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我国沙障固沙技术研究进展及展望

IT圈 admin 41浏览 0评论

2024年4月25日发(作者:厍琪)

中国水土保持

SWCC

2019

年第

1

35

我国沙障固沙技术研究进展及展望

丁新辉刘孝盈

1

2,

刘广全

1,2

1

.中国水利水电科学研究院

北京

100038

2

.国际泥沙研究培训中心

北京

100048

关键词

沙障

固沙技术

沙障效益评价

沙障比选

利用文献荟萃法

对我国沙障的类型及其固沙技术进行了研究

目前

沙障固沙技术的理论尚有待完善

,沙障

的规格

材料选取没有相应的规范

沙障固沙体系布局不合理

,沙障对沙地生态系统的影响研究不充分,

重大工程中的沙

障效益评价困难

随着科学技术的不断进步和材料科学的发展,我国沙障治沙技术研究趋势为

①重大工程沙障效益评

价指标体系研究

②在现有沙障设施内

开展沙障一沙生植物一微生物相互作用的研究

③防风固沙体系模式的优化研

[中图分类号

S157;S775

文献标识码

C

文章编号

1000-0941

2019

01-0035-03

沙障是我国荒漠化防治的主要措施之一

随着对

治理实践中

影响沙障防护效果的直接因素包括沙障

荒漠化研究的不断深入

一些防风固沙的新技术

新方

法越来越得到群众的认可,新材料

新工艺的运用使得

治沙体系更为完善

系统梳理我国有关沙障技术研究

的高度

大小和形状等

间接因素则包括地形地貌

风向

风沙活动方式和活动强度及沙障维护方式

研究影响生物沙障防护效果的因素

一方面关系

的内容

比选出效益突出的沙障并推广应用

是加快荒

到沙障防护效益的评估

另一方面关系到沙障配置参

数的选择

即设置沙障的成本

值得注意的是有些因

素具有双向性

比如设置沙障年限

对活沙障来说

障年限越长,

防护效果越好;而对于死沙障

防护效果

会随着设障年限的增加而降低

2

沙障比选

漠化防治的必要途径

1

沙障固沙技术研究进展

我国早期工程治沙的方法除利用自然风力

、水力

拉沙造田外

还常采用植物活沙障和黏土沙障

2

后来,又从国外引进了沥青沙障⑶

但由于环境污染等

问题,因此并未推广使用

近年来

,有学者研究使用脱

荒漠化治理首先要面对的问题

是植物沙障选取

哪种类型植物

工程沙障选择哪种规格

化学材料沙障

水污泥制作方格沙障⑷

但也未形成规模

沙障的材

料多种多样

生态效益也不尽相同

各种材料都有其

如何布设,才能获得最大的防风效应

问题的关键在

于,如何科学评估不同类型沙障的防风效应

实际上

劣势,如黏土

砾石成本高且运输不便

麦草需求量大

耐腐性差等

影响沙障防风效应的因素很多

沙障的材料

规格及抗

植物沙障可以通过多种途径保护和改善土壤状

腐性能都是重要的因素

此外沙障的组合

主风方向

地貌形态等也会产生一定影响

因此要准确评估不同

类型沙障防风效应的差异困难较大

但这却是合理布

设沙障的必要工作

2.1

不同规格的沙障比选

因此

设置各种植物沙障被认为是防风固沙

减少

风蚀的一种有效途径

中国科学院兰州沙漠研究所玉

门防沙组在戈壁区兰新铁路沿线采取

以林养障

林外截沙源

路内消积沙

的防护措施

成效显

著⑸

许林书等⑷利用活体杨树枝条抒插形成沙障,

沙障成林后生态效益明显

李树苹⑺采用黄柳沙障

袁立敏等⑻在库布齐沙漠的裸沙丘上分别布设了

1

mx

1

m

2

mx2

m

3

mx3

m

规格的布袋沙障,研究其

柠条网格配置防沙效果明显.能提高柠条成活率和保

存率,促进天然植被恢复

目前,我国应用生物措施防

防风效能

粗糙度

输沙量和土壤湿度差异

结果发现

1

mxl

m

的布袋沙障防风效果最好

0~20

cm

土层

风治沙

主要是利用不同植物构成活沙障

各种秸秆组

土壤含水率较低;经过连续

3

年对沙障内植物种数

成死沙障

以及二者的结合

在干旱半干旱区荒漠化

株密度

、平均高度和平均盖度的调查

发现沙袋沙障对

36

中国水土保持

SWCC

2019

年第

1

植被的促进作用是

3

mx3

m

方格沙障最大

,2

mx2

m

方格沙障次之

1

mxl

m

方格沙障最小

张登山等⑼

对青海湖克土沙地

6

种不同规格麦草方格沙障的全年

件允许

应考虑植物沙障等多种沙障构成的综合防风

固沙体系。

2.3

不同类型的沙障比选

插钎蚀积监测和风季后凹曲面形态测量结果进行综合

李凯崇等

⑷对不同风速条件下板式挡沙墙

轨枕

扌当沙墙

高立式

PE

网沙障的研究表明

高度一致时,

分析后发现

1.5

mxl.

