防風(fēng)固沙工程專題培訓(xùn)課件

風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講第四章防風(fēng)固沙工程防風(fēng)固沙工程，也叫風(fēng)（治）沙工程是風(fēng)沙地貌學(xué)研究的應(yīng)用基礎(chǔ)部分。它是旨在防止土地沙漠化，以及保護(hù)農(nóng)田、牧場、交通和居民點(diǎn)等免受風(fēng)沙流和沙丘侵襲危害，所采用的一切（包括機(jī)械、化學(xué)和生物的）工程技術(shù)措施。本章將從風(fēng)沙流、防風(fēng)固沙工程和局地條件三個要素之間的相互依存，和相互作用等基本原理和實(shí)驗(yàn)觀測結(jié)果出發(fā)，闡述風(fēng)沙危害防治工程的分類、作用原理和設(shè)計(jì)原則。通過對各種類型的風(fēng)（治）沙工程進(jìn)行較深入的剖析，使大家對各類防風(fēng)固沙工程的作用性質(zhì)有較深刻的認(rèn)識，便于在今后的治沙實(shí)際工作中得到較好的應(yīng)用。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.1防風(fēng)固沙工程的分類與作用原理土地沙漠化，風(fēng)沙流動和沙丘移動會對農(nóng)田、牧場、交通（鐵路、公路）和居民點(diǎn)造成危害，必須采取各種防風(fēng)固沙工程技術(shù)措施加以防治。一、防風(fēng)固沙工程的分類對防風(fēng)固沙工程進(jìn)行科學(xué)的分類，是正確認(rèn)識和有效應(yīng)用防風(fēng)固沙工程的前提。長期以來，防治風(fēng)沙危害（治沙）的措施，因內(nèi)外學(xué)者把它歸納為植物（或生物）措施、機(jī)械措施和化學(xué)措施三大類。作為機(jī)械措施主體的沙障，又分之為高立式沙障、立式沙障、半隱蔽沙障和隱蔽式沙障等多種形式此外，查基羅夫（1980）提出了按減小貼地面風(fēng)速、增加沙子之間的黏著力、減小積沙區(qū)的范圍和增加貼地面風(fēng)速等不同作用原理，進(jìn)行治沙措施的分類；并將沙障劃分為不透風(fēng)和透風(fēng)的兩類，透風(fēng)的沙障又分為貼地面不透風(fēng)和貼地面透風(fēng)的兩個亞類。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.1防風(fēng)固沙工程的分類與作用原理一、防風(fēng)固沙工程的分類吳正（1981）和趙性存等（1988）則提出，治沙措施按其作用和性質(zhì)，分為固、阻、輸（導(dǎo)）等類。固、阻、輸（導(dǎo)）的分類，不失為對其防治沙害功能的十分簡明形象的概括。朱震達(dá)、吳正等綜合了前人的工作，并結(jié)合自身多年研究，更系統(tǒng)地提出了防治風(fēng)沙危害措施的分類體系。他們把治理沙害的措施，分為降低風(fēng)速、削弱風(fēng)沙流強(qiáng)度的植物治沙措施和工程防治措施，固結(jié)沙面、控制沙面風(fēng)蝕過程發(fā)展的化學(xué)固沙措施等三類；每一類措施再細(xì)分為若干種治沙方法，如下圖所示。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.1防風(fēng)固沙工程的分類與作用原理治沙措施降低風(fēng)速削弱風(fēng)沙流強(qiáng)度固結(jié)沙面控制沙表風(fēng)蝕過程的發(fā)展植物治沙措施工程防治措施化學(xué)固沙措施封沙育草防護(hù)林帶護(hù)田林網(wǎng)丘間片林丘表草灌叢固沙高立式沙障半隱蔽式或隱蔽式沙障砂礫石或黏土壓沙噴灑各種化學(xué)加固劑流沙改良化學(xué)劑治理沙害措施的體系分類圖式風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.1防風(fēng)固沙工程的分類與作用原理一、防風(fēng)固沙工程的分類劉賢萬研究認(rèn)為，風(fēng)（治）沙工程的科學(xué)分類，最好是從根本的力學(xué)作用原理上著眼。風(fēng)（治）沙工程的目的有兩方面：一是為了防治風(fēng)沙流的危害；二是為了防治沙丘前移壓埋所造成的危害。據(jù)此，風(fēng)（治）沙的基本作用就在于（1）制止沙粒起動；（2）抑制地表風(fēng)蝕；國（3）加速風(fēng)沙流運(yùn)動；（4）強(qiáng)制風(fēng)沙流沉積；（5）轉(zhuǎn)變風(fēng)沙運(yùn)動方向；（6）變整體沙丘運(yùn)動為分散風(fēng)沙運(yùn)動。因此，從風(fēng)沙工程的力學(xué)作用原理去區(qū)分，可歸納為（1）隔斷氣固相在界面上的接觸；（2）抑制氣固兩相在界面上的相互作用（相干）；（3）增大風(fēng)沙流運(yùn)動局地阻力；（4）減少和克服風(fēng)沙流體的沿程阻力和局部阻力；（5）引導(dǎo)風(fēng)沙流體改向運(yùn)動；（6）降低和消除沙丘在推進(jìn)過程中的各種阻力（如下表所示）。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.1防風(fēng)固沙工程的分類與作用原理類型用途作用界面措施封閉封閉活動沙面，改變沙丘表面性質(zhì)切斷氣固兩相在界面上的接觸泥土抹、壓面，噴灑瀝表乳濟(jì)，明洞固定固定活動沙面，變動床為定床抑制氣固兩相在面上的相干作用灑原油、鹽水、平鋪草，封沙育草，草方格，黏土沙障阻攔阻滯攔截過境風(fēng)沙流增大風(fēng)沙流運(yùn)動阻力，促使其減速沉積柵欄，高立式沙障，林帶，擋沙墻輸導(dǎo)促進(jìn)和加速風(fēng)沙流體通過保護(hù)區(qū)減少風(fēng)沙流運(yùn)動阻力，阻止分離的發(fā)生下導(dǎo)風(fēng)，輸沙橋，不積沙斷面改向迫使風(fēng)沙流動改變運(yùn)動方向增大迎面阻力，迫其側(cè)向繞流一字排，羽毛排消散變沙丘整體推移為風(fēng)沙流分散輸移減少沙丘形狀阻力，增大輸沙強(qiáng)度揚(yáng)沙堤，下導(dǎo)風(fēng)，風(fēng)力拉沙風(fēng)（治）沙工程的力學(xué)分類（據(jù)劉賢萬（1995）修改）風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.1防風(fēng)固沙工程的分類與作用原理二、風(fēng)（治）沙工程的力學(xué)作用原理現(xiàn)在常見的風(fēng)（沙）工程措施計(jì)有一二十種。按其用途可分為：封（閉）、固（定）、阻（攔）、輸（導(dǎo)）、改（向）和消（散）六類；其力學(xué)作用原理則是隔斷、抑制、增阻、轉(zhuǎn)向和消形等六個方面。下面我們對主要的幾類風(fēng)（治）沙工程的力學(xué)作用原理作簡要闡述。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.1防風(fēng)固沙工程的分類與作用原理二、風(fēng)（治）沙工程的力學(xué)作用原理1.固沙工程這里所說的固沙工程，包括力學(xué)分類中的封（閉）和固（定）兩類。所謂封閉就是用惰性材料（沙礫石、黏土等）和稻草、麥稈等鋪蓋沙面，或用噴灑瀝青乳劑等化學(xué)膠結(jié)物質(zhì)固結(jié)流沙表面形成一定硬的保護(hù)殼。因此，其實(shí)質(zhì)是在流沙表面設(shè)置一切斷層或隔斷層。而固定者是用噴灑原油、鹽水或設(shè)置草方格和黏土方格沙障等穩(wěn)定邊坡、固定流動沙丘表面，變動床為半定床定床。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.1防風(fēng)固沙工程的分類與作用原理二、風(fēng)（治）沙工程的力學(xué)作用原理1.固沙工程封固的力學(xué)作用原理是：設(shè)置切斷層或隔斷層是把氣流（或風(fēng)沙流）與松散的沙面隔開，使它們之間不發(fā)生直接接觸。由于沙面沙粒不與氣流直接接觸，也就不會起沙，不會發(fā)生風(fēng)蝕、風(fēng)沙流運(yùn)動與風(fēng)沙危害。氣固兩相流運(yùn)動，柏實(shí)義（1985）認(rèn)為可以分為兩類：一類是氣流與固體微粒均勻混合物的流動；另一類是氣體流經(jīng)固體（顆粒）表面時(shí)，由于相互作用而產(chǎn)生的流動。風(fēng)沙流的運(yùn)動屬于第二類流動。因此，只要把所有的沙面都封閉起來，氣固兩相流體不發(fā)生接觸和相干，也就不會發(fā)生風(fēng)沙流運(yùn)動，風(fēng)沙危害也就不會發(fā)生。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.1防風(fēng)固沙工程的分類與作用原理二、風(fēng)（治）沙工程的力學(xué)作用原理

