專利名稱：集束型可移動棉稈沙障的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種防沙、固沙的阻礙物，特別是利用棉花秸稈捆扎成 集束型并在沙地表面圍成格狀、菱形、行列式或魚骨形的半隱蔽式沙障。
背景技術：
荒漠化是當今世界所面臨的全球性環境問題之一，全球約有1/3的陸地 面積受到荒漠化的威脅。而在我國西部地區，荒漠化危害尤為嚴重和突出。 它不僅使西部地區脆弱的生態環境持續惡化，還制約了當地社會、經濟的發 展，甚至在有些地方還影響到了人們的正常生活。因此防治荒漠化已經成為 當前生態環境治理的重要內容之一。在風沙危害的前沿地帶， 一般采用各種 機械工程措施防治風沙流的危害，通過對風沙的固、阻、輸、導，以達到減 輕風沙作用，防止風沙危害的目的。設置沙障是干旱區防風固沙的重要工程 措施，即使在半干旱區流動沙丘造林時，也必須首先設置沙障固定流沙，以 提高流沙造林的成活率和保存率。沙障是流沙治理不可缺少的工程材料，人 們一直在致力于新型沙障及其設置方式的發明與創造，形成了多種有效的沙 障。
根據防風固沙工程的需要，沙障形態各異，有柵欄型、板型、板孔型、 網眼型等等。從上世紀五十年代初開始，我國科研人員就引進了麥草方格沙 障，并在不斷的實踐工作中作了改進，同時在科研人員的不斷探索和創新中 發明了各種新型沙障，如粘土沙障、樹枝柵欄型沙障、卵石沙障等材料和形 式的沙障。這些沙障取材方便、設置簡單、效果較好，得到了廣泛的應用， 起到了良好的防風固沙效果。但是隨著時間的推移， 一些沙障的缺陷也慢慢 顯露出來。例如麥草沙障以麥稈為材料，下部直接埋在沙面以下10 15cm， 上部露出地表，露出的草障經雨淋風化易腐朽， 一般3 5年就喪失了功能。 粘土沙障固定沙丘的性能很好，但是粘土沙障設置后，隨著時間的推移，在 障間形成一層結皮，不利于植物生長。礫石沙障的設置受到取材的限制并不 能大面積推廣。當前出現的塑料網格、尼龍網格等新材料沙障，防沙固沙效 果良好，但這類材料沙障內含多種化學成分，對環境有一定的污染，設置成本較高。由中國科學院寒區旱區環境與工程研究所研制的草紙蜂巢板固沙 障，防沙固沙效果良好，但是仍然含有一定的化學成分，并且制作和設置比 較費工費時。
我國新疆、華北、甘肅河西走廊等地區的許多地方深受風沙危害，但是 這些地方也是我國的棉花主產區。采棉季節一過，大量的棉稈堆棄在田間地 頭，影響村容，污染環境，棄之又覺得可惜。因此，將棉花稈變廢為寶，編 制成沙障，用來防風固沙，既具有生態環保效益，又能產生一定的社會效應。
發明內容
基于上述情況，本實用新型的目的旨在提供一種制作簡單，用材廣泛， 設置簡便，成本低廉的半隱蔽式集束型棉桿沙障。利用田間地頭大量堆砌不 用的棉花秸稈捆扎成橫截面為圓形、或三角形、或矩形、或梯形等形狀不同 的集束型棉桿沙障，方便、快捷的設置在風沙危害的地方，用來防風固沙。 本實用新型的技術方案是
一種集束型棉稈沙障，將棉花稈捆扎成集束型，其橫截面是圓形、或三角
形、或矩形、或梯形、或菱形；沙障高7 10cm，長為50 100cm。
上述的集束型棉稈沙障可組合為50X50cm、或1Xlm，或1X2m、或2 X2m的行列式格狀沙障，或魚骨形沙障。
將棉桿收集起來，剔除掉分支，留下主枝。由于棉稈的平均長度在50cm 左右，直接用棉稈編扎成長50cm，橫截面直徑為7 10cm的集束型沙障，或 將棉稈與棉稈對接，編扎成長為100cm，或更長的集束型沙障。
橫截面為三角形或矩形或梯形等集束型沙障的編扎方法是先用①8 10 的鐵絲編成相應的形狀，然后將棉稈填充進去，編制成相應形狀的沙障。一 般，長lm的沙障需要3 4根這樣的鐵絲圈就可保證沙障不變形；或者是編 扎成橫截面為直角三角形，直角梯形等形狀，這樣設置到沙丘上利于沙障穩 固。
上述的集束型棉稈沙障可以設置成lmXlm的方格狀，或lmX2m格狀 沙障，或2mX2m格狀沙障、或根據沙丘形態設置成形狀不同規格集束型棉 稈沙障、或魚骨形沙障。然后將這些規格的沙障連片布設開來，形成行列式 沙障帶，以此增加地表的粗糙度，降低近地面表層氣流的速度，最終起到防 風固沙的效果。本實用新型的原理