5

m

规格的综合防护指数最大

0.64

,

为高寒沙区最为适宜的规格

翟庆虎等通

板式扌肖沙墙与轨枕扌半沙墙的削减气流能力和阻沙效果

过对流动沙地草方格沙障固沙效果进行研究

发现

2

mx2

m

3

mx3

m

这两个规格防护效果好且省工省

均优于高立式

PE

网沙障

何志辉等少

在塔克拉玛干

沙漠腹地的垄间平地布设大条带上疏下密式

A

条带上密下疏式

B

小条带疏密相间式

C

3

种非均

匀分布的尼龙阻沙网

以均匀结构阻沙网为对照

CK

研究阻沙网前后的风速变化

防风效能

积沙形

是最理想的规格

蒙仲举等⑴:研究了毛乌素沙地

5

种规格

1

mx0.5

m

l

nix

1

m

l

mx2

m

2

mx2

m

2

mx3

m

的半隐蔽格状沙柳沙障的防风阻沙效益

综合

自然条件和经济状况

认为毛乌素沙地适宜的沙柳沙

障规格为

2

mx2

m

综上可知

从有利于植被恢复的角度考虑

,1

mxl

m

方格沙障并不是最优的

。因此,在实际应用中

需要

积沙量等

结果表明

综合考虑防风和阻沙效益,

C

阻沙网提供了一个较好的结构模式

防护效益最好,

B

阻沙网最差

A

CK

阻沙网效益相差不大

王翔宇

km

测定了

9

种不同规格的带状沙柳沙障对风速

表粗糙度和近地表输沙率的影响

结果表明

在沙障高

综合考虑

灵活配置,才能取得良好的防治效果

2.2

不同工程材料的沙障比选

度一定的情况下

带状沙柳沙障的行数越多

、带距越

小,防护效果越好

即防护效益三行一带

两行一带

70

年代初

甘肃省民勤治沙综合试验站科研人员

通过比较干沙层厚度

雨水下渗深度和防风效应

发现

黏土沙障的效能优于柴草沙障和对照

钟卫等

一行一带

马瑞等⑺

对比了植入式

栅栏式

集束式

3

种结构类型的棉秆沙障对近地表风速的影响

以及沙

障内的沙粒运动和沙面形态变化

防风固沙的效果为

带枝叶植入式行列沙障

栅栏式格状沙障

集束式格

通过风洞实验发现植被沙障的防护效果远优于土工格

室和石方格沙障

石方格沙障的防护效果又稍好于土

工格室

王训明等

⑷研究了塔里木沙漠公路沿线沙

状沙障

薛智德等⑺

对高立式沙障

石方格沙障

石压沙措施相结合的综合防风固沙体系降低风速和输

沙量的特征进行的研究表明

多排高立式沙障具有显

障的防沙效果

结果表明

3

种高立式沙障防沙效益为

芦苇栅栏

抗紫外线尼龙网栏

白尼龙网栏

马学喜

切在塔克拉玛干沙漠油田公路机械防沙展示区对

比尼龙网方格沙障和芦苇方格沙障的固沙效益及其地

著的降低输沙率和风速的功效

目前对不同类型沙障

的效益研究较为充分

总体来说,具有仿生性能的化学

形适应性

结果表明

芦苇方格沙障在不同地形条件下

材料沙障的防护性能优于均匀材质的沙障

,多行一带

的高立式沙障具有优良的防护性能

尚没有对不同材

料的多行一带沙障防护性能进行对比研究

3

存在的问题及研究趋势

1949

年以来

我国根据以固为主

固阻结合的治

均有显著的固沙效果

而尼龙网方格沙障更适宜布设

在较平坦的地貌区

马述宏等

⑷通过比较不同材料

的沙障在不同风力条件下的固沙效果和保存年限等

认为麦草网格沙障综合利用价值最高

高分子固沙剂

沙障

沥青沙障

生态垫沙障

尼龙网沙障实用价值较

高但价格昂贵

是地形复杂

条件严酷的风沙区理想的

治理措施

而孙涛等综合考虑设置成本和防护效

沙策略

在实践中探索出多种防治风沙危害的措施

要有植物治沙

机械沙障固沙

封沙育草

机械沙障与

,认为塑料沙障较其他沙障优越

具有长期

稳定的

栽植灌木相结合等

然而

受基础理论研究和社会经

