尼龍網(wǎng)方格沙障在臨澤縣南部沙區(qū)治理中的應(yīng)用與觀察

翟明

【摘要】尼龍網(wǎng)沙障是近些年沙區(qū)治理中應(yīng)用的一種新材料沙障，本文通過對(duì)臨澤縣南部沙區(qū)設(shè)置的這種新材料沙障的深入觀察，認(rèn)真分析其防沙治沙的實(shí)用效果及推廣價(jià)值，為今后的沙區(qū)治理工作提供了一定的參考意見和借鑒價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】新材料；沙區(qū)治理；應(yīng)用；觀察

機(jī)械治沙是防沙治沙中應(yīng)用最廣泛、最普遍、最有效的一種治沙模式，而材料則是機(jī)械治沙中最為關(guān)鍵的因素之一。在長期的治沙實(shí)踐中，我們通常所采用的治沙材料有麥草、粘土、秸稈、碎石等，設(shè)置的也多為隱蔽式和半隱蔽式沙障。近些年，隨著治沙理論和治沙技術(shù)的進(jìn)一步完善和提升，尤其是治沙新材料的不斷研制和開發(fā)利用，機(jī)械治沙又推進(jìn)到了一個(gè)新的水平。

目前，新材料在治沙領(lǐng)域的應(yīng)用大有推廣和普及的趨勢。這兩年，我們?cè)谂R澤縣南部沙區(qū)治沙示范園的建設(shè)中就引進(jìn)應(yīng)用了兩種新材料設(shè)置機(jī)械沙障，并取得了良好的治沙效果，同時(shí)也為今后大規(guī)模的推廣、普及這種新材料機(jī)械沙障奠定了一定基礎(chǔ)，本文就其中一種新材料———尼龍網(wǎng)方格沙障的應(yīng)用作一探討。

一、新材料沙障設(shè)置區(qū)的基本情況

（一）地理位置

本設(shè)置區(qū)位于臨澤縣小泉子治沙站，東臨明泉公路，西接高臺(tái)縣境，南臨新華鎮(zhèn)明泉村，北靠小泉子治沙站北部農(nóng)耕區(qū)。

（二）地形地貌

本區(qū)地形東南高、西北低。呈傾斜狀態(tài)，全部為流動(dòng)性沙丘區(qū)，地被荒涼剝蝕嚴(yán)重。

（三）氣候條件

本區(qū)位于西北內(nèi)陸腹地，屬典型的溫帶大陸性干旱荒漠氣候區(qū)。其特點(diǎn)是日照充足、太陽輻射強(qiáng)、晝夜溫差大、降水少而集中、蒸發(fā)量大、氣候干燥，全年平均降水量117.2毫米，而蒸發(fā)量高達(dá)1337.6毫米，大氣干燥度4.9，太陽輻射總量為146.02千卡/平方厘米，年日照時(shí)數(shù)為3046.2小時(shí)，平均每天日照時(shí)數(shù)為8.3小時(shí)，年平均氣溫為7.6℃，歷年最高氣溫39.1℃（1972年8月8日）。最低溫度為零下28.6℃（2002年12月26日），平均日較差14.5℃，≥10℃有效積溫3085℃，無霜期169天，年平均風(fēng)速2.9m/秒。最大在3.1-3.4之間，年平均大風(fēng)日數(shù)14.9天，最多天數(shù)大27天，平均沙暴日數(shù)20.3天，最多33天，最少14天。災(zāi)害性天氣有大風(fēng)、沙塵暴、干旱、干熱風(fēng)、霜凍、初春低溫等。