根據風沙流的運動規律，在近地表0 30cm的高程內，集中了約90%以 上的沙粒含量，尤其是以0 10cm高程內的含沙量和輸沙量最為集中和豐富。 因此，在風沙流通過的路線上設置一個障礙物，使氣流運動受阻，風速減弱， 攜沙能力降低，從而使部分沙粒在障礙物周邊降落，逐漸達到固定流沙的目 的。其次集束型棉桿沙障表面粗糙，這在整體上也增加了地表粗糙度，減低 了風速，符合以上減弱風沙流運動的規律。
一般研究結果認為無論障埂高度和障間距離如何變化，障間蝕積系數
即沙障穩定后凹面的深度(從障埂頂部起凹曲面中部最深處)與障間距離的
比值始終處于1/10 1/15之間。這就說明可以通過調節沙障高度或是障間距 離來控制沙面的蝕積狀況。我們假設障間蝕積高度為0，且間距為100cm， 通過一定的計算公式就可得出沙障高度在7 10厘米之間。而在實際應用中 當障間距為lm時，沙障高度至少要高于7cm才能起到阻擋風沙的作用。隨 著高度的增加固沙效果也會逐漸增強，但是考慮到用材量和用工量，本實用 新型的橫截面高度以7 10cm為益。 本實用新型的有益效果是
1、 具有良好的防風固沙效果，結構穩固，不變形，不易破損，使用壽命 較長， 一般10年左右。在障間播撒沙生植物的種子，可以使沙丘永久固定。
2、 用材廣泛，結構簡單，編扎簡便，成本低廉，可采用機械編織，解決 了農村棉花稈大量堆積的問題，防風固沙派上用場，可變廢為寶。
3、設置沙障省時省力，方便快速，設置方式靈活多樣，還可與不同類 型沙障相互結合使用。
4、沙障具有可移動性和可重復利用性。當障間積沙量較多，沙障作用降 低時，可將沙障移動，重新設置。
圖l為本實用新型結構示意圖。 圖2為本實用新型橫截面為圓形集束型沙障示意圖。 圖3為本實用新型橫截面為方形集束型沙障示意圖。 圖4為本實用新型橫截面為三角形集束型沙障示意圖。 圖5為本實用新型橫截面為梯形集束型沙障示意圖。圖6為本實用新型設置成方格狀沙障帶平面示意圖。
具體實施方式
先將棉桿收集起來，剔除掉分支，留下主枝。如圖l所示棉稈與棉桿對
接，編扎成長100cm，橫截面直徑為10cm的圓形集束型沙障，編好后將兩端 的殘叉整齊。
上述的集束型棉稈沙障可以按照以下的設置方法布設在沙丘表面來達到 防風固沙的效果第一步直接將集束型棉桿沙障放在沙丘表面，將沙障壓
實，使其與沙面充分接觸，不留空隙。第二步將棉桿沙障設置成方格狀或
其它形狀，沙障兩兩支撐，使其構成穩固的形狀，這樣不易被風巻起。第三
步將沙障大面積鋪開，形成連片的沙障，這樣就可將流動沙丘固定住，達 到防風固沙減災的效果。
為了驗證本實用新型防風固沙的能力，我們在中國科學院寒區旱區環境 與工程研究所沙漠與沙漠化重點實驗室沙坡頭野外風洞試驗室，對上述集束 型棉稈沙障進行了風洞試驗，試驗情況如下
(1) 將長lm，橫截面為圓形，直徑8cm的集束型棉稈沙障設置成lmX lm的方格狀結構，在7m/s的飽和風沙流條件下吹蝕20分鐘，測定障后lm處0 20cm高度的輸沙率為0;在10m/s的飽和風沙流條件下吹蝕15分鐘，測定障后 lm處0 20cm高度的輸沙率為0.14g/s。
(2) 對上述lmXlm的方格狀結構進行強風破壞性試驗表明在每秒 15m，吹蝕10分鐘和在每秒20m，吹蝕5分鐘的條件下，沙障保持原狀，完好 無損，結構穩固。
上述試驗表明集束型可移動棉稈沙障布設到沙面上結構穩固，具有良 好的防風固沙減災的效果。
權利要求1、一種集束型可移動棉稈沙障，其特征是將棉花稈捆扎成集束型，其橫截面是圓形、或三形角、或矩形、或梯形、或菱形；沙障高7～10cm，長為50～100cm。
2、根據權利要求1所述的集束型可移動棉稈沙障，其特征是集束型棉 稈沙障可組合為50X50cm、或1Xlm，或1X2m、或2X2m的行列式格狀 沙障，或魚骨形沙障。
專利摘要本實用新型涉及一種集束型可移動棉稈沙障，其橫截面是圓形、或三角形、或矩形、或梯形、或菱形；沙障高7～10cm，長為50～100cm。或將集束型棉稈沙障可組合為50×50cm、或1×1m，或1×2m、或2×2m的行列式格狀沙障，或魚骨形沙障，然后連片大面積設置。本實用新型結構簡單，成本低廉，設置時方便快速，省時省工，若采用機械編制沙障，能夠在短時間內大面積的布設沙障形成連片的沙障帶，起到良好的防沙固沙減災的作用。
文檔編號E01F7/02GK201141132SQ20072031141
公開日2008年10月29日 申請日期2007年12月13日 優先權日2007年12月13日
發明者劉虎俊, 濤 孫, 王繼和, 紀永福 申請人:甘肅省治沙研究所