[发明专利]一种简易防风固沙装置

说明书

技术领域：本发明涉及一种简易防风固沙装置。

背景技术：(一)草场、农田荒漠化问题既是国计民生的大事，也是世界难题。每年的六月十七日是“世界防治荒漠化和干旱日”。有权威资料显示，每年全球的沙漠化造成的损失高达420亿美元。中国每年因土地荒漠化造成的直接损失高达540亿元。每年新增沙化土地面积相当于一个县。中国是人均可利用耕地面积最小的国家之一，在全球一百一十个受荒漠化危害的国家和地区中，中国是荒漠化面积最大、受危害人口最多、危害程度最严重的国家：荒漠化占地面积几乎是耕地面积的2倍，相当于十四个广东省幅员面积的土地荒漠化、近四亿人口受灾、每年直接和间接经济损失更达到三千多亿元人民币。多年以来，中国每年治理荒漠化、沙化投入1000亿元。近几年，防风固沙的累计投入超过4700亿元，但是，治理程度仍然赶不上总体恶化程度，实际效果依然令人忧虑。防风固沙，固沙是关键问题。兰州大学2006年赵正华硕士学位论文《固沙用新材料及野外固沙综合技术研究》中介绍：现有的防风固沙的方法主要包括：(一)工程固沙：采用柴、草、树枝、粘土、卵石、板条等材料，在沙面或沙地表面设置障碍物(如草方格、尼龙网、水泥预制块等)以此控制风沙流动的方向、速度、结构，改变风蚀、沙积状况，达到防风固沙、阻沙，改变风的作用力及地貌状况的目的；(二)化学固沙：利用化学物质喷洒或干撒于沙地表面，形成固沙结层，避免气流对沙表面的直接冲击，达到固沙的目的；(三)生物固沙：充分利用沙地的有限的水分和养分，采取种树、播灌、种草等以林业为主的手段来达到恢复植被、增加粗糙度和治理荒漠化的目的；这些方法的不足之处和局限性在于：1、工程固沙中需要大规模机械化施工，在沙漠深处施工容易受到沙漠表面地形地貌的限制，且在流沙上挖槽开沟，物力、财力消耗较大，有些技术对于固沙后沙漠的再行植被恢复工程还会产生一些消极影响(如：卵石覆盖、水泥预制板条、块的覆盖阻隔等)，工程固沙浩大、铺覆材料上也容易出现沙埋、风蚀问题，修复工程繁复；2、化学固沙：虽然成本低廉、施工较快捷、生物相容性较好，如：由中国石油大学与中国石油兰州石化公司合作完成的科技攻关项目《新型固沙剂与固沙技术开发》中介绍了一种“多功能液膜固沙剂”，由于两年后即降解。固沙周期短，因此又需要再行铺覆。对于地处荒漠化深处的地域存在尚未被再行综合开发利用时，就已经被降解；3、生物固沙，虽然属于最好的防风固沙手段，但设置干草方格，存在容易老化或损坏，使用周期不长，就需要重复更新的问题；种草植树需要一定的水源养分补给和日常养护，自然环境恶劣的地方受到水源供给、积温、养护等条件的限制，难以保障。自然环境相对较好的地方又容易遭到病、虫、鼠害及沙漠食草野生动物的侵害影响，且显效时间较长，通常要生长3～5年后才可以开始发挥固沙效能，且存活率低下；经过检索发现与本发明相关的专利技术包括：(1)中国人民解放军海军后勤部军港机场营房部；中国科学院寒区旱区环境与工程研究所倪成君；方华东；屈建军；贾挺平；李贺青申报的CN200820179716.2实用新型专利；常州市鹏腾土工复合材料工程有限公司的吴小江设计的CN201120004578.6防风固沙障实用新型专利；唐新华设计的CN86201788实用新型专利，该技术需要增添固定桩和螺丝等辅助配件安装，方可完成组装，操作较为繁复；中国科学院沈阳应用生态研究所蒋德明；刘志民；寇振武设计的CN02275025.8实用新型专利；陈传标设计的CN200420002008.3实用新型专利；赵志立设计的CN99225182.6实用新型专利；王平设计的《治理风沙危害的方法》CN101063306发明专利，该方法是用塑料编织袋装入沙子，垒成挡风坝，加上植物秸秆和塑料彩条布覆盖沙面的方法。这些技术由于自身存在的缺陷，只能在道路、草场、农田、生活区周边地带实施相对地消极性防御，而无法实现向沙漠纵深地带的延伸；(2)经检索，发现与本技术比较接近的技术是：在《水土保持学报》2005年01期中甘肃省治沙研究所的马全林博士志王继和；詹科杰；刘虎俊合作研发的论著《塑料方格沙障的固沙原理及其推广应用前景》中介绍的塑料方格沙障治沙技术，采用高密度聚乙烯，添加HALS-3稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂以及纳米材料，采用双层编链、边孔衬入技术编织而成，有塑料网和固定桩组成，利用增加下垫面粗糙度、降低风速、减弱风蚀的原理实现治沙效果的，经过实验证明，该技术同传统的麦草方格沙障、粘土沙障相比，具有防风固沙效果好、操作技术简单、使用期限十年以上的特点，使其具备了在沙漠治理中推广应用的基本条件。该技术的不足之处在于：(A)一次性投入成本较高，据测算，每百平方米第一次投入需3900元；(B)在大风多、风力强、沙源广、流动性大的流沙地区应用，容易产生沙埋、或在固定桩和迎风网下产生掏蚀问题，不仅提高了维护成本，同时可导致使用年限缩短等问题，使得大面积推广受到限制。综上所述，这些现有技术的不足之处在于：a、现有技术由于基本都单纯考虑了沙障本身的透风性因素，因此均采用了立面或凭借其他固定装置而呈现的半立面的透风型网状结构设计，由此使得防风固沙的关键——实际的固沙功效发挥受到一定的影响。同时这种设计也无可避免地存在着结构繁复、制作工艺要求较高，投入成本较大，如此不仅降低了沙障本身的抗流沙强度、增加额外的加固辅助设备、操作复杂、维护成本高、使用周期短，只有2～10年，抗老化程度低，根本无法赶超治理荒漠恶化的速度；b、由于采用立面透风型结构和半立面透风型结构，因此存在缺乏应对沙埋、掏蚀问题的平衡解决方案局限性，难以能动性地发挥向沙漠纵深处风沙源头延伸的防风固沙作用，这也是推广应用受到限制的原因之一；c、客观地说，防风固沙关键在于固沙，因为对于风，人类只能减轻其危害程度，却无法阻止。而对于沙，则可以通过相关的技术将其分割、化解，相对固定在一定的范围内限制共流动，增加沙体表面的粗糙度，降低风速，减弱其危害。相对于被风卷到几百上千米的高空来说，仅考虑几十厘米高的透风量来说，其意义和价值是微不足道的。研究的重点更应该放在抗流动沙体单位面积的承重、使用寿命、所用材料、工艺、克服沙埋、掏蚀以及综合开发时的生物相容性等方面；d、就现有的防沙网障的使用寿命十年来看，也是无法追赶荒漠化的整体危害速度的，也不能在沙漠纵深处利用；e、在此之前的技术普遍存在着缺乏相对合理的平衡解决沙埋掏蚀的应对方法……除此之外，再未能检索到其他与本技术相同或相接近的技术。