（四）植被狀況

本區(qū)植被較為稀疏，呈零星分布。沙丘表面主要有少量紅柳、蘆葦、沙米、沙蒿等，丘間低地主要分布有白刺、沙米、沙蒿、駱駝刺、黑珍珠、堿蓬等。

二、尼龍網(wǎng)沙障的組成部分及合成材料

尼龍網(wǎng)方格沙障有尼龍網(wǎng)和固定柱兩部分組成，尼龍網(wǎng)以高密度聚乙烯為主要原料，添加穩(wěn)定劑，配以紫外線吸收劑，抗氧化劑及其納米材料，采用雙層編鏈邊孔襯入技術(shù)編制而成，網(wǎng)洞模擬實(shí)驗(yàn)表明，尼龍網(wǎng)沙障空隙度為30%-45%屬于透風(fēng)結(jié)構(gòu)型沙障，可在沙漠地區(qū)惡劣自然環(huán)境下使用10年以上，而且可以回收再利用，尼龍網(wǎng)高20厘米，固定立柱長50厘米。

三、樣地設(shè)計(jì)及觀測

結(jié)合治沙示范園二期建設(shè)項(xiàng)目，尼龍網(wǎng)格沙障主要布設(shè)于南部沙區(qū)簡易沙石路的東西兩側(cè)原生流動(dòng)沙丘區(qū)，路東側(cè)布設(shè)面積100畝，路西側(cè)布設(shè)50畝，規(guī)格1.5米×1.5米。兩側(cè)的沙障均從坡腳至坡頂全面布設(shè)。

（一）布設(shè)方法

根據(jù)沙丘走向及沙紋觀測判斷主風(fēng)向，布設(shè)時(shí)要主障與主風(fēng)向垂直，副障與主障垂直夾角成90度，將固定立柱用錘子釘入沙面上劃好線“十”字形交叉部位（即主障與副障交叉處）30厘米，然后把尼龍網(wǎng)嵌入立柱夾縫內(nèi)，拉緊尼龍網(wǎng)，用細(xì)鐵絲扎好，使尼龍網(wǎng)呈睡“弓”形繞走，待整個(gè)沙丘布設(shè)完成時(shí)，將四邊折疊補(bǔ)齊，收邊后即完工。

（二）觀察方法

沙障設(shè)置完成后抽取具有典型意義的地段，分坡頂、中段、坡腳三處設(shè)觀測立柱，觀測立柱上用記號(hào)筆標(biāo)明刻度標(biāo)記，每月觀測1次，并與周邊麥草沙障和粘土沙障做好對(duì)比

（三）觀測結(jié)果

經(jīng)過多次觀測，我們發(fā)現(xiàn)尼龍網(wǎng)沙障與麥草沙障和粘土沙障在輸沙量、掏蝕程度、抗沙埋性、成本的可比性等方面都有所不同。

1.輸沙量

總體來說尼龍網(wǎng)沙障，由于是直立式鋪設(shè)，有效阻斷了近地面20厘米至30厘米內(nèi)風(fēng)與沙面的直接接觸，風(fēng)沙流在穿過障面時(shí)，有一部分氣流在障前碰撞受阻而發(fā)生回旋，使障前風(fēng)速降低，風(fēng)沙流的挾沙能力降低，沙粒沉落，另一部分氣流從沙障空隙內(nèi)穿過沙障，在穿過過程中，因受沙障材料摩擦、碰撞、阻擋和分割，氣流的動(dòng)能量被明顯消耗，風(fēng)速減弱，風(fēng)沙的挾沙能力降低，從而使大部分運(yùn)動(dòng)沙粒，在障間和障后發(fā)生降落和沉積，使單位時(shí)間內(nèi)輸沙量明顯減少。與周邊麥草沙障和粘土沙障相比，尼龍網(wǎng)沙障的沙面粗糙度最大，輸沙量最?。畸湶莸纳痴仙趁娲植诙却沃?，輸沙量較大；粘土沙障沙面粗糙度最小，輸沙量最大。