济发展的制约

我国对防风治沙技术的研究和应用还

存在一定不足

需要进一步完善和加强

3.1

存在的问题

生态和经济效益

综合前人成果

考虑的侧重点不同

对设障材料的优劣会得出不同的结果

。从保护环境的

角度出发,大部分研究认为植被活沙障固沙效果不仅

优于土石材料的沙障和秸秆材料死沙障

而且好于化

1

重大工程中的沙障效益很难准确评价

由于

学材料的网栏

需要指出的是在一些水分制约严重的

地区植被活沙障并不是首选.此时应当先以其他沙障

影响沙障防护效果的因素众多

有些因素既可能是正

向作用也可能是负向作用

因此评价时对影响因子的

选取存在争议

目前尚没有建立沙障效益评价指标体

措施固沙

然后再考虑恢复植被

如果水分和风力条

丁新辉等:我国沙障固沙技术研究进展及展望

37

对于重大工程中使用的关键技术还不能作出较理

壁风沙流地区铁路沙害的治理

[J].中国沙漠,

1992,

12

想的科学评价

(2)

设置沙障对沙地生态系统的影响还有待进一

(2):4-17.

[6]

许林书

许嘉巍.沙障成林的固沙工程及生态效益研究

[J].

步研究

现有研究对设置沙障后的土壤水分

养分及

植被的动态变化研究较为充分,也有一些研究分析了

中国沙漠,1996,16(4):65-69.

[7]

李树苹.黄柳沙障柠条网格在水土保持中的作用及特性

[J].

水土保持研究

.1998,5(3)

=

126-128.

沙障与微生物之间的相互影响

,但沙障设置后对植物

和微生物即沙地生态系统的影响还需进一步研究

,从

而为沙地生态系统的恢复和演替研究提供帮助

(3)

沙障固沙体系布局不合理

已有大量的关于

[8]

袁立敏

高永

张文军

等.布袋沙障对流动沙丘地表风沙和

土壤湿度的影响

[J].

科技导报

,2014,32(3)

:71-76.

[9]

张登山

吴汪洋

田丽慧

等.青海湖沙地麦草方格沙障的蚀

积效应与规格选取

[J].

地理科学

,2014,34(5):627-634.

[10]

翟庆虎

夏小东

何万义

等.宣化县黄羊滩流动沙地草方

沙障规格与材料筛选的研究

但是目的性不强

现有

的研究大多是先布设措施然后观测效果

未充分考虑

研究区的自然条件,导致防护措施效果不显著

3.2

研究趋势

格沙障固沙技术研究

[J].

河北林业科技

,2011(3):11-12.

[11]

蒙仲举

任晓萌

高永.半隐蔽式沙柳沙障的防风阻沙效益

[J].

水土保持通报

,2014,34(3)

:178-180,206.

[12]

甘肃省民勤治沙综合试验站.粘土沙障的设置技术

[J].

肃农业科技

,1974(

1):8-15.

(1)

重大工程沙障效益评价指标体系研究

在沙

漠化防治工作中

我国已实施了许多重大工程,各种类

型的沙障发挥了非常重要的作用

因此

必须研究沙

[13]

钟卫,刘涌江

杨涛

.3

种沙障防风固沙效益比较的风洞实

验研究

[J].

水土保持学报

,2008,22(6):7-12.

漠化地区布设沙障措施所引起的环境问题

对工程建

设中的沙障防护效益作出科学评价

以提出有效合理

的防治对策

(2)

沙障措施对沙地生态系统影响的研究

在现

[14]

王训明

陈广庭,韩致文

等.塔里木沙漠公路沿线机械防

沙体系效益分析

[J].

中国沙漠

,1999,19(2):120-127.

[15]

马学喜

王海峰,李生宇

等.两种固沙方格沙障的防护效

益及地形适应性对比

[J].

水土保持通报

,2015,35(2):

344-349.

[16]

马述宏

李积山.不同沙障的作用及对周围治沙的影

以民勤县青土湖重点风沙口为例

[J].

