专利名称：草纸蜂巢板固沙障及其在防治风沙危害中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种草纸蜂巢板固沙障及其在阻沙固沙、防治风沙危害中的应用。
背景技术：
包兰铁路有55公里通过腾格里沙漠东南线，沙坡头地段的16公里，多为高大密集的流动格状沙丘群，自然条件恶劣，降水量低，又无地下水可利用。从1956年开始，经过三十年三代人的不懈努力，终于探索出以固为主，固阻结合，以植物固沙为主，植物固沙和机械固沙相结合的技术措施。在55公里铁路两侧，采用1m×1m草方格沙障建立起北宽500米(有的地方是300米)，南宽200米的铁路防沙防护体系，有效地防止了流沙的危害，为植物固沙创造一个稳定的条件。30多年来，利用沙生植物的油蒿、沙蒿、花棒、柠条、沙枣等植物种子自身保水功能，经过8-10年建成较好的人工植被、覆盖率可达30％。随着植被覆盖度增加，沙地自然条件环境得到改善，形成一道绿色的天然屏障，从而保证包兰铁路三十多年来畅通无阻。随着时间的推移，当年铺设的草方格经风雨侵蚀已腐朽；有些沙生植物由于干旱缺水，已衰退枯萎，三十多年取得的植物固沙成果又面临新的风蚀威胁。重新修复和向沙漠腹地铺设方草格，由于麦草是造纸的原材料，购进收集困难；二是铺设草方格需要人工多、经济成本高；三是运输困难；四是麦草的寿命只有2-3年等缘故，已是不可能的事。因此人们不得不把目光投向新材料的应用以及防沙固沙新措施、新模式的探索。中国专利02294372.2公开了一种“蜂巢式塑料编织固沙网”，在沙坡头地段、沿海滩涂得到应用，防沙固沙取得好的结果。但不足之处对环境有污染，塑料网的固定需要人工砸进木楔，费工费时。
发明内容
本发明的目的基于以沙治沙、因地制宜、就地取材的思路，提供一种草纸板防沙固沙障。
本发明的另一目的在于草纸蜂巢板固沙障在防治风沙危害中的应用。利用其结构特征，防止流沙的移动，实现植物固沙的目的。
本发明技术方案是这样实现的一种草纸蜂巢板固沙障，是由表面涂敷聚酯层的草纸板纵横交错插接形成的小方格，再由小方格围拢成大方格组合而成的，小方格的规格为0.05m×0.05m-0.1m×0.1m，大方格的规格为1m×1m-2m×2m，障高10-40cm。
在治理沙害的长期实践中，通常采用大面积固定流沙表面的办法为采用不同材质，做成不同规格的格状或带状。一般来说，带状沙主要用于防治风向较为单一的沙害，而格状沙障多用于防治多方面风作用下所造成的沙害。
本发明是在沙坡头格状沙丘分别布设1m×1m、1.2m×1.2m、1.5m×1.5m、2m×2m，障高分别为15cm、20cm、22.5cm、25cm的草纸蜂巢板固沙障以观察沙障对风沙流蚀积机制和控制作用。
在风力作用下，沙丘在前移中首先从迎风坡起点开始吹蚀，然后向下风区逐渐加剧。试验表明，设置正确的沙障可以削弱风速，提高地表粗糙度，确保障埂基部不被风蚀。一旦障埂不受风蚀，风沙流受到障埂的阻挡，吹蚀长度就被控制在前后相邻的两两障埂之间。也就是说障埂设在哪里，吹蚀起点也就相应地随之确定下来。在设置沙障中。一是解决好障埂的驻足问题，确保障埂站得住脚，如果障埂被风一吹就走，就失去沙障对风沙流的控制作用。草纸蜂巢板固沙障是通过小方格充填沙子，从而获得解决的，以稳固沙障，二是障埂与沙面接触良好，与沙面能够整合。草纸蜂巢板固沙障材质疏松，表面粗糙，沙面与沙障整合好，不易受到风力的掏蚀。