2.阻沙工程阻沙工程分為高立式沙障、柵欄和林帶等阻沙工程措施，它們軟科學(xué)作用原理基本上是一樣的。它們的區(qū)別僅僅在工程高度、迎風(fēng)面疏透度及其隨高度和時(shí)間的分布和材料的彈性等一些次要因素上。它們的力學(xué)模型都是平板繞流，不過是在地表影響下的剪切流而不是均勻流；其板面也不是實(shí)體平板，而是有孔隙的疏透板面。還有，工程的高度和受氣流的攻角也可能隨時(shí)間而變化，且工程板面還有一定的厚度。所有阻沙工程措施的力學(xué)作用原理，都是增大風(fēng)沙流的運(yùn)動阻力，阻滯消能，令其減速和促使沙土顆粒的沉積。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.1防風(fēng)固沙工程的分類與作用原理二、風(fēng)（治）沙工程的力學(xué)作用原理

3.輸導(dǎo)沙工程輸導(dǎo)沙工程的作用，一是通過風(fēng)（治）沙工程的設(shè)置，減少風(fēng)沙流沿程阻力；二是通過工程前后能量的再分配，加強(qiáng)貼地或上楊風(fēng)沙流的運(yùn)動能量，克服由于工程曲折和地表不平整引起流體分離而產(chǎn)生的壓差阻力等。因此，輸導(dǎo)沙工程的力學(xué)作用原理，簡而言之就是：減少風(fēng)沙運(yùn)動阻力，阻止分離的發(fā)生，促進(jìn)與加速風(fēng)沙流休整順利通過保護(hù)區(qū)。然而，嚴(yán)格說來，輸與導(dǎo)的力學(xué)作用不是有所差異的。輸是通過采用良繞體設(shè)計(jì)（如過沙路面），使風(fēng)沙流與地表不發(fā)生分離，從而達(dá)到非堆積搬運(yùn)通過保護(hù)區(qū)的目的；風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.1防風(fēng)固沙工程的分類與作用原理二、風(fēng)（治）沙工程的力學(xué)作用原理

3.輸導(dǎo)沙工程而導(dǎo)則是采用構(gòu)筑上部建筑（如下導(dǎo)風(fēng)工程等），把工程板面所在流層的的流體能量，轉(zhuǎn)化為加強(qiáng)工程板面上下兩端運(yùn)動流體的附加動能和勢能，從而形成一種新的能量和流場分布，以達(dá)到克服由于地表流體分離而產(chǎn)生的渦漩阻力（即壓差阻力），消除或減輕風(fēng)沙流沉積，并通過造成工程和臨近沙體之間的空間強(qiáng)烈渦漩運(yùn)動，來達(dá)到分散和阻止沙丘體前移所造成的危害。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.1防風(fēng)固沙工程的分類與作用原理二、一般設(shè)計(jì)原則根據(jù)沙害性質(zhì)、防治對象與風(fēng)（治）沙工程的力學(xué)作用原理，風(fēng)（治）沙工程的設(shè)計(jì)應(yīng)遵守的基本原則是：（1）工程設(shè)計(jì)要到位；（2）預(yù)防為主，防治相結(jié)合；（3）先易后難，突出重點(diǎn)；（4）綜合治理，配套設(shè)計(jì)。

1.工程設(shè)計(jì)要到位。如封固工程目標(biāo)要全面，對需要保護(hù)的目標(biāo)，不能封固一塊留一塊，或只封固前面的一小片，就近棄遠(yuǎn)；否則將事倍功半，不要多久，未封固部分的流沙就會把封固工程掩埋，使其失去作用。封固還要嚴(yán)實(shí)，牢固持久，厚度要夠，特別是邊角的地方，一定要加深加厚，以免被吹蝕和掏空破壞。又如，阻沙工程要針對不同的防護(hù)目標(biāo)，采用不同的規(guī)格與結(jié)構(gòu)，以期取得最大的防護(hù)效益。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.1防風(fēng)固沙工程的分類與作用原理二、一般設(shè)計(jì)原則

2.預(yù)防為主，防治結(jié)合。眾所周知，產(chǎn)生沙害的原因不外乎是自然條件和人為因素兩個方面。在自然條件下，風(fēng)信、沙源和地形地貌是三個主要影響因素，彼此相互制約，影響著沙害的發(fā)生和發(fā)展，若改變其中的一個因素，沙害的情況就會隨之而異。人為因素系指人為破壞植被，引起流沙再起，加劇沙害。故防治沙害從積極地消除發(fā)生沙害的原因著手，以防患于未然。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.1防風(fēng)固沙工程的分類與作用原理二、一般設(shè)計(jì)原則

