栅栏式棉秆沙障制造技术

本实用新型专利技术涉及一种栅栏式棉秆沙障，它是由横排棉秆和竖排棉秆编扎而成，横排并列的每根棉秆和竖排并列的每根棉秆呈垂直十字交叉状，并在同一个水平面上。以竖排棉秆为骨架，由横排棉秆和竖排棉秆编制的沙障宽为０．１５～０．３５ｍ，长为０．５～１．０ｍ；横排棉秆并列的棉秆数为１２～７０根，每根棉秆间距为３～６ｍｍ，竖排棉秆并列的棉秆数为５～１０根，每根棉秆的间距为０．１０～０．１５ｍ，沙障孔隙度为３０～４０％。横排棉秆和竖排棉秆也可以相互交换位置编制，即以横排棉秆为骨架编制成另一种沙障。本实用新型专利技术发明专利技术具有用材广泛、成本低廉、编制简单、可组合方式多样等优点，在实施过程中具有可移动性，设置简便，省时省工；设置在沙面上结构稳固、抗风蚀能力强，使用寿命长。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术专利技术涉及一种能够防风或固定流动、半流动沙丘的阻碍物， 特别是采用农作物棉花的秸秆编扎成栅栏形的机械沙障。
技术介绍
在我国干旱区，自然条件恶劣，干旱缺水，在风沙流侵蚀严重的地区， 沙障是固定流沙的主要措施乃至唯一措施，即使在半干旱区，要想在流动沙 丘上造林，也必须先设置沙障以确保沙面固定，否则植物被掏蚀，难以成活。 按照所用材料的不同，沙障可分为活沙障(植物沙障)、化学沙障和机械沙 障。机械沙障是利用麦草、粘土、枝条、卵石等材料，在沙面上设置成不同 形式的障碍物，从而控制风沙流的运动方向、速度、结构，起到机械阻挡风 沙、固定流沙的作用。按照机械沙障所用材料的不同，可以将机械沙障分为 柴草沙障、粘土沙障、砾石沙障等多种类型。在我国的风沙危害区，比较常 用的机械沙障是麦草沙障和粘土沙障。柴草沙障以植物的柔质秸秆为材料， 直接设置在沙面，沙障高度固定，通过增大地表粗糙度，降低近地表层气流 的速度，从而降低风沙流的携沙能力，阻挡流沙移动，减轻风沙危害。沙障设置后，露出的草障经雨淋风化逐渐腐朽， 一般使用寿命较短，3 5年就 丧失了功能(麦草)。粘土沙障是一种不透风结构的固沙型沙障，沙障高度固定， 适合于粘土丰富的地区，它对过境流沙的拦截作用不大，但是固定沙丘的性 能较好。粘土沙障设置后，在障间形成凹形洼地，障面的粘粒逐渐在障间积 累，并在障间积聚的雨水作用下形成一层结皮，由于结皮紧实，减小了水分 的下渗，因此不利于植物生长。砾石沙障只能在其丰富的特殊地区应用，设 置受到限制。随着材料科技的发展，当前也出现了塑料网格、尼龙网格等新 材料沙障，但这类沙障的材料内含多种化学成分，对环境有一定的污染，而 且设置成本较高。为此世界各国都在寻找可制作沙障的新材料。我国干旱区 大面积种植棉花，产生了大量的棉秆，以其为材料编制成机械沙障，形成既 有传统机械沙障的作用，又可利用干旱区大量棉秆的环保型沙障。栅栏形棉秆沙障以农作物剩余产品为材料，材料来源丰富，环境污染量小，可利用机 械进行编制，过程简单，易于推广。
技术实现思路
为了能够解决当前麦草沙障使用寿命较短，粘土和石块等材料沙障用料 短缺，尼龙(塑料)沙障设置成本高又可能污染环境的缺陷，本技术发 明提供一种栅栏式棉秆沙障。该沙障采用田间地头堆弃的棉花秆材料，运用 不同的编制手法，按照一定的规格编扎成栅栏式结构，设置在受风沙危害严 重的农田、沙漠边缘地带，或是流动、半固定的沙丘区域。该沙障不仅具有 良好的防风固沙效果，而且还可与其它的防风固沙措施相结合使用，使用寿 命较长，成本低廉，环保易行。为实现上述目的，本技术技术方案是一种栅栏式棉秆沙障，是由横排棉杆和竖排棉杆编扎而成，横排并列的 每根棉杆和竖排并列的每根棉杆呈垂直十字交叉状，并在同一个水平面上，竖排棉杆为骨架。由横排棉杆和竖排棉杆编制的沙障宽为0.15 0.35m，长为 0.5 1.0m;横排棉杆并列的棉杆数为12 70根，每根棉杆间距为3 6mm， 竖排棉杆并列的棉杆数为5 10根，每根棉杆的间距为0.10 0.15m，沙障孔 隙度为30 40%。上述的棉杆沙障又可以横排棉杆为骨架，竖排棉杆和横排棉杆编制。编 制的沙障宽为0.35 0.50m，长为0.5m 1.0m;竖排棉杆并列的棉杆数为29 120根，每根棉秆间距为3 5mm;横排棉杆并列的棉杆数为3 18根，每根 棉杆的间距为0.10 0.15m。