防沙工程有關(guān)問題研究谷風(fēng)建筑

1、防沙工程有關(guān)問題研究防沙工程有關(guān)問題研究 2005年年11月月1向上文檔提提 綱綱一、防沙工程典型個(gè)例一、防沙工程典型個(gè)例二、二、目前存在的主要問題目前存在的主要問題三、研究取得的一些結(jié)果三、研究取得的一些結(jié)果今后工作設(shè)想今后工作設(shè)想2向上文檔榮獲國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)榮獲國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)一、防沙工程典型個(gè)例一、防沙工程典型個(gè)例包蘭鐵路沙坡頭段防沙體系包蘭鐵路沙坡頭段防沙體系3向上文檔 1.1.流動(dòng)沙漠流動(dòng)沙漠 2.2.草方格固沙草方格固沙 3.3.種植沙生植物種植沙生植物 4. 4.人工植被形成人工植被形成 5.5.苔蘚類苔蘚類 6.6.草本植物草本植物一、防沙工程典型個(gè)例一、防沙工程典型個(gè)例

2、流沙固定過程流沙固定過程4向上文檔塔里木石油公路工程防沙體系塔里木石油公路工程防沙體系一、防沙工程典型個(gè)例一、防沙工程典型個(gè)例5向上文檔目前存在的主要問題目前存在的主要問題1、戈壁風(fēng)沙流防治相對(duì)薄弱、戈壁風(fēng)沙流防治相對(duì)薄弱 2、草方格固沙障尺度仍存在分歧。、草方格固沙障尺度仍存在分歧。3、目前防沙工程材料成本高、非環(huán)保、目前防沙工程材料成本高、非環(huán)保、 壽命短及施工難。壽命短及施工難。6向上文檔研究取得的某些結(jié)果研究取得的某些結(jié)果1、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義2、草方格固沙的基本原理、草方格固沙的基本原理防護(hù)體系寬度確定防護(hù)體系寬度確定防沙新材料

3、新工藝研究進(jìn)展防沙新材料新工藝研究進(jìn)展7向上文檔1、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義野外觀測(cè)場(chǎng)野外觀測(cè)場(chǎng)鳴沙山敦煌綠洲三危山黨河沖積扇鳴沙山邊緣沙丘莫 高 窟礫質(zhì)戈壁沙礫質(zhì)戈壁沙礫質(zhì)戈壁沙質(zhì)戈壁n8向上文檔過過境境戈戈壁壁風(fēng)風(fēng)沙沙流流結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的象象鼻鼻效效應(yīng)應(yīng)1、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義野外實(shí)測(cè)野外實(shí)測(cè)9向上文檔 0510152025303540024681012141618202243211. u=6.4m/s2. u=8.0m/s3. u=9.8m/s4. u=11.9m/s高度 (cm)輸沙率

4、(g cm -2 min-1)輸沙率隨高度分布輸沙率隨高度分布的野外實(shí)測(cè)結(jié)果的野外實(shí)測(cè)結(jié)果戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)1、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義10向上文檔1020304050600.000.050.100.150.200.25v=8m/sa輸 沙率 / g cm -2 min-1高度 / cm 1020304050600.00.51.01.52.0v=12m/sb輸 沙率 / g cm -2 min-1高度 / cm 1020304050600246810v=16m/sc輸 沙率 / g cm -2 min-1高度 / cm

5、 1020304050600246810121416182022v=20m/sd輸 沙率 / g cm -2 min-1高度 / cm 戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果1、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義11向上文檔莫高窟頂鳴沙山動(dòng)態(tài)莫高窟頂鳴沙山動(dòng)態(tài) 鳴沙山高程變化縱斷面鳴沙山高程變化縱斷面 1、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義12向上文檔窟頂阻沙柵欄窟頂阻沙柵欄防沙墻防沙墻1、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義13向上文檔莫高窟月風(fēng)向極點(diǎn)圖莫高