3.先易后難，突出重點(diǎn)。風(fēng)（治）沙工程往往要較大的投資，并耗費(fèi)較多的人力，要結(jié)合各地實(shí)際，因地制宜，因害高防，突出重點(diǎn)，明確目標(biāo)，先易后難，分別輕重緩急，有計(jì)劃有步驟進(jìn)行治理，做到治理一個見效一個。

4.綜合治理，配套設(shè)計(jì)。各種風(fēng)（治）沙工程各有其使用條件和范圍，各有利弊，而各地的自然人文條件和風(fēng)沙危害特點(diǎn)又復(fù)雜多樣，因此，單獨(dú)使用一種措施往往難以湊效，最取是采取綜合治理措施，建立一個完整的防護(hù)體系，使固、阻、輸導(dǎo)等措施結(jié)合起來，相互配合，取長補(bǔ)短，相得益彰，充分發(fā)近各種措施的效能，取得最大的治沙效果。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程固沙工程措施的途徑有兩個方面：其一是使沙質(zhì)表面與風(fēng)的作用隔絕，一般采用各種惰性材料（如沙礫石、黏土）、柴草和枝條覆蓋沙面，或噴灑化學(xué)粘結(jié)材料（如乳化瀝青）固結(jié)沙面；其二是降低地表風(fēng)速，借以削弱風(fēng)沙流活動，通常采用流動沙丘上扎設(shè)沙障，或栽植固沙植物。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程一、機(jī)械沙障機(jī)械沙障是指采用雜草、樹枝以及其他，在流沙上設(shè)置阻滯風(fēng)沙流和固定沙面的障礙物。世界沙漠地區(qū)過的沙障，種類繁多、材料各異，形式多樣，不下十多種。沙障按高度可分為高立式沙障、立式沙障、半隱蔽式沙障和隱蔽式沙障；按其結(jié)構(gòu)可分為緊密型、疏透型和通風(fēng)型三種；按構(gòu)成沙障的材料，有活植物體沙障、植物材料沙障、無機(jī)材料沙障和有機(jī)化工材料沙障等。但從總的作用看，由高立式（高2米左右）和立式（高1米左右）沙障的大部分存在于風(fēng)沙流層之外，因此，它的首要作用是防風(fēng)，其次才是阻沙和固沙。半隱蔽式沙障，因其絕大部分或全部沉沒于風(fēng)沙流層里，所以，其作用首先是阻沙，其次是固沙；而隱蔽式沙障全身覆蓋在沙面上，故它的作用就是封閉固定沙面，隔斷削弱風(fēng)沙流與沙面的直接接觸。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程一、機(jī)械沙障（一）草方格沙障草方格沙障是1956年由原蘇聯(lián)治沙專家彼得洛夫院士引入我國，并在騰格里沙漠包蘭鐵路沙坡頭試驗(yàn)路基試用，取得成功的一種性能優(yōu)良的固沙性能優(yōu)良的固沙措施。它是用稻草、麥稈和蘆葦?shù)热嵝圆牧?，將其直接插入沙層?nèi)，直立于沙丘上，扎設(shè)成方格狀的半隱蔽式沙障。草埋入沙層中的深義約為15~20cm，上露沙面高度約20~30cm，草方格的邊厚5cm左右，用鐵鍬壅沙踏實(shí)使之牢固。沙障高度是由氣流中沙粒的分布高程決定的。根據(jù)前述所知，由于風(fēng)沙流中90%以上的沙量是在離地表30cm的高度內(nèi)通過的，因此，采用高出沙面20~30cm的沙障，就足以控制沙丘的表面的風(fēng)沙活動。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程一機(jī)械沙障（一）草方格沙障1.草方格的防風(fēng)固沙作用沙障防風(fēng)固沙的空氣動力學(xué)原理，由沙障的風(fēng)洞流場結(jié)果（下圖）可以看出，當(dāng)風(fēng)沙流流經(jīng)沙障時(shí)，障前后分別出現(xiàn)一個阻滯及渦流減速區(qū)，加速了能量的耗損，從而達(dá)到固阻沙的目的。野外試驗(yàn)觀測也表明，在流動沙丘上設(shè)置草方格沙障后，改變了下墊面的性質(zhì)，增加了地面粗糙度，增大了對風(fēng)的阻力。計(jì)算表明，流動沙丘上設(shè)置1＊1蘆葦沙障后，地面粗糙度比原來增加500倍左右。經(jīng)用阻力公式計(jì)算后，同速為9米/鈔時(shí)的流沙和沙障單位面積表面上的阻力，結(jié)果沙障比流沙上的阻力要增大6倍。由于對風(fēng)的阻力增大，使近地面風(fēng)速大大降低，因而也就減少了沙子被吹楊的數(shù)量，削弱了風(fēng)沙活動的強(qiáng)度，可有效有沙丘的移動。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程一、機(jī)械沙障（一）草方格沙障1.草方格的防風(fēng)固沙作用治沙的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，沙障規(guī)格（邊長尺寸）越小，風(fēng)蝕深度越小，防風(fēng)固沙效果也就越好。不過，從經(jīng)濟(jì)方面看，則規(guī)格愈大愈省料省工，愈便宜。為了經(jīng)濟(jì)而又有效，最好是針對防護(hù)對象的具體情況，因地制宜用不同的規(guī)格。如在鐵路或公路兩側(cè)鋪設(shè)草方格沙障固沙時(shí)，在離線路近處或沙丘起伏較大的地方，沙障的規(guī)格應(yīng)小些（1m＊1m）；在遠(yuǎn)處或起伏平緩的沙丘上，沙障的規(guī)格可以相應(yīng)大一些（1m＊1m或2m＊2m，甚至更大）。草方格沙障不僅起到固沙作用，而且可以保護(hù)栽植的和播種的固沙植物，免受風(fēng)蝕和沙埋，同時(shí)還可以改善沙地的水分狀況，有利于植物的成活和生長。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程一、機(jī)械沙障（一）草方格沙障1.草方格的防風(fēng)固沙作用在風(fēng)向比較單一的地區(qū)，可把格狀沙障改成與主風(fēng)向垂直的融狀沙障。行距視沙丘坡度與風(fēng)力大小而定，一般為1~2m。根據(jù)觀測，其防護(hù)效能幾乎與格狀沙障相同，且能大大節(jié)省材料和勞力，也就節(jié)省了大量費(fèi)用。地況植苗直播成活率/%6年后保存率/%當(dāng)年每平方米出苗株數(shù)6年后每平方米保存株數(shù)草方格沙障區(qū)68.1934.303.93流動沙丘區(qū)34.401.721.710在沙障區(qū)和流沙區(qū)栽植和直播籽蒿的效果風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程一機(jī)械沙障（一）草方格沙障2.草方格的防風(fēng)固沙效果在原蘇聯(lián)中亞地區(qū)，穿行于卡攔庫姆的列別捷克－查爾朱公路和鐵路兩側(cè)，卡拉庫姆運(yùn)河兩側(cè)及里海之濱的油氣管道地段，都鋪扎了大面積草方格沙障，均取得了明顯效果。其沙障規(guī)格為4m＊2m和3m＊3m。公路的防護(hù)寬度為100~150m，鐵路的防護(hù)寬度為300~450m，運(yùn)河（或渠道）的防護(hù)寬度為50~150m，管道的防護(hù)寬度為20~75m。采用的材料多為沙生莎草科植物（沿運(yùn)河和阿姆河均有生長）。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程一、機(jī)械沙障（一）草方格沙障2.草方格的防風(fēng)固沙效果