上述的由横排棉杆和竖排棉杆编制成的棉秆沙障可以组合成lmX lm， 或lmX2m，或2mX2m的格状、或菱形、或三角形的沙障，障高为0.15 0.50m，对于上述横排或是竖排棉杆沙障来说，因编织时棉秆数量、密度不同而 形成不同规格、不同空隙度的沙障。当横排棉秆密度较大，竖排棉秆只起辅 助支撑作用，则形成横排沙障；当横排棉秆密度较小，竖排棉秆密度较大， 横排棉秆起辅助支撑作用，则形成竖排沙障。沙障的每根竖向棉秆基部留出 10cm长的距离，这样可以将编好的沙障直接插入到较松软的沙面上，不需要 其它支撑物。沙障边缘可用细铁丝等物将每根棉秆缠绕绑定，使整个沙障的形状结构稳定，遇到风沙流不易变形、散架。在编制沙障的过程中，编制棉 杆数量的不同，决定了整个沙障的空隙度的大小。如果是横排编制，以横排沙障宽度为22cm，每一横排长为lm合2 3根棉秆计算编制16 18排， 空隙度为40%;编19 22排，空隙度为35%;编23 25排，空隙度为30%。为了验证本技术沙障的防风固沙能力，本实验在中国科学院寒区旱 区环境与工程研究所沙漠与沙漠化重点实验室沙坡头野外风洞实验室，对以 上不同形式的棉杆沙障进行风洞试验，实验结果如下将长为lm，宽为0.22m，空隙度为30%、 35%和40%的横排沙障均设置成 lmX lm的方格状结构，分别在每秒7m和每秒10m的饱和风沙流条件下测定障 后lm处0 20cm高度的输沙量。(1) 空隙度为30%的横排沙障，在7m/s的饱和风沙流条件下，吹蚀20分钟， 测定障后输沙率为O。在10m/s的饱和风沙流条件下，吹蚀15分钟，测定障后 的输沙率为0.005g/s。(2) 空隙度为35%的横排沙障，在7m/s的饱和风沙流条件下，吹蚀20分钟， 测定障后输沙率为O。在10m/s的饱和风沙流条件下，吹蚀15分钟，测定障后 的输沙率为0.014g/s。(3) 空隙度为40%的横排沙障，在7m/s的饱和风沙流条件下，吹蚀2G分钟， 测定障后输沙率为O.OOl g/s。在10m/s的饱和风沙流条件下，吹蚀15分钟，测 定障后的输沙率为0.009g/s。将长为lm，宽为0.50m，竖排并列排列120根棉杆的竖排沙障设置成lmX lm的方格状结构，测定在7m/s的饱和风沙流条件下，吹蚀20分钟，输沙率O; 在10m/s条件下，吹蚀15分钟，输沙率为0.027 g/s。在同样的设置方式下，对以上类型沙障进行每秒20m强风的破坏性试验。 试验表明除竖排沙障在两个沙障交叉垂直角处有轻微倒斜外，其余沙障完 好无损。这是因为竖排沙障的孔隙度太小，透风能力随之降低，使得沙障容 易倒伏的缘故。以上试验说明由棉杆编扎的不同类型沙障具有良好的防风固沙效果，并 且结构稳固，抗风蚀性能好。本技术机械沙障防风固沙原理根据风沙流的运动规律，风沙流中的沙子有80 90%是在近地表0.10 0.30m的气流中，且大多集中在贴近地表O.lOm的高度内通过。因此，在风沙流通过的路线上设置0.10 0.40m或更高的障碍物，就可有效降低风速， 减小输沙量，控制流沙的移动，使其在障碍物后一定的距离内堆积下来，减 少风沙流的危害。当风沙流经过疏透型沙障时，有一部分气流在障前碰撞受 阻而回旋，使障前风速急剧降低，风沙流的携沙能力降低，沙粒在障前沉落; 另一部分气流则从沙障空隙中穿过，在穿过的过程中，由于受到沙障材料的 摩擦、阻挡和分割，气流的能量明显被消耗，风速减弱，从而使部分沙粒在 障后发生沉降。因此该技术疏透形沙障可以有效的控制风沙流的速度、 传输方向和输沙量，这样就可以防风、控制沙粒流动，沙丘移动，固定流沙， 减少风沙危害。本技术的优点和产生的有益效果是1、 具有良好的防风固沙效果，结构稳固，不变形，不易本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种栅栏式棉秆沙障，是由横排棉杆（１）和竖排棉杆（２）编扎而成，横排并列的每根棉杆和竖排并列的每根棉杆呈垂直十字交叉状，并在同一个水平面上，竖排棉杆（２）为骨架，其特征在于：由横排棉杆（１）和竖排棉杆（２）编制的沙障宽为０．１５～０．３５ｍ，长为０．５～１．０ｍ；横排棉杆（１）并列的棉杆数为１２～７０根，每根棉杆间距为３～６ｍｍ，竖排棉杆（２）并列的棉杆数为５～１０根，每根棉杆的间距为０．１０～０．１５ｍ，沙障孔隙度为３０～４０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王继和，刘虎俊，纪永福，孙涛，
申请(专利权)人：甘肃省治沙研究所，
类型：实用新型
国别省市：62[中国|甘肃]