安徽农业科

有沙障设施内

开展沙障一沙生植物一微生物相互作

用的研究

在研究沙生植物生理生态

长期动态监测

等的基础上

研究沙地生态系统演变过程及沙生植物

对微生物和沙障设施的影响

(3)

防风固沙体系模式的优化研究

在研究风沙

,2011,39(17)

:10415-10416,10541.

[17]

孙涛

刘虎俊,

朱国庆

.3

种机械沙障防风固沙功能的

时效性

[J].

水土保持学报

,2012,26(4)

12-16,22.

流特征和气候条件的基础上

有选择地在不同位置布

设不同的沙障

完成防风固沙体系的优化

针对不同

[18]

李凯崇

薛春晓,刘贺业

等.不同类型挡沙墙风沙防护机

理的风洞实验研究

[J].

铁道工程学报

,2015,32(

1

)

17-

21.

地方的自然条件

因地制宜地引入新的环保防风固沙

材料布设在风沙区

随着植物凝结剂

生物结皮等技

[19]

何志辉

李生宇

王海峰

等.塔克拉玛干沙漠

4

种结构尼

术的研发利用

以植被建设为主体

生物

工程与化学

措施相结合的综合模式正成为发展趋势

[参考文献]

龙阻沙网的防风阻沙效益对比

[J].

干旱区研究,2014,31

(2)

369-374.

[20]

王翔宇

丁国栋

高函

等.带状沙柳沙障的防风固沙效益

研究

[J].

水土保持学报

,2008,22(2)

42-46.

[1

]

中国科学院兰州冰川冻土沙漠研究所沙漠研究室.我国的

沙漠及其治理

(

D

)[J].

中国科学

,1976(5):492-503,549-

[21]

马瑞

王继和

屈建军

等.不同结构类型棉秆沙障防风固

沙效应研究

[J].

水土保持学报,2010,24(2):48-51.

551.

[22]

薛智德

刘世海,许兆义

等.青藏铁路措那湖沿岸防风固

沙工程效益

[J].

北京林业大学学报

,2010,32(6):61-65.

[作者简介]丁新辉

(

1989-

),

河南商丘市人,博士研究生

[2]

伊盟达旗展旦召治沙站.伊盟林业治沙研究所.风力平地

水力拉沙引洪淤澄治沙造田

[J].

内蒙古林业科技

1976

(I)

:31-33.

[3]

铁生年

姜雄

,汪长安.沙漠化防治化学固沙材料研究进展

主要从事水土保持与荒漠化防治研究

通信作者

刘孝盈

(

1964-)

,

山东潍坊市人

教授

博士

[J]

.

科技导报

,2013,31(5-6):106-111.

[4]

张军

孔致祥

管东红

等.污泥沙障对流动沙区植被恢复的

作用[J].

中国沙漠

,2014,34(3)

:747-751.

博士生导师,主要从事荒漠化防治研究

[收稿日期]

2018-07-19

[5]

中国科学院兰州沙漠研究所玉门防沙组.兰新线玉门段戈

(责任编辑徐素霞)

SOIL

AND

WATER

CONSERVATION

IN

CHINA

No.

1

(442)

2019

Abstracts

Influence

of

Soil

and

Water

Conservation

Measures

to

Runoff

and

Sediment

Variations

of

Luoyugou

Watershed

.................................................................................................................................................

QIN

Ruijie

1

,

LU

Guangyong

2

,

AN

Leping

1

,

et

al.

(

1

.Yellow

River

Conservancy

Commission

,

Tianshui

Soil

and

Water

Conservation

Experimental

Station,

fianshui

,

Gansu

7410(M)

,

China

;

i

Bohuan

Environmental

Consulting

Senices

Co.

,

LTD.,

Nanning,

Guangxi

53(X)05

,

China)

(

19)

The

paper

analyzed

the

precipitation,

runoff,

sediment

discharge

and

their

correlations

in

the

observed

period

of

1986-2010,

1986-

1999

and

20()0-2010

based

on

the

observed

data

of

precipitation,

runoff

and

sediment

during

the

period

of

1986-2010.

The

outcomes

show

that

a)

the

annual

runoff,

annual

sediment

discharge

and

annual

precipitation

within

the

watershed

all

show

good

power

function

relation

and

the

annual

sediment

discharge

and

annual

runoff

show

good

linear

relation

and

b

)

influenced

by

the

increased

area

of

terraced

fields

,

woodland

and

grassland

and

the

decreased

area

of

slope

fannland

,

the

annual

runoff

and

annual

sediment

discharge

show

decreased

trend

by

varying

degrees.