草方格沙障在我國的包蘭鐵路和干武鐵路的防沙中有大面積應(yīng)用，取得很好的效果。包蘭鐵路沙坡地段從迎水橋到孟家灣，通過騰格里沙漠東南前沿流沙地帶的線路，總長達(dá)16km，一般在線路迎風(fēng)側(cè)360~500m、背風(fēng)側(cè)約100寬的流動沙丘上，鋪設(shè)了近千平方公頃的稻草方格沙障，并在其中種植了花棒、檸條等固沙植物，使流沙得以固定起來，不致為害。從1958年通車以來，保證了這一區(qū)間火車暢通無阻。在塔里木沙漠石油公路沿線總長470km路段，兩側(cè)采用壓碾改性（增大韌性）的蘆葦作1m＊1m方格扎設(shè)，其外露地表高度15~20cm。在蘆葦方格沙障內(nèi)已形成表面穩(wěn)定的凹曲面，其深度一般在10~15cm，其間并有呈淺灰白色的粉塵沉積，并保留有蟲孔，反映無強(qiáng)烈的風(fēng)蝕。設(shè)置蘆葦沙障的沙面比裸露流沙面的粗糙度增大11~217倍，降低了近地表風(fēng)速，固定了流沙，防治公路沙害也取得較好效果。在內(nèi)蒙古東部伊克昭盟沙區(qū)公路，養(yǎng)路職工采用栽植活沙蒿沙障固定流沙，取得很好成效。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程新疆塔中油田沙漠公路防風(fēng)草方格沙障風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程草方格沙障保護(hù)下灌木造林固沙模式（寧夏）風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程（伊金霍洛旗境內(nèi)的公路的草方格沙障）風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程西寧至格爾木草（麥草稈）方格沙障風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程西寧至格爾木草方格（草稈已接近腐殖化）風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程青藏交通干線上的石方格沙障風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程青藏鐵路風(fēng)沙區(qū)的石方格沙障風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程一、機(jī)械沙障（二）黏土沙障黏土沙障由黏土碎塊堆成小土埂而成，高20~30cm，頂寬10cm。在風(fēng)向單一地區(qū)設(shè)置成帶狀，并與主風(fēng)向垂直。在多風(fēng)向地區(qū)則設(shè)成格狀。土埂向距一般為1~2m。黏土沙障繞流和能量分布形勢，以及固沙作用原理基本上如草方格。設(shè)置黏土沙障可使障內(nèi)20cm高度上的風(fēng)速削弱20%左右，還可使0~50%沙層的含水量比流沙提高25%以上，干沙層厚度減少一半。因此，黏土沙障防風(fēng)固沙保水性能及對植物生物的影響均較好。但是，由于其材質(zhì)較硬，缺少柔性，埂形圓滑，不透風(fēng)，故其固阻效果稍遜草方格沙障。不過，黏土沙障具有設(shè)置簡便、省工耐用的優(yōu)點(diǎn)。特別是由于沙面摻入了黏土，如果植被能跟上，預(yù)后效果可能會好過草方格。黏土沙障是一種比較經(jīng)濟(jì)有效的固沙措施，凡附近有黏土產(chǎn)源地區(qū)，均可推方采用。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程高立式沙障風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程立式沙障立式、隱蔽、半隱蔽沙障風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程二、化學(xué)固沙化學(xué)固沙是在流動沙丘（地）上噴灑化學(xué)粘結(jié)材料，在流沙表面形成覆蓋層，或滲入表層沙中，把松散的沙料粘結(jié)起來形成固結(jié)層（硬殼），從而防止風(fēng)力對沙料的吹楊和搬運(yùn)，達(dá)到固定流沙，防治沙害的目的?；瘜W(xué)固沙收效快，但成本高，一般多用于風(fēng)沙危害造成重大經(jīng)濟(jì)損失的地區(qū)，如機(jī)場、交通線（鐵路、公路等風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程二、化學(xué)固沙

（一）化學(xué)固沙材料的選擇化學(xué)固沙作用的成效，不僅與流沙表面沙粒的性質(zhì)（如化學(xué)成分、機(jī)械組成）有關(guān)，而且也與化學(xué)固沙材料本身的物理化學(xué)性質(zhì)（如分子結(jié)構(gòu)、分子大小、黏度、吸附力）等有關(guān)?；瘜W(xué)固沙材料的選擇，要按如下標(biāo)準(zhǔn)（1）固沙效果好；（2）成本低；（3）使用簡介，不需要特殊設(shè)備；（4）對植物發(fā)芽和生長沒有影響；（5）不污染環(huán)境。目前，國內(nèi)外用作固沙的膠結(jié)材料主要是石油化學(xué)工業(yè)的副產(chǎn)品。一般常用的有瀝青乳液。高樹脂石油、橡膠乳液和油－橡膠乳液的混合物等；其中，瀝青浮液是當(dāng)前世界各國應(yīng)用在化學(xué)固沙工程中最廣泛的材料。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程二、化學(xué)固沙

（一）化學(xué)固沙的作用及其效果噴灑化學(xué)粘結(jié)材料（固沙液）形成的固結(jié)沙層，隔斷了風(fēng)沙松散沙面的直接接觸與相互作用，使其免受風(fēng)蝕，是化學(xué)固沙最主要的作用之一（即封固作用）。因此，固結(jié)沙層抗風(fēng)蝕性能的強(qiáng)弱，是衡量固沙作用好壞的重要指標(biāo)。根據(jù)現(xiàn)場多年觀測和定性分析，可以認(rèn)為風(fēng)沙流是固結(jié)沙層破壞的重要原因。為了定量測定風(fēng)沙流對固結(jié)沙層風(fēng)蝕的影響，以評價(jià)化學(xué)固沙材料的優(yōu)劣，吳正等進(jìn)行了風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，當(dāng)風(fēng)沙流速度為5m/s時(shí)，沙表面開始風(fēng)蝕，10m/s時(shí)風(fēng)蝕增大，之后著風(fēng)沙流速度的增大，風(fēng)蝕量直線上升。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明：經(jīng)化學(xué)粘結(jié)材料固定后的沙層風(fēng)蝕量比對照流沙減少數(shù)千倍。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程二、化學(xué)固沙