6、窟月風(fēng)向極點(diǎn)圖 1、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義14向上文檔敦煌莫高窟風(fēng)沙危害綜合防護(hù)體系布局敦煌莫高窟風(fēng)沙危害綜合防護(hù)體系布局1、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義鳴沙山邊緣沙丘礫質(zhì)戈壁沙礫質(zhì)戈壁沙礫質(zhì)戈壁沙質(zhì)戈壁n15向上文檔敦煌莫高窟崖頂防沙柵欄設(shè)置敦煌莫高窟崖頂防沙柵欄設(shè)置及其保護(hù)效益監(jiān)測(cè)斷面的平面及其保護(hù)效益監(jiān)測(cè)斷面的平面配置圖（配置圖（1：2000） 尼龍網(wǎng)沙障導(dǎo)沙功能尼龍網(wǎng)沙障導(dǎo)沙功能傳統(tǒng)的阻沙沙障傳統(tǒng)的阻沙沙障1、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義16向

7、上文檔柵欄防護(hù)體系不同部位的積沙形態(tài)柵欄防護(hù)體系不同部位的積沙形態(tài)1、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義17向上文檔莫高窟洞窟棧道積沙量月際變化莫高窟洞窟棧道積沙量月際變化1、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義18向上文檔沙山前沿阻沙、平沙地固沙、戈壁輸沙綜合防護(hù)體系沙山前沿阻沙、平沙地固沙、戈壁輸沙綜合防護(hù)體系1、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義19向上文檔 與沙漠風(fēng)沙流不同，戈壁風(fēng)沙流輸沙量隨高度分布表現(xiàn)出與沙漠風(fēng)沙流不同，戈壁風(fēng)沙流輸沙量隨高度分布表現(xiàn)出 獨(dú)特的獨(dú)特的

8、“象鼻象鼻”效應(yīng)；效應(yīng)； 與沙漠風(fēng)沙流不同，戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征值與沙漠風(fēng)沙流不同，戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征值遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于1 1，不，不 論風(fēng)速多大，風(fēng)沙流都處于未飽和狀態(tài)的非堆積搬運(yùn)狀態(tài)；論風(fēng)速多大，風(fēng)沙流都處于未飽和狀態(tài)的非堆積搬運(yùn)狀態(tài)； 戈壁地帶實(shí)際上成為鳴沙山及其前緣沙丘向莫高窟移動(dòng)的天戈壁地帶實(shí)際上成為鳴沙山及其前緣沙丘向莫高窟移動(dòng)的天 然輸沙場(chǎng)，抑制了鳴沙山前緣沙丘的前移，從而解釋了敦煌然輸沙場(chǎng)，抑制了鳴沙山前緣沙丘的前移，從而解釋了敦煌 莫高窟千年來(lái)不被沙山埋沒的謎底。提出了適用于莫高窟地莫高窟千年來(lái)不被沙山埋沒的謎底。提出了適用于莫高窟地 區(qū)的以輸為主、固阻結(jié)合的綜合防沙體系。區(qū)的以輸

9、為主、固阻結(jié)合的綜合防沙體系。 在風(fēng)沙防治工程實(shí)踐中，采用礫石壓沙措施，構(gòu)造類似與礫在風(fēng)沙防治工程實(shí)踐中，采用礫石壓沙措施，構(gòu)造類似與礫 質(zhì)戈壁的下墊面，人工促使風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)質(zhì)戈壁的下墊面，人工促使風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)“象鼻象鼻”形狀，形狀，可可 使防沙工程達(dá)到理想的輸導(dǎo)作用。使防沙工程達(dá)到理想的輸導(dǎo)作用。 1、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義、戈壁風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征的發(fā)現(xiàn)及其工程意義20向上文檔2、草方格固沙的基本原理、草方格固沙的基本原理野外觀測(cè)場(chǎng)野外觀測(cè)場(chǎng)21向上文檔0.50.5m2沙障防沙過程觀測(cè)沙障防沙過程觀測(cè)扎設(shè)初期扎設(shè)初期后期后期中期中期2、草方格固沙的基本原理、草方格固沙的基本原理