2.掏蝕程度

由于該地區(qū)風(fēng)力資源較為豐富，5級(jí)以上西北風(fēng)頻發(fā)，因此沙障的掏蝕在所難免。據(jù)觀測，在沙丘迎風(fēng)坡的坡頂、坡中、坡腳的掏蝕程度各不相同，尤其是坡頂和坡中掏蝕較為嚴(yán)重，有些地段掏蝕程度達(dá)到了15厘米至22厘米。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)掏蝕的主要原因是，當(dāng)風(fēng)沙流經(jīng)過沙障時(shí)，一部分氣流受障體阻擋回旋至主障與副障夾角處，即固定立柱處，另一部分氣流直接沖擊固定立柱處，兩股氣流合并合力驟增，形成強(qiáng)大的回旋氣團(tuán)，將固定立柱處的沙粒挾走，形成掏蝕大坑，掏蝕嚴(yán)重的地段固定立柱被連根拔起，沙障即被連片破壞失去作用。與麥草沙障和粘土沙障不同，尼龍網(wǎng)沙障掏蝕點(diǎn)的關(guān)鍵在于固定立柱處，而麥草沙障和粘土沙障的掏蝕點(diǎn)主要在于主障和障內(nèi)中心位置。就掏蝕程度而言，尼龍網(wǎng)沙障掏蝕程度最為嚴(yán)重，粘土沙障次之，麥草沙障抗掏蝕性最好。

3.抗沙埋性

本次在南部沙區(qū)設(shè)置的尼龍網(wǎng)沙障，均為直立式透風(fēng)型沙障，其沙障空隙度均在30厘米至45厘米之間，當(dāng)風(fēng)沙流經(jīng)過沙障時(shí)，障前積沙量小，障后受障體阻滯，風(fēng)沙流急劇下沉，沙旋相互碰撞，風(fēng)速顯著降低，風(fēng)沙流的挾沙能力迅速減弱，就會(huì)形成部分積沙，積沙范圍約為障高的2.5倍，由于本區(qū)沙源和風(fēng)力都比較富集，經(jīng)過幾次大風(fēng)，沙障兩側(cè)積沙就很快達(dá)到并超過障高，造成沙埋，失去繼續(xù)阻風(fēng)的作用。但是沙障基部不易被掏蝕，沙障間很快會(huì)形成穩(wěn)定沙面。據(jù)觀測，坡頂和坡腳沙障最易被沙埋，坡中尚可。而麥草沙障和粘土沙障則不存在類似情況或被沙埋的地段很少，其原因是麥草沙障和粘土沙障在風(fēng)沙流的作用下，障前抬升，障后沉降，障內(nèi)受氣流吹蝕易形成一個(gè)光滑凹面，積沙不是太多，只在障埂附近有積沙因而不易被沙埋。

4.成本的可比性

治沙也要講究成本。與麥草沙障和粘土沙障相比，尼龍網(wǎng)沙障成本還是比較高的。據(jù)測算，以設(shè)置一畝地沙障計(jì)算，尼龍網(wǎng)沙障需要投資1600元左右，麥草沙障需要投資850元，粘土沙障則視取土遠(yuǎn)近費(fèi)用平均在1360元左右。

四、結(jié)論及建議

綜上分析，尼龍網(wǎng)沙障在沙區(qū)治理中能夠有效發(fā)揮固、阻、輸、導(dǎo)的作用，能夠有效降低風(fēng)速，明顯降低輸沙量，定向塑造風(fēng)沙地貌，改變沙地營林條件，且操作簡便。其致命弱點(diǎn)是固定立柱處易被掏蝕，沙障融易被沙埋。

鑒于尼龍網(wǎng)沙障存在的優(yōu)劣性，尼龍網(wǎng)沙障在平緩沙地，零星沙丘的治理中，以及在沙漠中疏林地的更新改造上，具有很好的應(yīng)用前景，而在大規(guī)模的沙區(qū)治理中，因其成本過高和存在弱點(diǎn)不宜過多采用，但在麥草資源稀缺的情況下，也可大規(guī)模應(yīng)用。若能將其加以改進(jìn)克服其致命弱點(diǎn)其應(yīng)用前景將更為廣泛。

參考文獻(xiàn)

[1]黎小娟，李寧，周智彬.尼龍網(wǎng)方格沙障的風(fēng)沙流顆粒分布特征[J].水土保持學(xué)報(bào)，2016，30（05）：128～1340.

[2]黎小娟.尼龍網(wǎng)方格沙障防護(hù)效應(yīng)研究[D].北京：中國科學(xué)院大學(xué)，2017.