原 ,榆树稀疏地散生于沙地草原上 ,有效地保护着牧草的生长 ,同时也可以为放牧牲畜提供良好的庇护 ,属于放牧型疏林草地 ; 型团块状的榆树疏林草原 ,榆树多呈团块状分布 ,少则 3～ 5株 ,多则 1 0～ 2 0株构成一个团块 ,团块内榆树生长相对通直 ,可以成材利用 ,这种类型的草地具?     

科尔沁沙地植被逆向演替与防治对策研究

科尔沁沙地是我国半干旱地区生态环境较脆弱而敏感的地带 ,当前 ,在全球气候变化背景下以及剧烈的人类活动影响下 ,该区的干燥程度日趋加重 ,植被逆向演替十分明显 ,表现在 :在同一热量带的不同地域 ,随着降水量减少和沙漠化程度加重 ,植被演替由疏林草原向荒漠化方向发展 ;在各个环境梯度带 ,由于阳坡更加裸露 ,蒸发作用强烈 ,比阴坡更为干燥 ,因而沙丘植被演替分化为阳坡系列和阴坡系列 ,前者向荒漠化方向发展 ,后者向草原化方向发展。植被逆向演替将妨碍社会经济的发展和生态环境的改善 ,应当给予高度重视并采取防治与保护措施。     

青海省沙地遥感宏观研究

以 TM影象为信息源 ,在全数字方式下运用遥感技术与地理信息系统技术结合建立了青海省沙地的 TM图象数据库、图形数据库和属性数据库。通过分析得出全省有沙地面积 44 3 1 749hm2 ,占全省面积的 6.1 84%。     

浑善达克沙地流沙与四种主要植物群落土壤水分时空变化的研究

本文采用定位取样与烘干法,测定了浑善达克沙地流动沙地与平沙地四种主要植物群落土壤含水量的时空变化。结果表明:流动沙地与平沙地各植物群落土壤含水量在空间上由剖面上部而下可划分为水分活跃层、水分次活跃层和水分相对稳定层三层,水分活跃层的变化与其根系分布层密切相关,深根系的植物其水分活跃层分布较深。各样地土壤水分时间动态变化明显,整个生长季土壤水分干湿变化呈“S”形,土壤含水量按其季节变化可分为三个时期,4~5月降水贮存期,6月~9月中旬水分消耗期、9月下旬~10月水分缓慢恢复期。土壤水分的时空变化受立地条件、植被等诸多因子的影响,各样地因土壤机械组成和地表覆盖不同而引起水分在时间与空间上的分异。     

内蒙古浑善达克沙地土壤水分状况的分析

为探明浑善达克沙地土壤湿度的时空变化规律 ,于 1 998一 1 999年在浑善达克沙地中部取样分析了地形和植被与土壤含水量的相关性及生长季内土壤含水量的动态。发现在坡度 <1 5°时 ,随坡度的增大 ,土壤含水量降低 ,在坡度 >1 5°时 ,沙丘阴坡上土壤的含水量随坡度的增大而增加。高沙丘阳坡的土壤含水量 ,受坡度的影响很小 ,略有降低。由于沙地土壤类型复杂 ,土壤剖面变异也比较大 ,所以随深度的增加土壤含水量的变化规律也不同。土壤含水量的动态特征在不同土层也有差异 ,表土层 ,春末夏初之前土壤比较干 ,以后在波动中上升 ,8月份土壤含水量比较大 ,8月底以后又迅速下降到春末夏初的水平。心土层则在前期土壤比较湿润 ,而后逐渐下降 ,在 6月中旬至 7月中旬出现土壤含水量的低谷 ,7月中以后又逐渐升高 ,并在 8月底达最大含水量 ,9月中旬后又降到年初的水平。6、7月间含水量的低谷可能是由于植物大量耗水造成的。表土层和心土层 (70 cm以上土层 )在 9月上旬基本降到了5月初的水平。但底土层土壤含水量在波动中升高 ,9月上旬虽有所下降 ,但仍高于 5月初的土壤湿度。在某些地形部位 ,随植被盖度的增加 ,土壤含水量有增大的趋势。     

科尔沁沙地榆树疏林草原及其封育更新研究

榆树疏林草原是科尔沁沙地古老的、持续期最长的原生植被 ,具有极强的适应性、稳定性 ,抗干扰能力和恢复能力 ,而且生物产量高 ,它是科尔沁沙地植被演替的顶级群落。榆树疏林草原广布于科尔沁沙地 ,经过长期的破坏 ,已经残缺不全 ,到 1 998年总面积 41 39平方公里。在科尔沁沙地榆树疏林草原是生产力最高的一种草原群落 ,年地上生物产量可达45 0 0 kg/hm2以上 ,而其他类型的草原群落均在 40 0 0 kg/hm2以下。榆树疏林草原具有较高的自然更新能力 ,封育保护以后每公顷可以产生幼苗 6万多株 ,但由于环境的限制幼苗的保存率很低 ,由于水分胁迫 ,加速了树木的死亡 ,这一趋势说明榆树疏林草原的疏林性质是由资源的丰富度来决定的     

白音锡勒草原沙地去杉林的性质,可能成因及自然更新能力的？…

本文对内蒙古白音锡勒草原沙地白杆（Ｐｉｃｅａ ｍｅｙｅｒｉ）种群的大树和幼树及伴生植物进行了初步研究,认为沙地白杆林是在近极限生境条件下,由适应性不同的植物促依生境异质性组合而成的疏林群落。是第三纪云杉属植物广布分布区的残存片段,也是白杆现代分布区的北界。白杆种群现有大树３３０株,幼树１６２９株。大树的死亡率随胸围增大而增高;幼树则每增加个龀级死亡４８．７％;该种群具有自然更新的能力。由于生境相对