防止风沙危害最根本的措施就是固沙，改变障内下垫面性质，增加地表粗糙度来转化风沙运动条件。以障内沙面稳定为终极目标。从沙丘上设置沙障地段的剖面来分析，在新设置的草纸蜂巢板固沙障上，当风沙流经过时，均有涡旋产生，并有积沙现象(见图2)，经过充分蚀积作用，最后形成较为光滑而稳定的凹曲面。这种凹曲面(见图3)，其平均最大深度与障埂间距的比值(即凹曲面的深宽比)均保持在1/10-1/15之间，这就说明障内沙面的吹蚀或堆积能够通过障高的高度和障埂排列间距的大小得到有效的控制。
表1 不同下垫面和上输沙量对比观测
从表1可以看出，草纸蜂巢板固沙障输沙量，凹曲面深度略高于新草方格沙障，比其它形式固沙效果要好的多。
由于沙障形成稳定的凹曲面，由这种蚀积稳定的凹曲面组成的有规则的波纹状的下垫面，具有一种小型浅槽的升力作用，它既能保证在强风时沙面自身不起沙，又能使少量外来沙物质以非堆积的形式被搬运过境。因为这种下垫面具有一定的“升力效应”，对外来沙粒有抬升作用。
方格沙障的防护效益，主要是增大地表粗糙度，降低近地表层的气流速度，从而降低气流的输沙能力，改变输沙率随高度分布的特征。
本发明与现有技术相比，其优点与产生的有益效果是1、草纸板表面涂敷聚酯层，具有防水、耐侯、防腐的功能，使用寿命长；当达到一定年限、草纸板自然降解分化，不产生污染；2、便于搬运，施工中，只要将草纸板纵横插接，用沙掩埋方格根基，省时省工，可大面积的推广应用；3、加工原料富有、造价低廉，可工业化生产；4、撒向小方格中的沙生植物种子，在一定的水分、气温条件下萌发、生长，从而可以实现植物固沙的目的；
图1为草纸蜂巢板固沙障在野外设置的示意2为1m×1m草纸蜂巢板固沙障剖面与气流流线示意3为1m×1m草纸蜂巢板固沙障剖面与气流流线(已形成稳定的凹曲面)示意图具体实施方式
下面结合附图，对本发明再作进一步的说明实施例1，一种草纸蜂巢板固沙障，是由表面涂敷聚酯层的草纸板1纵横交错插接形成三排小方格2，再由三排小方格2围拢组合成大方格3，小方格2的规格为0.05m×0.05m，大方格3的规格为1m×1m，用沙掩埋方格根基，形成大面积星罗棋布的方格网缝(见图1)。
从野外实地观察试验得知在迎风面，风沙流流线呈波浪式。当风沙经过设置的草纸蜂巢板固沙障时，均有涡流产生，回旋后，越过沙障，进入下个大方格3时，地表层气流速度降底，流沙搬运力度随之而减弱。风沙流通过网格后，使格障四周产生积沙，经过充分的蚀积作用后，格障下垫面性质得到改变，大方格3底部形成较为光滑而稳定的凹曲面，地面形成生物结皮层促进成土过程，为植物固沙创造一个稳定的条件。
实施例2，按实施例1的方式，设置1m×1m、1.2m×1.2m、1.5m×1.5m、2m×2m的草纸蜂巢板固沙障，其凹曲面深度试验数据见表2表2 不同障埂间距草纸蜂巢板固沙障试验
从表2可以看出，风沙流经过充分的蚀积，障内出现蚀积稳定的沙面，下垫面形成不同深度的凹曲面。这样各格障形成蚀积稳定的小区，这些小区各自成阵控制沙面吹蚀，最后使整个沙丘达到固定。
权利要求
1.一种草纸蜂巢板固沙障，其特征是由表面涂敷聚酯层的草纸板(1)纵横交错插接形成的小方格(2)，再由小方格(2)围拢成大方格(3)组合而成的，小方格(1)的规格为0.05m×0.05m-0.1m×0.1m，大方格(3)的规格为1m×1m-2m×2m，障高10-40cm。
2.一种草纸蜂巢板固沙障在阻沙、固沙、防治风沙危害中的应用。
全文摘要
本发明涉及一种草纸蜂巢板固沙障。它是由表面涂敷聚酯层的草纸板纵横交错插接形成的小方格，再由小方格围拢成大方格组合而成的。本发明造价低廉，施工便利，不污染环境，在治理荒漠化、防止风沙危害有广泛的应用前景。
文档编号E02D3/00GK1641110SQ20041002585
公开日2005年7月20日 申请日期2004年1月18日 优先权日2004年1月18日
发明者屈建军, 王涛, 肖洪浪, 赵俊 申请人:中国科学院寒区旱区环境与工程研究所