[發(fā)明專利]一種用于風(fēng)沙防治的三角形防沙堤

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210140417.9
• 申請(qǐng)日: 2012-05-09
• 公開（公告）號(hào): CN103388312A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李建國(guó);屈建軍;馮起;韓慶杰;譚立海;李芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所
• 主分類號(hào): E01F7/02
• 分類號(hào): E01F7/02
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 馬正良

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)沙防治技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種防沙堤攔阻和輸導(dǎo)風(fēng)沙流的三角形防沙堤。

背景技術(shù)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、穩(wěn)定、高速發(fā)展，國(guó)家加大了對(duì)西部大開發(fā)的力度，交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展水平成為促進(jìn)區(qū)域發(fā)展的重要因素。蘭新第二雙線是國(guó)家“八橫八縱”鐵路網(wǎng)主骨架中陸橋通道的主要部分，建成后將大大縮短西北地區(qū)與中東部和西南地區(qū)的時(shí)空距離，對(duì)提高運(yùn)營(yíng)企業(yè)的運(yùn)輸組織效率、帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提高人民生活質(zhì)量具有重要意義。但鐵路線路跨度大，所經(jīng)部分自然區(qū)域環(huán)境氣候復(fù)雜，自然災(zāi)害頻發(fā)。河西走廊區(qū)段的風(fēng)沙流對(duì)路基及車體的侵蝕是對(duì)鐵路營(yíng)運(yùn)危害之一。是困擾我國(guó)沙區(qū)道路建設(shè)和安全運(yùn)營(yíng)的主要因素。因此，防沙新技術(shù)、新材料和新工藝的應(yīng)用是風(fēng)沙工程學(xué)的重要研究課題之一。

發(fā)明內(nèi)容

????針對(duì)河西走廊戈壁地區(qū)風(fēng)沙危害規(guī)律及地貌環(huán)境條件,本發(fā)明提供一種用于風(fēng)沙防治的三角形防沙堤。為了證實(shí)三角形防沙堤的有效性，本發(fā)明開展了防沙效應(yīng)的野外監(jiān)測(cè)和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)、FLUENT數(shù)值模擬研究，探討了其防沙機(jī)理，從而為三角形防沙堤的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其應(yīng)用提供理論與實(shí)踐依據(jù)。

本發(fā)明的目的是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)：

一種用于風(fēng)沙防治的三角形防沙堤，將其布置在被防護(hù)物的上風(fēng)向，其特征是堤身斷面為傾角40°的等腰三角形，堤身高度H為6.0-7.5m，堤身長(zhǎng)L與被防護(hù)物體長(zhǎng)度S相當(dāng)，被防護(hù)物體與三角形防沙堤的最大間距為防沙堤高度的17倍。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和產(chǎn)生的有益效果是：

1、防沙堤作為一種新型防沙技術(shù)具有受自然因素的限制少、堤身牢固不易破壞、便于施工等優(yōu)點(diǎn)，能夠達(dá)到較理想的防護(hù)效果。尤其在高寒及干旱地區(qū)生物防護(hù)措施難以實(shí)施，或者其他諸如阻沙柵欄、高立式大網(wǎng)格阻沙固沙障等工程措施易在強(qiáng)風(fēng)被破壞的情況下，修筑防沙堤是最好的選擇。以上優(yōu)點(diǎn)使其在工礦、交通及文物古跡等行業(yè)的風(fēng)沙災(zāi)害防治中具有廣泛的應(yīng)用前景。

2、本發(fā)明的設(shè)計(jì)是基于河西走廊戈壁地區(qū)風(fēng)沙流的特征及地貌環(huán)境條件而產(chǎn)生的。戈壁地區(qū)平坦開闊，沙礫豐富，為防沙堤的修筑提供了便利的前提條件；堤身與被防護(hù)物體的最大間距不超過堤身高度的17倍，此間距范圍內(nèi)為有效的風(fēng)速削弱區(qū)，而且風(fēng)速在此距離內(nèi)尚沒有完全恢復(fù)，為被防護(hù)物設(shè)立了一道屏障，避免了背風(fēng)側(cè)的積沙，使被防護(hù)物受到保護(hù)。

3、本發(fā)明因地制宜、就地取材，交通線路防護(hù)可以選用道路修筑時(shí)的棄土和棄石，戈壁和流沙地區(qū)則利用挖掘截沙溝的材料修筑防沙堤,能夠在背風(fēng)側(cè)形成更大的有效防護(hù)距離。為沙礫質(zhì)戈壁風(fēng)沙流的防治和我國(guó)交通線路維護(hù)、重要文物古跡及經(jīng)濟(jì)設(shè)施的保護(hù)提供了成功的經(jīng)驗(yàn)。

4、本發(fā)明研究結(jié)果表明，傾角為40°三角形防沙堤在各類風(fēng)速下對(duì)被防護(hù)物體均形成最大的有效防護(hù)距離，使被防護(hù)物免受風(fēng)沙流的危害，為沙礫質(zhì)戈壁風(fēng)沙流的防治提供了成功的經(jīng)驗(yàn)。

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附圖說明

圖1為本發(fā)明示意圖。

圖2?是野外防沙堤流場(chǎng)圖。

圖3?為8m/s風(fēng)速下三角形防沙堤流場(chǎng)圖。

圖4?為10m/s風(fēng)速下三角形防沙堤流場(chǎng)圖。

圖5?為12m/s風(fēng)速下三角形防沙堤流場(chǎng)圖。

圖6?為16m/s風(fēng)速下三角形防沙堤流場(chǎng)圖。

圖7?為不同傾角三角形防沙堤的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)三維圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案再作進(jìn)一步的說明：

河西走廊風(fēng)沙災(zāi)害嚴(yán)重,?多年來一直未能有效地阻止流沙的危害。?為確保該區(qū)域內(nèi)交通線路的順暢運(yùn)行，免受風(fēng)沙危害,?本發(fā)明實(shí)施一種風(fēng)沙防治的三角形防沙堤。

如圖1所示，一種用于風(fēng)沙防治的三角形防沙堤，將其布置在被防護(hù)物的上風(fēng)向，其特征是堤身斷面為傾角40°的等腰三角形1，堤身高度H為6.0-7.5m，堤身長(zhǎng)L與被防護(hù)物體2長(zhǎng)度S相當(dāng)，被防護(hù)物體2與三角形防沙堤1的最大間距為防沙堤高度的17倍。

在實(shí)際布置過程中三角形防沙堤應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)沙危害規(guī)律及地貌特點(diǎn)，合理調(diào)整間距。

為了驗(yàn)證三角形防沙堤的可行性，本發(fā)明從野外監(jiān)測(cè)和風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬三方面出發(fā)，我們研究了傾角為40°的三角形防沙堤在防護(hù)河西走廊地區(qū)交通線路免受風(fēng)沙危害的效果，并將其與其他類型防沙堤的防護(hù)效益進(jìn)行比較，得出結(jié)論。

1???????三角形防沙堤防護(hù)效益的野外監(jiān)測(cè)

1.1?觀測(cè)方法