Key

words

:

precipitation

runoff

sediment

soil

and

water

conservation

measures

Luoyugou

watershed

Research

Progress

and

Prospects

of

Sand

Barrier

Technology

in

China

............

DING

Xinhui

1,2

,

LIU

Xiaoying

1-2

,

LIU

Guangquan

1

2

(

1

.China

Institute

of

Water

Resources

and

Hydropower

Research

,

Beijing

100038

,

China

2.

International

Research

and

Training

Centre

on

Erosion

and

Sedimentation

,

Beijing

100048

,

China)

(

35

)

It

studied

the

types

and

technical

methods

of

sand

barrier

in

China

by

using

literature

meta-analysis

method.

At

present

,

the

theory

of

sand

barrier

technology

needs

to

be

improved

,

there

is

no

specification

for

the

standard

of

sand

barrier

and

material

selection

,

the

layout

of

sand

barrier

system

is

unreasonable

,

the

impact

of

sand

barrier

on

sandy

ecosystem

is

not

fully

studied

and

the

benefit

evaluation

of

sand

barrier

of

key

engineering

works

is

difficult.

Along

with

the

continuous

progress

of

science

and

technology

and

the

development

of

material

science

,

the

research

trend

of

sand

control

technology

in

China

is

that

a)

study

on

the

index

system

of

benefit

evaluation

of

major

engineering

sand

barriers

b)

study

on

the

interaction

of

sand

barrier-sand

plant-microorganism

within

the

existing

facilities

for

sand

barrier

and

c

)

study

on

the

optimization

of

sand

fixation

system

model.

Key

words

:

sand

barrier

sand

fixing

technology

sand

barrier

benefit

evaluation

sand

barrier

selection

Quantitative

Assessment

on

Influence

of

Runoff

and

Sediment

Evolution

of

Dongting

Lake

and

Human

Activities

to

the

Runoff

in

the

Period

of

1951-2015

......................................................................................................

YANG

Min'

,

MAO

Dehua

1

,

LIU

Peiliang

2

,

et

al.

(

1

.College

of

Resources

and

Environmental

Science

,

Hunan

Normal

University

,

Changsha

,

Hunan

410081

,

China

2.

The

Second

Surveying

and

Mapping

Institute

of

Hunan

Province

,

Changsha

,

Hunan

410118

,

China)

(

38)

The

paper

analyzed

the

characteristics

of

runoff

and

sediment

evolution

of

the

Dongting

Lake

in

the

period

of

1951

2015

by

using

linear

trend

method

,

M-K

nonparametric

test

,

moving

T-test

and

wavelet

analysis.

It

also

quantitatively

estimated

the

influence

ration

of

climate

change

and

human

activities

to

the

inflow

and

outflow

of

the

lake

through

building

the

empirical

model

of

precipitation-runoff.

The

outcomes

show

that

a)

the

time

series

of

runoff

and

sediment

in

and

out

of

the

lake

shows

a

downward

trend

,

of

which

the

downward

trend

of

sediment

discharge

into

the

lake

is

the

most

significant

,

decreasing

at

the

rate

of

4.044

6

million

t/a.

During

the

research

period,

both

the

inflow

and

outflow

of

runoff

and

sediment

of

the

lake

have

been

mutated

and

show

periodic

regularity

of

different

scales

b

)

the

Pearson

correlation

coefficient

of

runoff

and

sediment

into

the

lake

is

0.800

and

out

of

the

lake

is

0.696

,

showing

a

significant

positive

correlation

between

runoff

and

sediment

series

of

the

lake

and

c

)

in

the

whole

period

of

variation

,

the

influence

rate

of

precipitation

to

the

variation

of

inflow

is

-

1.03%

,

human

activities

101.03%,

the

influence

rate

of

precipitation

to

the

variation

of

outflow

is

-7.67%

and

human

activities

107.67%

,

showing

that

the

reduction

of

inflow

and

outflow

of

the

lake

mainly

is

caused

by

human

activities.

Key

words

:

evolution

of

runoff

and

sediment

climate

change

human

activities

empirical

model

of

precipitation-runoff

the

Dongting

Lake

Species

Diversity

of

Artificial

Haloxylon

ammodendron

Forest

Community

in

Minqin

of

Hexi

Corridor

......................................................................................................................................................

TENG

Yufeng,

MA

Li,

ZHAN

Yufang,

et

al.

