[發明專利]太陽能防治沙漠生態災害方法

無效

• 申請號: 200710086470.4
• 申請日: 2007-03-12
• 公開（公告）號: CN101263773A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 鐘顯亮
• 申請（專利權）人: 鐘顯亮
• 主分類號: A01G15/00
• 分類號: A01G15/00;F24J2/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明利用太陽能以防治沙塵暴等與風能有關的自然災害，屬于防災技 術、氣象科學、生態保護技術和太陽能利用技術，同時也是牧區安居工程。

沙塵暴等與風能有關的災害，是干旱地區，特別是沙漠地區最常發生的自 然災害，其危害范圍可以出國越洋，甚至繞地球流動。當前公認有效的防治 方法是保護植被和植樹造林；我國以秸桿組成方格鋪地，以阻攔流沙移動， 也是行之有效的方法。它們的缺點是：不是從源頭防治風沙，源頭地的土壤 飛失依舊；源頭區與治理區之間的災害只減而未凈；未能與居民和放牧的需 要相結合，缺乏明確的權責；與沙漠和草原的改良和管理不相關，投入大， 但少當地的生態效益。干旱地區的植被一旦破壞，要恢復到其原有生態功能， 得上百年；植樹造林既費投入也非立竿見影，效果僅是減輕災害而達不到除 根。風的速度大小和方向變化都很大，若能人工制造紊流，使風的能量在紊 流過程自行大部抵消，應是降底風速的最佳方法。風沙從源頭地“起飛”到 遠處“降落”，需要風能。風“運”沙的能力(粒經與數量)和行程，與風速 成正比。風沙“起飛”區，壤土刮跑、砂石裸露，使當地生態破壞直至寸草 不生。風沙影響(擴散到)地面和大氣，其面積無數倍于其發源地。因此， 使大風從其吹經的地區降速，使其刮起的沙塵在當地或近處沉降，應是防治 風沙的合理技術路線。風沙源頭都為植被破壞的半荒漠和沙漠，是牧區或潛 在的牧區。風沙防治工程應惠及當地居民，有利牧業發展和生態環境的改善， 提高牧民生活舒適度，逐步走向富裕；也使牧民在防治風沙過程承擔起恢復、 改良生態環境的責任。

本發明的技術方案是：將風沙防治區按垂直當地風沙日的主導風向，將全 區劃分成許多正方塊。正方塊的大小由當地風沙強度，并參照當地政府的牧 業政策(容許每戶養牧牲畜數、每畝地的載畜量等)劃定(例如每1.5×1.5km)。 在每個正方塊中間建一個防風沙站(這個防風沙站設有合乎牧民特點的住 宅)，此正方塊和防風沙站分配給一戶牧民經營和管理，權利和責任明確；使 用權長期不變，生態環境改善，正方塊內的增收效益，全歸該牧戶。這就改 變了祖輩的習慣：牧民只向牧放地不斷索取，卻不管生態環境惡化。現在“包 產到戶”，將調動牧民關心生態環境的積極性。治理風沙的根本方法是在防治 區內普遍制造紊流，使流經區內的冬春季的西北方向的低空氣流減速，使它 原攜帶的風沙沉降；使它不刮走區內的土壤，也不帶走干旱地區最珍貴的水 汽(這可增加空氣的相對濕度)和熱量；夏季東南風帶來潮濕、相對低溫的 空氣時，紊流可將較多的水汽和低溫空氣留在區內。制造紊流的辦法是：以 防風沙站的外形特點和它們的網格形排列，強制制造地面8m上下的旋風群； 以防風沙站南面和頂面的光導塊加強太陽光的采集，以陽光熱能加熱空氣并 發電，用小型垂直軸風力發電機發電，由這兩種電流經鎳鉻鋼管的電-熱轉 換產生的熱空氣，垂直向上噴發熱氣流。這氣流與平流為主的氣流相作用， 制造50m上下的旋風群，同時與其下強制旋風誘發的旋風群相復合，造成極 其復雜的紊流。

由天氣學可知，在冬季，我國上空基本氣流是西北風，地面上蒙古的冷性 高壓強度達全年最強值，中心平均位于10°～105°E，45°～55°N附近， 冷高壓范圍可達整個東亞地區。因此我國北部盛行西北——北氣流。在春季， 我國上空基本氣流就由冬季西北風變成偏西風了。四月中旬以后，偏南風盛 行，曖濕空氣北上，帶來海洋潮濕空氣，雨季逐漸開始。在夏季，比海洋暖 得多的亞洲大陸幾乎都為熱低壓控制。我國西部則受性質不同的大陸副熱帶 高壓影響。在這兩種因素的作用下，太平洋暖濕氣流登陸中國，7月雨帶北移 到華北，接著向更北的內蒙新疆地區，而后者正是我國沙漠和半荒漠地區所 在。所以，前述制造成的大面積紊流，冬可增加西北風進入防治區低空的阻 力，迫使它從上空吹過，留住原地原有的水蒸汽，地面所吸收的太陽熱量和 易被吹走的沙土和壤土；夏可將大陸北來的相對暖峰會以小于0.4°的角度， 沿著暖峰上升到冷峰空氣之上，從而將外來的水蒸汽和低溫空氣留在區內。 所以，從長期看，這將增加空氣的相對濕度，減少地面蒸發和植物蒸騰；使 冬不太冷，夏不太熱，提高年平均氣溫。這將有利于治理地區的氣候的改善 和有利于植物生長和人類健康。