（一）化學(xué)固沙的作用及其效果化學(xué)固少除了封固作用抗風(fēng)蝕外，還有改善流沙水熱條件，促進(jìn)植物生長的作用。噴灑化學(xué)粘結(jié)材料后，由于沙面形成固結(jié)層，使下部沙層熱量散失減慢，尤其是石油類固沙液，它的黑色固結(jié)層還具有強(qiáng)烈的吸熱作用，可使地表溫度增加很多（在高溫期較為明顯）；同時(shí)該層存在對下部沙層具有保溫作用。例如，乳化瀝表在春季可使20cm內(nèi)沙層增溫2.5~6.0度；夏季則增溫1.0~6.0度。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程三、植物固沙植物固沙是控制和固定流沙的一種最根本而經(jīng)濟(jì)、有效的措施。在沙丘上栽植固沙植物和喬木樹種，不僅能夠長久固定流沙，防止風(fēng)沙危害，而且能夠?yàn)椤叭稀本闳钡纳硡^(qū)生產(chǎn)出木材和大量的燃料、飼料。因此，植物固沙能使除害與興利相結(jié)合，是一舉兩得的好措施。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程三、植物固沙植物之所以能固定流沙，一是在于沙生植物具有發(fā)達(dá)的根系，能固結(jié)其周圍的沙粒，加之枯枝落葉的堆積，腐爛后有利用有機(jī)質(zhì)的聚集，促進(jìn)沙的成土作用，改變沙地性質(zhì)，使流沙趨向固定；二是由于在沙丘上栽種植物后，增加了地表的粗糙度，因而也就增加了對風(fēng)的阻辦，降低風(fēng)速，削弱與抑制了風(fēng)沙流活動。植物固沙包括種草和種植喬、灌木。草本植物能夠適應(yīng)較差的自然條件，易于生長，但壽命不長；灌木適應(yīng)性強(qiáng)；喬木樹干高大，防風(fēng)能力強(qiáng)，但一般需要較好的水分條件才能成活生長。因此，理想的植物固沙是草、灌、喬相結(jié)合，取長補(bǔ)短，以達(dá)到最大的防風(fēng)固沙效果。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程三、植物固沙

（一）植物固沙的控制因素大家知道，植物固沙的困難很多，如沙子貧瘠，水分不足，夏季沙子面高溫，風(fēng)沙運(yùn)動等，都對植物的生物不利；其中以水分不足和風(fēng)沙運(yùn)動兩者最為重要。風(fēng)沙運(yùn)動能使植物到吹蝕、沙埋和沙割的危害，但它可以用機(jī)械防護(hù)措施和化學(xué)固沙措施來解決，因此，最大的困難還是水分不足。根據(jù)原中國科學(xué)院蘭州沙漠研究所的研究：若年降水量在100mm以上，則沙面干沙層（約10cm）以下有一穩(wěn)定的濕沙層，含水率常達(dá)2%~3%（有效水分＝含水率－凋萎溫度，沙生植物的凋萎濕度約為0.7%），能夠保證耐旱的草本和灌木成活生長，一般可以進(jìn)行植物固沙。若降水量小于100mm時(shí)，則沙中含水率1%左右，可供植物利用的水分甚微，這些地區(qū)若無灌溉條件，是難以進(jìn)行植物固沙的。此外，還應(yīng)注意降水的年變率，如遇特別干旱的年份，由于水分不足，會使栽植的植物的生長不良或大量死亡。以這些不利因素，事先應(yīng)有足夠的估計(jì)。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程三、植物固沙

（一）植物固沙的主要方法封沙育草，保護(hù)天然植被，是各地普遍采用的一項(xiàng)行之有效的植物固沙措施。在水人條件較好并有一定數(shù)量天然植被的沙漠地區(qū)，采取劃區(qū)封育、定期停止樵牧等保護(hù)措施，可使某些以根蘗萌生的和天然下種繁殖性強(qiáng)的旱生植物得以自然更新，增大植被覆蓋度，從而把沙丘完全固定住。在灌區(qū)，可以利用農(nóng)田灌溉余水或洪水沙漠，必要時(shí)也可人工播種一些沙生植物，以促進(jìn)固沙植物，以促進(jìn)固沙植物的復(fù)狀滋生。

1.封沙育草，保護(hù)天然植被風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程三、植物固沙

（一）植物固沙的主要方法從20世紀(jì)50年代以來，我國西北沙漠綠洲地區(qū)在大力營造固沙林帶、護(hù)田林網(wǎng)及建立人工植被的同時(shí)，把“封沙育草，保護(hù)天然植被”作為防沙治沙的重要措施之一加以推廣，并取得了卓越成效?，F(xiàn)在一般都在老綠洲迎風(fēng)一側(cè)與沙漠、戈壁、風(fēng)蝕等相毗連的地帶，建立封育沙生植被帶，寬度超過1~2km，甚至10~20km；植被覆蓋度由原有的10~15%恢復(fù)到40~50%以上，與人工植被結(jié)合成一道保護(hù)綠洲的綠色屏障。觀測表明，綠洲邊緣通過封沙育草所形成的固定半固定地段，2m高程的風(fēng)速比流動沙丘區(qū)和裸露的風(fēng)蝕地相對降低50%左右；封沙育草區(qū)所通過的沙量，僅占流沙區(qū)的1/20。

1.封沙育草，保護(hù)天然植被風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程新疆和田縣窄林帶小網(wǎng)格農(nóng)田防護(hù)林建設(shè)風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程飛播踏郎固沙風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程沙柳固沙風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程毛烏素沙漠的灌草固沙風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程毛烏素沙漠的豆科草（沙打旺）固沙風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程毛烏素沙地的灌草固沙風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程三、植物固沙

（一）植物固沙的主要方法沙漠地區(qū)自然條件差，植樹造林固沙應(yīng)先易后難，逐步擴(kuò)大。造林步驟，可先在立地條件較好的丘間低地營造團(tuán)塊人工林，把沙丘分割包圍起來，經(jīng)過一定時(shí)間后，風(fēng)將沙丘逐漸削平。同時(shí)，在塊狀林的影響下，沙地的小氣候得以改善，這時(shí)可以再在沙丘上直播或栽植固沙植物。我國沙我群眾把這一方法稱為“先灣后丘”或兩步走。

