[發明專利]一種風沙阻擋方法和裝置

無效

• 申請號: 200710165246.4
• 申請日: 2007-11-01
• 公開（公告）號: CN101307592A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 柴玉生
• 申請（專利權）人: 中國藥品生物制品檢定所
• 主分類號: E01F7/02
• 分類號: E01F7/02
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 李超

技術領域

本發明涉及一種風沙阻擋方法和裝置，屬于風沙防治技術領域。

背景技術

風是自然界空氣中氣流不穩定形成的一種自然現象。風在其流動過程中帶動地表沙粒形成風沙。風沙的組成包括風和沙。風是原動力，是形成風沙的基礎；沙是參與物，風沙的治理是指對風沙危害的治理。能夠引起危害的風沙，需要具備一定的風速。大氣層氣流流動過程中作用于地面物質，當風力逐漸增大到臨界值時，沙粒便獲得足夠的動量而擺脫靜止狀態，即是形成風沙的最小風速，也是形成風沙危害的臨界條件。當風速大于臨界風速時，才會有風沙危害形成。

近年來，風沙災害日益頻繁，危害加劇，全國沙害每年造成的損失達五百四十億元，約占全球荒漠化造成損失的百分之十六。沙漠地區的天氣變化無常，特別是大風帶動沙塵時常把公路掩埋。從而無數次的破壞道路運輸。與此同時，由海浪、潮流、強風等復雜自然因素引起的海岸風沙災害也是全球面臨的生態課題。

風沙災害的主要危害有：蠶食可利用土地，新中國成立以來，全國已有一千萬畝耕地、三千五百二十五萬畝草地和九千五百八十五萬畝林地與灌草地沙化，全國土地沙化面積已達一百六十一萬平方公里，且每年以二千四百六十平方公里的速度擴延；掩埋村舍，全國有二點四萬多個村莊，一千四百公里鐵路、三萬公里公路和五萬多公里灌渠常年遭受沙害威脅；造成人員傷亡和損失。

為了治理風沙，國家花費了大量的人力物力，但效果并不理想。

發明內容

本發明要解決的第一個技術問題是：提供一種有效阻擋風沙的方法。

本發明要解決的第二個技術問題是：提供一套有效阻擋風沙的裝置。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種阻擋風沙的方法，在距離目標地點3米以外的位置，迎風沙前進方向設置至少兩排風沙阻擋單元，相鄰兩排風沙阻擋單元呈交錯排布，同排風沙阻擋單元相靠近的兩個端點間隔小于1.2米，相鄰兩排風沙阻擋單元間的距離小于3米。本發明中的距離是根據風沙阻擋單元的高度和橫截面的邊長而定的，如果阻擋單元的體積有所改變，該距離也隨之縮小或者擴大。

阻擋風沙的裝置，由若干個風沙阻擋單元組成，風沙阻擋單元具有下列一種或多種結構：

(1)風沙阻擋單元為三棱柱，其橫截面為邊長0.3-1米的三角形，柱高1-5米；

(2)風沙阻擋單元為柱體，橫截面為三邊形，底邊為0.3-1米的直線，兩側邊為圓心角45-90度的圓弧，柱高1-5米。

(3)沙阻擋單元為圓柱體，橫截面為圓形，直徑為0.3-1米，柱高1-5米。

所述三角形為等腰三角形、等邊三角形或直角三角形。

所述兩側邊的圓心角度數相等。

風沙阻擋單元可采用金屬材料鑄造制成，表面設有防腐蝕涂層結構。風沙阻擋單元還可采用混凝土或水泥制造。使用時埋設將底部埋設在地面以下保持直立即可。地面以上的高度一般不少于0.7米。

不同排的風沙阻擋單元可以組合使用，但是每一排內的風沙阻擋單元的結構一般是統一的。其頂點的位置正對或者朝向風沙襲來的方向，便于將其分解。相鄰的兩排風沙阻擋單元中間形成相對負壓區域，從而降低風力。

本發明可以有效解決風沙掩埋公路的現象，其原理如下：

發明人長期研究風能過程中發現風的運動具有一定的方向性、運動性和隨意性規律。風壓的方向性可產生多方向力學效應，風壓的運動性可產生風壓的變化，形成驅動力。風壓的隨意性可以通過功能管道，產生運動平衡力。風沙刮起時風沙運動不穩定，風頭不一定為一個方向。因此，在沙漠中常見到大小不一，錯落分布的沙丘。見風沙正壓分解示意圖(圖1)。利用這種風沙正壓分解現象，采用人工裝置，使風沙在前進過程中一股風中包含的不同大小的風壓得以分解，風力隨之下降，同時引導風沙的運動方向朝向不影響人們生產生活的方向推進。

本發明的優點是：實驗證明，利用風壓技術，通過設計的人工幾何裝置，將風壓引起的多向力、平衡力、阻滯力用于風沙的治理。風頭的風速經過阻滯攔截裝置后，增大了風沙流動的運動阻力，風壓被逐步分解，并使風壓降低，低壓區域促使風速變小，達到了擋風阻沙的效果。本發明利用風壓技術，通過風沙阻擋裝置，使沙漠中風沙有效阻擋和物理分解，使得風沙中的沙塵含量有效降低，風速減緩。用路欄設施阻止沙塵，保證沙漠中的公路不被沙塵掩埋；本發明填補了國內外風沙防治研究的空白，便于實施、效果顯著，在海岸線和臺風登陸處也有著廣闊的推廣前景；有望在青藏鐵路、南疆鐵路和莫高窟等重點工程風沙防治中得到成功應用。