10、22向上文檔1.01.0m2沙障防沙過程觀測(cè)沙障防沙過程觀測(cè)后期后期初期初期中期中期2、草方格固沙的基本原理、草方格固沙的基本原理23向上文檔后期后期初期初期中期中期2、草方格固沙的基本原理、草方格固沙的基本原理2.02.0m2沙障防沙過程觀測(cè)沙障防沙過程觀測(cè)24向上文檔1.01.0m2 1.51.5m2 2.02.0m2 不同規(guī)格的格狀沙障凹曲面的形成不同規(guī)格的格狀沙障凹曲面的形成2、草方格固沙的基本原理、草方格固沙的基本原理25向上文檔0246810121416812162024蝕 積 量 ( m )距離 ( m ) 2001.5.5-6.27 2001.5.5-9.12 2001.5.5

11、-2002.2.1 2001.5.5-2002.4.10.50.5m202468101214-30-20-1001020蝕 積 量 ( m )距離 ( m ) 2001.5.5-6.27 2001.5.5-9.12 2001.5.5-2002.2.1 2001.5.5-2002.4.11.01.0m20246810121416-10-505101520蝕積量 (m)距 離 (m) 2001.5.5-6.27 2001.5.5-9.12 2001.5.5-2002.2.1 2001.5.5-2002.4.12.02.0m2麥草格狀沙障的蝕積量變化麥草格狀沙障的蝕積量變化2、草方格固沙的基本原理、

12、草方格固沙的基本原理26向上文檔1m草方格剖面圖-20-10008.918.42937.748.557.769.479.790.8100剖面寬度(cm)高差(cm)2m草方格剖面圖-25-20-15-10-50025.745.566.384.1101.4121.8138.6160.2180.3200剖面寬度（cm）高差（cm）h/s=13.3/100（1:7.52)h/s=12.3/100（1:8.1)2、草方格固沙的基本原理、草方格固沙的基本原理27向上文檔粘土方格網(wǎng)剖面圖-30-25-20-15-10-50025.745.566.384.1101.4121.8138.6160.2180.3

13、200剖面寬（cm）高差（cm）h/s=13.4/100（1:7.5)2、草方格固沙的基本原理、草方格固沙的基本原理28向上文檔格障沙障凹曲面示意圖格障沙障凹曲面示意圖12hltg2、草方格固沙的基本原理、草方格固沙的基本原理29向上文檔2、草方格固沙的基本原理、草方格固沙的基本原理草方格規(guī)格草方格規(guī)格0.50.5m21.01.0m21.51.5m22.02.0m2 38.721.814.611.3不同規(guī)格草方格不同規(guī)格草方格 角大小角大小30向上文檔 格狀沙障防沙的主要機(jī)理在于障內(nèi)形成較為穩(wěn)定的凹曲格狀沙障防沙的主要機(jī)理在于障內(nèi)形成較為穩(wěn)定的凹曲 面。這些凹曲面組成的有規(guī)則的波紋狀下墊面，起

14、著一面。這些凹曲面組成的有規(guī)則的波紋狀下墊面，起著一 種小型淺槽的升力作用種小型淺槽的升力作用, , 使過境風(fēng)沙流可以順利通過。使過境風(fēng)沙流可以順利通過。 格狀沙障所形成穩(wěn)定凹曲面其深度和寬度比基本上保持格狀沙障所形成穩(wěn)定凹曲面其深度和寬度比基本上保持 在在1/71/8之間。分析表明，這種比例關(guān)系的形成與沙子之間。分析表明，這種比例關(guān)系的形成與沙子 休止角有關(guān)。休止角有關(guān)。 從各種規(guī)格沙障的蝕積量變化來(lái)看，從各種規(guī)格沙障的蝕積量變化來(lái)看，1.01.0m2 沙障蝕沙障蝕 積量變化范圍不大積量變化范圍不大,既有堆積也有風(fēng)蝕既有堆積也有風(fēng)蝕;2.02.0m2的格狀的格狀 沙障以風(fēng)蝕為主沙障以風(fēng)蝕為主