2.植樹造林固沙風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程三、植物固沙

（一）植物固沙的主要方法

2.植樹造林固沙丘間低地造林技術(shù)簡便易行，投勞投資少。造林可分期進(jìn)行：第一期造林后，每隔1~2年因沙丘前移就在原沙丘迎風(fēng)坡腳處，不斷露出新的平坦地段，即所謂“退沙畔”，再在這里進(jìn)行第二期甚至第三期造林，逐步擴(kuò)大團(tuán)塊林面積，縮小流沙面積。團(tuán)塊林的初期因不足以控制沙丘前移，以致沙丘侵入一部分林地；但因丘頂削低，地形變緩，被埋壓的幼樹生境條件有所改善，生出大量不定根，生長更加旺盛。被丘間團(tuán)塊林分割包圍的沙丘，因風(fēng)力顯著降低，風(fēng)蝕作用大為削弱，為沙丘上進(jìn)一步植樹造林創(chuàng)造了條件；甚至能因自然生草過程加速，最終被土著沙生植物所固定。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程三、植物固沙

（一）植物固沙的主要方法

2.植樹造林固沙在沙丘上植樹造林固沙，我國沙區(qū)各地群眾有很多成功的經(jīng)驗(yàn)，“前擋后拉”造林法就是其中之上。它是陜北榆林、靖邊和內(nèi)蒙古伊克昭盟等地群眾，根據(jù)多年生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)出來的。它是一種符合沙丘移動規(guī)律，利用自然改善沙地立地條件的措施。所謂“前擋后拉”，通常是指在沙丘的背風(fēng)坡（落沙坡）前方，用高桿造林，以擋住沙丘前移；同時(shí)在沙丘迎風(fēng)坡下部，栽植沙柳、沙蒿等灌木、半灌木拉住沙丘，不使其往前移動；然后再利用風(fēng)力削平未造林的沙丘上部，以此逐漸降低沙丘的高度。沙丘上部的沙子被阻積在栽植高桿的丘間低地。高桿（旱柳、小葉楊等）雖被沙埋，但能繼續(xù)往上生長。削平后的沙丘，由于高度降低，便可進(jìn)一步造林。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程三、植物固沙

（一）植物固沙的主要方法

2.植樹造林固沙具體做法是：第一年，在沙丘背風(fēng)坡腳至1/3處栽植高桿，并在距離背風(fēng)坡腳3~5m處直至迎風(fēng)坡腳栽植沙柳帶。第二年，在新出現(xiàn)的背風(fēng)坡腳與頭年栽植的沙柳帶間再栽植一行高桿，同時(shí)在新出現(xiàn)的丘間再栽植一行高桿，同時(shí)在新出現(xiàn)丘間低地繼續(xù)栽植沙柳，前有高桿，造成前擋后拉的局面，將沙丘逐漸拉平。然后，再在拉平的地段栽植喬灌木，全面固定流沙。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程活沙障造林治沙（寧夏）風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程青海都蘭封沙育林育草風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程三、植物固沙

（三）固沙植物和造林樹種的選擇沙漠地區(qū)氣候干燥，冷熱劇變，風(fēng)大沙多，自然環(huán)境十分嚴(yán)酷。在這種條件下，植物固沙的成效，在很大程度上取決于固沙造林植物品種的選擇。沙漠地域遼闊，自然條件各異，各個地區(qū)的固沙植物和造林樹種也有所不同。選擇樹種應(yīng)以當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)土樹種為主，這是因?yàn)樗鼈兘?jīng)過長期的人工栽培或自然選擇，能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境。引種外地樹種，必須經(jīng)過栽培試驗(yàn)，才能推廣應(yīng)用。一般說來，優(yōu)良的固沙植物和造林樹種應(yīng)具備以下特點(diǎn)：風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程三、植物固沙

（三）固沙植物和造林樹種的選擇（1）萌蘗性強(qiáng)，分枝多，冠幅大，沙埋后能生長出不定根，越埋越量，同時(shí)也耐風(fēng)蝕。（2）生長快，根系發(fā)達(dá)，尤其是水平側(cè)根分布范圍廣，固沙作用強(qiáng)。（3）耐高溫、干旱、不苛求土壤。（4）繁殖容易，種源豐富。（5）有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，如可生產(chǎn)木材或作編織材料、燒柴及飼料等。我國沙漠地區(qū)固沙植物和造林樹種很多，主要的喬木樹種有樟子松、油松、小葉楊、小青楊、二白楊、新疆楊、胡楊、沙棗、旱柳等；灌木樹種有梭梭、花棒、小葉錦雞兒、檸條、沙拐棗、檉柳（紅柳）、胡枝子、紫穗槐、黃柳、沙柳等；半灌木則有籽蒿、油蒿和差把戛蒿等。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程內(nèi)蒙古赤峰造林治沙風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程內(nèi)蒙古赤峰沙地的速生豐產(chǎn)林基地風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程樟子松固沙造林模式（黑龍江泰來）風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程北京大興立體果園治沙模式風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程北京大興立體果園治沙模式風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程北京大興立體果園治沙模式風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程城郊型防風(fēng)固沙林（北京大興）風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程內(nèi)蒙古赤峰的綜合治沙（農(nóng)、林、牧綜合體系治沙）風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.2固沙工程寧夏沙坡頭五帶一體鐵路固沙造林模式（由鐵路向外依次是固沙防火帶、灌溉防護(hù)林帶、無灌溉防護(hù)林帶、前沿阻沙帶和封沙育草帶）風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.3阻沙工程風(fēng)是沙子移動的動力，因此防沙必須先防風(fēng)。防沙工程的作用就在于減低風(fēng)速，改變氣流的搬運(yùn)能力，阻擋風(fēng)沙和阻止流沙移動，從而保護(hù)農(nóng)田、交通線（鐵路與公路）和居民點(diǎn)免受風(fēng)沙危害。阻沙工程主要措施有柵欄和防沙帶等。

