[發明專利]一種具有高效固沙及生態修復功能的沙障及排設方法

有效

• 申請號: 201711157705.4
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107905207B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 張哲;崔新悅;雷自強;張文旭;馬國富;康玉茂
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: E02D3/00
• 分類號: E02D3/00
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明公開了一種具有高效固沙及生態修復功能的沙障，其整體呈“S”型，且“S”型沙障一邊截面為直邊坡度，另一邊為梯度遞減坡度。在梯度遞減坡度的最高坡度上設有與底部相通的洞孔。其排設方式：并排交錯布置，間距為2~2.5m。排間距為3~5m。本發明的沙障在敦煌、中衛等地三年以上測試，結果發現，流沙只向前推進了2~5厘米，屬于完全固定，漩渦中自然形成的黏土結皮約3毫米，結皮表面生長了大量的一年生沙生植物如沙米、沙蒿等，每個沙障內約5~12株，這些植物的生長不僅說明我們的這個固沙方法是成功的，而且植物能夠降低風速。三年后，該沙障仍然完整的存在，不需要再次施工。

技術領域

本發明涉及一種黏土基沙障，尤其涉及一種能有效減緩流沙移動速度、降低風速，固沙及生態修復效果好的沙障，屬于防風固沙技術領域和水土保持技術領域。

背景技術

風沙危害包括流沙侵蝕農田，城市，大規模沙塵暴污染空氣等，這些問題已經成為世界范圍內的主要環境問題，已經嚴重制約了當地經濟發展和環境改善，人口嚴重外流。根據聯合國權威信息，全球陸地四分之一的面積受到風沙的侵蝕的威脅，全世界超過70%的人口受到不同程度流沙的危害。目前世界干旱地區的總面積約為4800多萬平方公里，已經占到了全球陸地總面積的三分之一，而沙漠及荒漠化的面積就己經達到了700多萬平方公里，除了南極，各大洲都有嚴重的沙化現象。

我國是世界上受沙漠化危害最嚴重的國家，我國北方地區常年有沙塵暴和浮沉惡劣天氣發生，已經影響到我們國家大部分的地區。在甘肅，寧夏，新疆及青海等地，土地沙漠化程度尤為嚴重。有關資料顯示，20世紀50年代~70年代中期，在我國北方地區每年平均有1560平方公里土地被沙漠化，在這二十年時間內總計有高達17.6萬平方公里的土地淪為沙漠化地區，受到沙漠化威脅的土地有15.8萬平方公里。由于土地沙漠化和沙塵暴天氣的影響，給我過造成的經濟損失每年超過了500億元，涉及農業，林業，畜牧，交通運輸及旅游行業。關于沙塵暴的危害，也是眾所周知的，沙塵降落到地面，污染耕地，草原，鐵路和公路，以及這些沙塵所攜帶的病毒對人類的身體健康是極為不利的。因此，阻止流沙的移動，減少和減緩流沙對村莊，城市等人類賴以生存的環境的破壞，減少沙塵暴的爆發次數，是生態環境治理領域最關鍵和最緊迫的問題之一。

目前，各種各樣的固沙方法層出不窮，例如草方格固沙，尼龍網格固沙，黏土固沙，植物固沙，廢舊塑料瓶固沙及化學固沙等。這些固沙方法從根本上是無法為生態環境的修復帶來希望的，并且有很多固沙方法會對沙漠帶來嚴重的二次污染，如尼龍網格固沙，廢舊塑料瓶固沙及化學固沙。草方格固沙方法雖然經過了實踐的檢驗，具有一定的效果，得到了大面積的應用，但草方格固沙的缺點也是很明顯的，例如時間短，持久性差，一般兩三年就需要重新利用秸稈固沙，浪費了大量的人力，物力和財力，并且對環境的修復過程緩慢。黏土固沙是近年來新興的一種高性價比固沙方法，通常是利用黏土制備成各種機械沙障，或者制備成黏土結皮。黏土固沙的優勢是成本低廉，原材料來源廣泛，可以機械化操作，減少大量的人工成本，大量的黏土能夠為流沙中的植物提供營養，雨水沖刷黏土沙障形成的黏土結皮能夠有效阻止流沙的移動，并且黏土結皮具有良好的熱相變作用，保護植物根系免受高溫和寒冷的破壞，提高植物的存活率。黏土結皮能夠提高流沙區土壤的物理性和粘粒數量，改善土質，提高植物的成活率，使得黏土沙障地的植物種類多，蓋度高，漲勢好，生物量大。目前公開報道的黏土沙障有黏土結皮，圓形沙障等，但是根據其報道，對風沙的降速阻斷效果并不是很理想。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術黏土沙障存在的問題，提供一種能有效減緩流沙移動速度、降低風速，固沙及生態修復效果好的黏土基沙障。

一、沙障的結構和排設

沙障的結構：我們經過長期廣泛的觀察發現，在流沙移動時，80%以上的沙粒在離地表最高30厘米，而大部分在10厘米內，因此，本發明沙障的設計，整體呈“S”型，且“S”型沙障截面的一邊為30~60°的直邊坡度，另一邊為梯度遞減坡度，且第一梯度截面的坡度為20~30°。