15、;而而0.50.5m2 的沙障以積沙為主，而且的沙障以積沙為主，而且 由于沙埋很快失去防護(hù)功能。由于沙埋很快失去防護(hù)功能。2、草方格固沙的基本原理、草方格固沙的基本原理31向上文檔防護(hù)體系寬度的確定防護(hù)體系寬度的確定32向上文檔 防護(hù)體系寬度是防沙實(shí)踐中一個(gè)敏感問題，防護(hù)體系寬度是防沙實(shí)踐中一個(gè)敏感問題， 由于受沙源分布特征、下墊面性質(zhì)、沙害由于受沙源分布特征、下墊面性質(zhì)、沙害 類型、防沙措施等影響，目前仍沒有好的類型、防沙措施等影響，目前仍沒有好的 辦法來(lái)解決。但工程建設(shè)又急需要給一個(gè)辦法來(lái)解決。但工程建設(shè)又急需要給一個(gè) 估算。估算。 從能流物流原理出發(fā)，我們運(yùn)用最大可能從能流物流原理出發(fā)，

16、我們運(yùn)用最大可能 輸沙量的概念解決這一難題。輸沙量的概念解決這一難題。防護(hù)體系寬度的確定防護(hù)體系寬度的確定33向上文檔q=8.95(v-vt)1.9 vt=5.0m/s qn=qn-qs+(qne+qnw-qse-qse)cos45+ (qnne+qnnw-qsse-qssw)cos22.5+ (qene+qwnw-qese-qwsw)cos67.5qw=qw-qe+(qnw+qsw-qne-qse)cos45+ (qwnw+qwsw-qene-qese)cos22.5+ (qnnw+qssw-qnnw-qsse)cos67.5 22()()nwqqqrhqd ndw防防沙沙體體系系寬寬度度確

17、確定定過過程程防護(hù)體系寬度的確定防護(hù)體系寬度的確定34向上文檔 研究表明，騰格里沙漠南緣包蘭鐵路沙坡研究表明，騰格里沙漠南緣包蘭鐵路沙坡 頭段風(fēng)沙危害主要來(lái)自格狀沙丘副梁，沙頭段風(fēng)沙危害主要來(lái)自格狀沙丘副梁，沙 丘主梁移動(dòng)緩慢，根據(jù)最大可能輸沙量計(jì)丘主梁移動(dòng)緩慢，根據(jù)最大可能輸沙量計(jì) 算副梁最大可能平均移動(dòng)速度為算副梁最大可能平均移動(dòng)速度為0.527m/a。 因此，包蘭鐵路沙坡頭段按因此，包蘭鐵路沙坡頭段按100年防護(hù)年限年防護(hù)年限 計(jì)算。防沙體系最小寬計(jì)算。防沙體系最小寬 度應(yīng)為度應(yīng)為52.7m。防護(hù)體系寬度的確定防護(hù)體系寬度的確定35向上文檔防沙新材料新工藝研究進(jìn)展防沙新材料新工藝研究進(jìn)展

18、海防前線風(fēng)沙危害海防前線風(fēng)沙危害36向上文檔在特定風(fēng)速（在特定風(fēng)速（10m/s）下不同孔隙度經(jīng)編塑料方格網(wǎng)沙障的防沙效益實(shí)驗(yàn)）下不同孔隙度經(jīng)編塑料方格網(wǎng)沙障的防沙效益實(shí)驗(yàn) 防沙新材料新工藝研究進(jìn)展防沙新材料新工藝研究進(jìn)展 0246810121416182001020304050不 同 高 度 層 沙 粒 質(zhì) 量 百 分 數(shù)(%)不 同 高 度 層 沙 粒 質(zhì) 量 百 分 數(shù)(%)距 沙 床 面 的 高 度(cm)距 沙 床 面 的 高 度(cm) 障 前障 前 障 后障 后 b 3040%0246810121416182001020304050不 同 高 度 層 沙 粒 質(zhì) 量 百 分 數(shù)(%