一、柵欄柵欄是一種高立式沙障，采用高桿植物（或作物），如蘆葦、灌木枝條、玉米、高梁和竹條等直接栽植在沙上，埋入沙層內(nèi)的深度為30~50cm，高1.2~1.8m，埋入沙層內(nèi)深度30~50cm，每塊防沙柵欄必須搭接好，埋設(shè)后將基部沙子踏實(shí)。近年來，還有采用具有防火性能的尼龍網(wǎng)制成柵欄用于防風(fēng)阻沙。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.3阻沙工程（一）、影響柵欄防護(hù)效益的因素柵欄的防風(fēng)阻沙作用，與其結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。室內(nèi)與野外試驗(yàn)研究表明，柵欄的孔隙度（柵欄孔隙面積與總面積之比）是影響其防護(hù)效益的最重要因素。從不同結(jié)構(gòu)模型柵欄風(fēng)洞場的測定結(jié)果可以看出；緊密型柵欄（孔隙度＝0）在背風(fēng)面有一個大的渦流區(qū)，而在模型上方出現(xiàn)一個高速區(qū)。它們之間造成很大的速度梯度，動量向下傳輸很強(qiáng)，致使其背風(fēng)區(qū)域的風(fēng)速很快地恢復(fù)，從而降低了它的防護(hù)距離。而疏透柵欄（孔隙度＝0.5）其背風(fēng)面開形成離開地表的等值線閉合區(qū)，且京華也緩慢得多，在模型上方的高速區(qū)，其范圍要小得多。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果還表明，柵欄的有效防護(hù)距離（按恢復(fù)至自然速度的80%的距離）和風(fēng)速恢復(fù)到自然風(fēng)速的距離，都隨著孔隙度的增大而增大。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.3阻沙工程

（二）、阻沙柵欄適用的條件與范圍阻沙柵欄一般多用于沙源豐富地區(qū)，作為防止固沙帶前沿積沙的輔助性措施。在流沙地區(qū)，采用大面草方格沙障等固沙，效果雖好，但因其外緣常受外來流沙排埋（前沿積沙），致使大面積沙障推動作用，有效寬度逐年減少，其結(jié)果不但增大維修量（補(bǔ)充重鋪），而且也會影響形成高大的阻沙堤，作為保護(hù)草方格固沙帶的屏障。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.3阻沙工程（二）、阻沙柵欄適用的條件與范圍阻沙柵欄在風(fēng)向較為單一的流沙地區(qū)應(yīng)用效果最好。如果與固沙措施相結(jié)合，形成以固為主，固阻結(jié)合的防護(hù)體系，則能更有效地防止風(fēng)沙危害。在粗質(zhì)平沙地或沙礫地，可以單獨(dú)使用，但要設(shè)于保護(hù)對象較遠(yuǎn)的上風(fēng)處，至少100米以外的地方。否則，反而會成為沙害的起因，帶來新的危害。如青（海）新（疆）公路且末一民豐段45km處，大部分為半固定沙地，生長有稀疏的胡楊、紅柳、蘆葦?shù)戎参铮瓨I(yè)線路并無多大危害，但養(yǎng)路工人為了防沙，在緊靠公路的止風(fēng)側(cè)設(shè)置了一道蘆葦高立式沙障（阻沙柵欄），初期雖起到阻沙上路的作用，但后來卻由于在沙障附近大量積沙，形成高大沙堤，反而造成對公路的嚴(yán)重威脅。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.3阻沙工程二、林帶和林網(wǎng)在沙漠地區(qū)，營造防風(fēng)阻沙林帶，能起到防風(fēng)阻沙作用，保護(hù)農(nóng)田、交通線、工礦和城鎮(zhèn)居民點(diǎn)不受風(fēng)沙侵襲。防風(fēng)阻沙林帶按營造目的和作用，可分兩種，沙漠邊緣的防沙林帶（阻沙林帶）和綠洲內(nèi)部的護(hù)田林網(wǎng)。

（一）、防沙林帶在沙漠邊緣營造防護(hù)林帶（阻沙林帶），目的是為了防止流沙侵入綠洲內(nèi)部，保護(hù)農(nóng)田和居民點(diǎn)免受災(zāi)害。防沙林帶因透風(fēng)情況不同，可分為三種結(jié)構(gòu)類型：緊密型結(jié)構(gòu)林帶、疏透結(jié)構(gòu)林帶和能風(fēng)結(jié)構(gòu)林帶。所謂緊密結(jié)構(gòu)林帶，就是林帶上下緊密，生長期中枝葉稠密，基本上不透風(fēng)，是由喬木、亞喬木和灌木三層組成。當(dāng)氣流通過緊密結(jié)構(gòu)林帶時(shí)，主要從林帶頂部越過，而在林帶背風(fēng)處形成靜風(fēng)區(qū)。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.3阻沙工程（一）、防沙林帶關(guān)于疏透結(jié)構(gòu)林帶，即林帶上下呈疏透狀態(tài)，整個林墻透風(fēng)間隙分布比較均勻，多由1~2行窄冠喬木所組成。所流通過疏透林帶時(shí)，一部分越過林帶，一部分通過林帶。至于通風(fēng)結(jié)構(gòu)林帶，林帶上部樹冠稠密不透風(fēng)，而下部樹干通風(fēng)，通常由3~5行高大喬木組成，無灌木。實(shí)踐證明，林帶的結(jié)構(gòu)不同，防風(fēng)沙效果是不一樣的。過于疏透的林帶，特別是通風(fēng)林帶，會形成許多“通風(fēng)道”，特別是通風(fēng)林帶的下口，流沙容易侵入整個林帶，甚至進(jìn)而危害綠洲。緊密林帶或小孔隙度的疏透林帶則防風(fēng)沙效果較好。因此，在流沙邊緣為了阻沙應(yīng)以營造緊密或小孔隙度的疏透林帶為宜。在靠近流沙的一側(cè)最好進(jìn)行高大喬木和灌木混交，以便肥前移的流沙盡可能阻攔在林帶外緣，使其不致入林帶內(nèi)和背風(fēng)一側(cè)的農(nóng)田，還可提高林帶的穩(wěn)定性，延長林帶的防護(hù)期限。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.3阻沙工程（example）（一）、防沙林帶營造防沙林帶，一般株距1m，行距1.5~2m，其中灌木株、行距可縮小為0.5m。防沙林帶一般比護(hù)田林帶要寬得多。林帶寬度小者50~100m，大者可為200~300m，甚至500m以上。

