[发明专利]一种风沙阻挡方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种风沙阻挡方法和装置，属于风沙防治技术领域。

背景技术

风是自然界空气中气流不稳定形成的一种自然现象。风在其流动过程中带动地表沙粒形成风沙。风沙的组成包括风和沙。风是原动力，是形成风沙的基础；沙是参与物，风沙的治理是指对风沙危害的治理。能够引起危害的风沙，需要具备一定的风速。大气层气流流动过程中作用于地面物质，当风力逐渐增大到临界值时，沙粒便获得足够的动量而摆脱静止状态，即是形成风沙的最小风速，也是形成风沙危害的临界条件。当风速大于临界风速时，才会有风沙危害形成。

近年来，风沙灾害日益频繁，危害加剧，全国沙害每年造成的损失达五百四十亿元，约占全球荒漠化造成损失的百分之十六。沙漠地区的天气变化无常，特别是大风带动沙尘时常把公路掩埋。从而无数次的破坏道路运输。与此同时，由海浪、潮流、强风等复杂自然因素引起的海岸风沙灾害也是全球面临的生态课题。

风沙灾害的主要危害有：蚕食可利用土地，新中国成立以来，全国已有一千万亩耕地、三千五百二十五万亩草地和九千五百八十五万亩林地与灌草地沙化，全国土地沙化面积已达一百六十一万平方公里，且每年以二千四百六十平方公里的速度扩延；掩埋村舍，全国有二点四万多个村庄，一千四百公里铁路、三万公里公路和五万多公里灌渠常年遭受沙害威胁；造成人员伤亡和损失。

为了治理风沙，国家花费了大量的人力物力，但效果并不理想。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是：提供一种有效阻挡风沙的方法。

本发明要解决的第二个技术问题是：提供一套有效阻挡风沙的装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种阻挡风沙的方法，在距离目标地点3米以外的位置，迎风沙前进方向设置至少两排风沙阻挡单元，相邻两排风沙阻挡单元呈交错排布，同排风沙阻挡单元相靠近的两个端点间隔小于1.2米，相邻两排风沙阻挡单元间的距离小于3米。本发明中的距离是根据风沙阻挡单元的高度和横截面的边长而定的，如果阻挡单元的体积有所改变，该距离也随之缩小或者扩大。

阻挡风沙的装置，由若干个风沙阻挡单元组成，风沙阻挡单元具有下列一种或多种结构：

(1)风沙阻挡单元为三棱柱，其横截面为边长0.3-1米的三角形，柱高1-5米；

(2)风沙阻挡单元为柱体，横截面为三边形，底边为0.3-1米的直线，两侧边为圆心角45-90度的圆弧，柱高1-5米。

(3)沙阻挡单元为圆柱体，横截面为圆形，直径为0.3-1米，柱高1-5米。

所述三角形为等腰三角形、等边三角形或直角三角形。

所述两侧边的圆心角度数相等。

风沙阻挡单元可采用金属材料铸造制成，表面设有防腐蚀涂层结构。风沙阻挡单元还可采用混凝土或水泥制造。使用时埋设将底部埋设在地面以下保持直立即可。地面以上的高度一般不少于0.7米。

不同排的风沙阻挡单元可以组合使用，但是每一排内的风沙阻挡单元的结构一般是统一的。其顶点的位置正对或者朝向风沙袭来的方向，便于将其分解。相邻的两排风沙阻挡单元中间形成相对负压区域，从而降低风力。

本发明可以有效解决风沙掩埋公路的现象，其原理如下：

发明人长期研究风能过程中发现风的运动具有一定的方向性、运动性和随意性规律。风压的方向性可产生多方向力学效应，风压的运动性可产生风压的变化，形成驱动力。风压的随意性可以通过功能管道，产生运动平衡力。风沙刮起时风沙运动不稳定，风头不一定为一个方向。因此，在沙漠中常见到大小不一，错落分布的沙丘。见风沙正压分解示意图(图1)。利用这种风沙正压分解现象，采用人工装置，使风沙在前进过程中一股风中包含的不同大小的风压得以分解，风力随之下降，同时引导风沙的运动方向朝向不影响人们生产生活的方向推进。

本发明的优点是：实验证明，利用风压技术，通过设计的人工几何装置，将风压引起的多向力、平衡力、阻滞力用于风沙的治理。风头的风速经过阻滞拦截装置后，增大了风沙流动的运动阻力，风压被逐步分解，并使风压降低，低压区域促使风速变小，达到了挡风阻沙的效果。本发明利用风压技术，通过风沙阻挡装置，使沙漠中风沙有效阻挡和物理分解，使得风沙中的沙尘含量有效降低，风速减缓。用路栏设施阻止沙尘，保证沙漠中的公路不被沙尘掩埋；本发明填补了国内外风沙防治研究的空白，便于实施、效果显著，在海岸线和台风登陆处也有着广阔的推广前景；有望在青藏铁路、南疆铁路和莫高窟等重点工程风沙防治中得到成功应用。