[发明专利]一种用于导沙、阻沙的羽毛排三角形防沙堤

说明书

技术领域

本发明属于风沙防治技术领域，具体地说是一种用于导沙、阻沙的羽毛排三角形防沙堤。

 

背景技术

随着国民经济持续、稳定、高速发展，国家加大了对西部大开发的力度。戈壁地貌在西部地区面积广大，平坦广袤的地貌特征为风沙流的形成提供了有利的前提条件。风沙灾害一直是限制该地区经济发展的不利因素之一，是困扰我国沙区道路建设和安全运营、以及工农业发展的主要因素。因此，防沙新技术、新材料和新工艺的应用是风沙工程学的重要研究课题之一。

发明内容

针对河西走廊戈壁地区风沙危害规律及地貌环境条件，本发明提供一种用于导沙、阻沙的羽毛排三角形防沙堤。为了证实羽毛排三角形防沙堤的导沙、阻沙功效，本发明开展了野外监测和风洞实验模拟研究，分别从实地考察、室内风流场实验、压力实验和积沙实验的角度探讨了羽毛排三角形防沙堤防沙机理，从而为羽毛排三角形防沙堤更好地应用于实践中提供了理论依据。

本发明的目的是通过以下措施来实现：

一种用于戈壁地区导沙、阻沙的羽毛排三角形防沙堤，其特征是并排修筑一组三角形防沙堤呈羽毛排形状，并布置在被防护物的上风向，三角形堤身断面为倾角40°的等腰三角形，堤身高度H为6.0-7.5m，堤身长度L为15-25m，羽毛排每个三角形堤身走向与主风方向呈60°的夹角，每两个三角形防沙堤间距为8-10m，每两个三角形防沙堤首尾重叠长度为3-5m。

本发明的优点和产生的有益效果是：

1、防沙堤作为一种新型防沙技术具有受自然因素的限制少、堤身牢固不易破坏、便于施工等优点，通过实地观测和实验，证实羽毛排三角形防沙堤能够达到较理想的防护效果。本发明因地制宜、就地取材，交通线路防护可以选用道路修筑时的弃土和弃石，戈壁和流沙地区则利用挖掘截沙沟的材料修筑防沙堤。以上优点使其在工矿、交通及文物古迹等行业的风沙灾害防治中具有广泛的应用前景。

2、本发明的设计是基于河西走廊戈壁地区风沙流的特征及地貌环境条件而产生的。戈壁地区平坦开阔，沙砾丰富，为防沙堤的修筑提供了便利的前提条件；本发明研究结果表明，羽毛排三角形防沙堤堤身走向与主风向呈60°的夹角，迎风坡至堤顶能够发挥阻沙功效，使风沙流在迎风侧堆积；背风一侧能够发挥导沙功效，将沙从迎风端头疏导至背风端头，通过实验发现此疏导过程中风沙流的能量迅速减小，使被防护物受到保护。

3、将三角形防沙堤按照羽毛排形状进行修筑，不但降低了施工成本、缩短了工期，同时实验证明能够达到更好的防护效益。

附图说明

图1为本发明的布设示意图。

图2 是10m/s风速下，羽毛排三角形防沙堤走向与主风向呈10°、30°、60°和90°夹角时的流场结构图。

图3 为8m/s风速下，羽毛排三角形防沙堤走向与主风向呈10°、30°、60°和90°夹角时的压力分布图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明技术方案再作进一步的说明：

河西走廊风沙灾害严重, 多年来一直未能有效地阻止流沙的危害。 为确保该区域内交通线路的顺畅运行，免受风沙危害, 本发明实施一种导沙、阻沙的羽毛排三角形防沙堤。

如图1所示，一种用于戈壁地区导沙、阻沙的羽毛排三角形防沙堤。三角形防沙堤1为一组并排修筑呈同样的羽毛排形状的沙堤，并布置在被防护物2的上风向，三角形堤身断面为倾角40°的等腰三角形，堤身高度H为7.0m，堤身长度L为25m，羽毛排每个三角形堤身走向与主风方向呈60°的夹角，每两个三角形防沙堤1间距为10m，每两个三角形防沙堤1首尾重叠长度为5m。

为了验证羽毛排三角形防沙堤的可行性，本发明从野外监测和风洞模拟实验两方面出发，其中风洞模拟实验包括三组：风流场观测实验、压力实验和积沙实验，我们研究了防沙堤走向与主风向分别呈10°、30°、60°和90°时的三角形防沙堤的防护效益，发现夹角呈60°时的三角形防沙堤在防护河西走廊地区交通线路的效果最佳。

1       羽毛排三角形防沙堤走向与主风向呈不同夹角时防护效益野外考察

1.1 观测方法