Example解放后，在我國西北、內(nèi)蒙古沙漠（沙地）地區(qū)各地營造了寬窄不一的大型防沙林帶，防止流動沙丘和風(fēng)沙流對流洲的入侵，起到了很大的作用。在烏蘭布和沙漠北部，20世紀(jì)50年代沿東北緣的二十里柳子至太陽廟營造了一條長達(dá)175km、寬300~400m的防沙林帶，總面積在0.6萬hm2以上，宛如一條“綠色長城”，有力地制止了大面積流沙向東南侵襲，保護(hù)了后套綠洲西緣的大小城鎮(zhèn)和居民點(diǎn)150座，幾萬公頃農(nóng)田和六七萬公頃草場。三面環(huán)沙的磴口縣，在這一條防沙林帶的保護(hù)下，過去被流沙埋壓的0.53萬hm2農(nóng)田又恢復(fù)了耕種。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.3阻沙工程（一）、防沙林帶河西走廊沿綠洲邊緣的營造的大型防沙林帶，其延長線長達(dá)1240km，面積達(dá)11.1萬hm2，占風(fēng)沙線總長度的70%，控制流動沙丘面積18.4萬hm，不僅防止了嚴(yán)重沙害地段流沙對綠洲的入侵，而且還恢復(fù)耕地2.6多萬公頃，同時(shí)使1400個村莊不再受到流沙危害或威脅。毛烏素沙地南部的陜北沙區(qū)，營造了防沙林20多萬公頃，有效地防止了風(fēng)沙對農(nóng)田的危害，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展。近年來，在塔里木盆地的沙漠石油公路沿線，在公路上風(fēng)側(cè)建立了一條30m寬、株行距1m*1m的灌木防沙林帶，起到了很好的防沙作用，有效地防止了公路沙埋危害。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.3阻沙工程二、林帶和林網(wǎng)（二）、護(hù)田林網(wǎng)在沙漠地區(qū)綠洲內(nèi)部營造護(hù)田林網(wǎng)，有僅可以防止或減輕沙質(zhì)耕地的風(fēng)蝕起沙、以及風(fēng)沙和沙塵暴對農(nóng)田的危害，而且還能改善田間小氣候。因此，我國西北地區(qū)從20世紀(jì)50年代以來，把營造綠洲護(hù)田林網(wǎng)作為保證農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的一項(xiàng)農(nóng)田基本建設(shè)措施。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.4輸導(dǎo)沙工程輸導(dǎo)沙工程是通過采用良繞體型工程設(shè)計(jì)改變下墊面性質(zhì)，或借助于修筑的構(gòu)造物（上部建筑）加速風(fēng)沙流速或改變其運(yùn)動方向，使沙子以非堆積搬運(yùn)輸導(dǎo)順利通過所保護(hù)的區(qū)域。輸導(dǎo)沙工程措施主要有下導(dǎo)風(fēng)、羽毛排和沙斷面等類型。一、下導(dǎo)風(fēng)工程下導(dǎo)風(fēng)工程又稱聚風(fēng)板工程，是由柵欄工程發(fā)展而來的。它就于防治風(fēng)沙、風(fēng)吹雪對道路（鐵路、公路）的危害，國外已做了不少工作。我國從1969開始，先后對下導(dǎo)風(fēng)工程防治公路風(fēng)沙（風(fēng)吹雪）危害，進(jìn)行了一系列的風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)和野外試驗(yàn)研究，取得了較好成果。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.4輸導(dǎo)沙工程一、下導(dǎo)風(fēng)工程下導(dǎo)風(fēng)工程由立柱、橫撐木和柵欄板組成。柵板材料可用木板、蘆葦?shù)取Ｓ锰J葦做材料進(jìn)，先扎成直徑8~10cm，長2~3m的蘆葦把，再把它編制成柵板。立柱埋設(shè)于公路風(fēng)路肩上，柵板固在橫撐木上，柵板與地面間留有空隙，即下口。下導(dǎo)風(fēng)工程的柵板面傾角有直立式（90度）和斜立式（一般為前傾60~80度）兩種類型。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.4輸導(dǎo)沙工程板面橫撐木立撐柱板面2~3m1.5~2m下導(dǎo)風(fēng)工程的結(jié)構(gòu)和設(shè)置部位圖（據(jù)吳正，叢自立等，1982）風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.4輸導(dǎo)沙工程一、下導(dǎo)風(fēng)工程根據(jù)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和野外觀測結(jié)果，下導(dǎo)風(fēng)工程把導(dǎo)板所在流層的流體能量轉(zhuǎn)化為加強(qiáng)導(dǎo)板上、下端運(yùn)動的能量，特別是下端由于下口的聚流作用，在導(dǎo)板下口后方一定寬度范圍內(nèi)形成一強(qiáng)風(fēng)速區(qū)，從而克服了地表由于局部地形的突變（如在公路的路肩等）所引起的氣流分離產(chǎn)生的渦漩阻力，使沙子以不堆積搬運(yùn)通過保護(hù)區(qū)（如公路路面肩等）所引起的氣流分離產(chǎn)生的渦漩阻力，使沙子以不堆積搬運(yùn)通過保護(hù)區(qū)（如公路路面），達(dá)到消除或減輕風(fēng)沙流（或風(fēng)吹雪）的堆積，與沙丘（或雪丘前移）。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.4輸導(dǎo)沙工程一、下導(dǎo)風(fēng)工程項(xiàng)目曠野（不受下導(dǎo)分影響）板前2m板下入口處板后10m風(fēng)速（m/s）7.06.010.28.1百分比（%）10085145116*資源來源：中國科學(xué)院新疆生物土壤研究所，1976下導(dǎo)風(fēng)工程對貼地面層（20cm高度）風(fēng)速的影響風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.4輸導(dǎo)沙工程一、下導(dǎo)風(fēng)工程（一）、工程效益的風(fēng)洞模擬（二）、野外試驗(yàn)與應(yīng)用野外平坦地表上的下導(dǎo)風(fēng)工程試驗(yàn)，主要是在風(fēng)吹雪條件下進(jìn)行的。雖然風(fēng)吹雪和風(fēng)沙流在運(yùn)動本質(zhì)上是一致，但是，由于顆粒的物理特性不同，在吹刮能力方面有一定的差異。因此，所得數(shù)據(jù)是不能照搬到風(fēng)沙條件上的。但對于工程的作用機(jī)理和工程各要素（如板面寬度A、下口高度h板面傾角a等）對工程效益的影響進(jìn)行驗(yàn)證，還是很有意義的。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.4輸導(dǎo)沙工程一、下導(dǎo)風(fēng)工程（二）、野外試驗(yàn)與應(yīng)用通過室內(nèi)外實(shí)驗(yàn)表明，為使下導(dǎo)工程起到最輸導(dǎo)沙作用，選擇適當(dāng)?shù)陌迕鎸挾扰c下口高度很重要。板面愈寬，聚風(fēng)能力愈強(qiáng)，吹刮寬度愈大；但板面愈寬，所需材料愈多，施工也不便。下口太低，板前弱風(fēng)區(qū)增大，易于引起積沙，下口太高，聚風(fēng)輸沙作用減弱。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，下導(dǎo)風(fēng)工程宜采用疏透型（透風(fēng)系數(shù)0.4~0.5），和板面與下口之比為0.7~0.8較好?？紤]到傾角的作用，雖直立時(shí)吹刮能力強(qiáng)，但造成板前、板后堆積也較嚴(yán)重，因此，對防治風(fēng)沙危害來說，采用非直立傾角的斜立式和小板面工程為好，以提高工程的使用年限。風(fēng)（治）沙工程SCEA,BeijingJiaotongUniversity第講4.4輸導(dǎo)沙工程一、下導(dǎo)風(fēng)工程（二）、野外試驗(yàn)與應(yīng)用我國在青新公路雅通古斯和烏（魯木齊）伊（寧）