19、)不 同 高 度 層 沙 粒 質(zhì) 量 百 分 數(shù)(%)距 沙 床 面 的 高 度(cm)距 沙 床 面 的 高 度(cm) 障 前障 前 障 后障 后 b 5565%37向上文檔孔隙度孔隙度3040經(jīng)編塑料方格網(wǎng)沙障流場(chǎng)經(jīng)編塑料方格網(wǎng)沙障流場(chǎng)草方格流場(chǎng)草方格流場(chǎng)防沙新材料新工藝研究進(jìn)展防沙新材料新工藝研究進(jìn)展38向上文檔4月8日方格網(wǎng)剖面圖-15-10-50017.53443.651.868.286100剖面寬度(cm)高差(cm)8月1日方格網(wǎng)剖面圖-15-10-50017.53443.651.868.286100剖面寬度(cm)高差(cm)h/s=13.36/100（1:7.4)h/s=1

20、3.2/100（1:7.6)防沙新材料新工藝研究進(jìn)展防沙新材料新工藝研究進(jìn)展經(jīng)編塑料方格網(wǎng)沙障凹面形成過程經(jīng)編塑料方格網(wǎng)沙障凹面形成過程39向上文檔經(jīng)編塑料方格網(wǎng)沙障經(jīng)編塑料方格網(wǎng)沙障在海軍某基地的應(yīng)用在海軍某基地的應(yīng)用 防沙新材料新工藝研究進(jìn)展防沙新材料新工藝研究進(jìn)展海岸武器裝備防沙工程海岸武器裝備防沙工程40向上文檔hdpe風(fēng)沙障在風(fēng)沙障在沙坡頭地區(qū)的應(yīng)用沙坡頭地區(qū)的應(yīng)用 防沙新材料新工藝研究進(jìn)展防沙新材料新工藝研究進(jìn)展41向上文檔hdpe風(fēng)沙障在風(fēng)沙障在民勤地區(qū)的應(yīng)用民勤地區(qū)的應(yīng)用 防沙新材料新工藝研究進(jìn)展防沙新材料新工藝研究進(jìn)展42向上文檔防浪固沙障（海岸軍事裝備）防浪固沙障（海岸軍事

21、裝備）防沙新材料新工藝研究進(jìn)展防沙新材料新工藝研究進(jìn)展43向上文檔草方格流場(chǎng)草方格流場(chǎng)防浪固沙障流場(chǎng)防浪固沙障流場(chǎng)防沙新材料新工藝研究進(jìn)展防沙新材料新工藝研究進(jìn)展44向上文檔防沙新材料新工藝研究進(jìn)展防沙新材料新工藝研究進(jìn)展青藏鐵路風(fēng)沙危害及防治現(xiàn)狀青藏鐵路風(fēng)沙危害及防治現(xiàn)狀45向上文檔防沙新材料新工藝研究進(jìn)展防沙新材料新工藝研究進(jìn)展青藏鐵路風(fēng)沙危害及防治現(xiàn)狀青藏鐵路風(fēng)沙危害及防治現(xiàn)狀46向上文檔防沙新材料新工藝研究進(jìn)展防沙新材料新工藝研究進(jìn)展青藏鐵路風(fēng)沙危害及防治現(xiàn)狀青藏鐵路風(fēng)沙危害及防治現(xiàn)狀47向上文檔防沙新材料新工藝研究進(jìn)展防沙新材料新工藝研究進(jìn)展青藏鐵路風(fēng)沙危害及防治現(xiàn)狀青藏鐵路風(fēng)沙危害及防治現(xiàn)狀48向上文檔防沙新材料新工藝研究進(jìn)展防沙新材料新工藝研究進(jìn)展青