(

Zhangye

Academy

of

Forestry

,

Zhangye

,

Gansu

734000,

China)

(43)

The

paper

analyzed

the

artificial

Haloxylon

ammodendron

forest

community

from

the

aspects

of

species

importance

value

,

diversity

,

soil

moisture

content

and

the

correlation

of

species

diversity

of

5

regions

in

Minqin

by

using

the

method

of

field

sample

investigation.

The

outcomes

show

that

a

)

the

ecological

environment

of

Minqin

is

fragile

and

the

species

composition

of

artificial

Haloxylon

ammodendron

vegetation

community

is

simple.

There

are

altogether

16

common

species

,

belonging

to

8

families

and

14

genera

,

mainly

in

Haloxylon

ammodendron

,

Alhagi

sparsifolia

,

Bassia

dasyphylla

,

Agriophyllum

squarrosum ,

Salsola

ruthenica

as

the

dominiint

species

,

reflecting

the

characteristics

of

desert

vegetation

b)

the

species

diversity

level

of

artificial

Haloxylon

ammodendron

vegetation

community

is

lower

and

the

hierarchical

structure

can

be

divided

into

shrub

layer

and

herb

layer.

The

species

richness

and

abundance

of

the

herb

layer

is

higher

than

that

of

the

shrub

layer.

The

Shannon-wiener

index

and

the

Pielou

evenness

index

of

the

shrub

layer

are

greater

than

that

of

the

herb

layer.

The

Simpson

index

of

the

shrub

layer

is

smaller

than

that

of

the

herb

layer.

There

show

the

laws

of

the

lower

concentration

degree

of

the

shnib

layer

species

and

lower

evenness

of

the

herb

layer

and

c)

herbaceous

plants

have

higher dependence

on

the

soil

moisture

content

of

0-60

cm

layer.

There

is

a

significant

positive

correlation

between

its

abundance

of

the

shrub

layer

and

moisture

content

of

0-60

cm

layer

and

there

is

no

significant

correlation

between

the

richness

of

species

and

moisture

content

of

0-60

cm

layer.

There

is

no

significant

correlation

between

the

richness

and

abundance

of

the

shrub

layer

and

the

soil

moisture

content

of

0-60

cm

layer,

i.e.

the

variation

of

soil

moisture

has

no

significant

influence

to

the

richness

of

plant

species.

Key

words

:

artificial

Haloxylon

ammodendron

forest

species

diversity

;

soil

moisture

content

Minqin

2024年4月25日发(作者:厍琪)

中国水土保持

SWCC

2019

年第

1

35

我国沙障固沙技术研究进展及展望

丁新辉刘孝盈

1

2,

刘广全

1,2

1

.中国水利水电科学研究院

北京

100038

2

.国际泥沙研究培训中心

北京

100048

关键词

沙障

固沙技术

沙障效益评价

沙障比选

利用文献荟萃法

对我国沙障的类型及其固沙技术进行了研究

目前

沙障固沙技术的理论尚有待完善

,沙障

的规格

材料选取没有相应的规范

沙障固沙体系布局不合理

,沙障对沙地生态系统的影响研究不充分,

重大工程中的沙

障效益评价困难

随着科学技术的不断进步和材料科学的发展,我国沙障治沙技术研究趋势为

①重大工程沙障效益评

价指标体系研究

②在现有沙障设施内

开展沙障一沙生植物一微生物相互作用的研究

③防风固沙体系模式的优化研

[中图分类号

S157;S775

文献标识码

C

文章编号

1000-0941

2019

01-0035-03

沙障是我国荒漠化防治的主要措施之一

随着对

治理实践中

影响沙障防护效果的直接因素包括沙障

荒漠化研究的不断深入

一些防风固沙的新技术

新方

法越来越得到群众的认可,新材料

新工艺的运用使得

治沙体系更为完善

系统梳理我国有关沙障技术研究

的高度

大小和形状等

间接因素则包括地形地貌

风向

风沙活动方式和活动强度及沙障维护方式

研究影响生物沙障防护效果的因素

一方面关系

的内容

比选出效益突出的沙障并推广应用

是加快荒

到沙障防护效益的评估

另一方面关系到沙障配置参

数的选择

即设置沙障的成本

值得注意的是有些因

素具有双向性

比如设置沙障年限

对活沙障来说

障年限越长,

防护效果越好;而对于死沙障

防护效果

会随着设障年限的增加而降低

2

沙障比选

漠化防治的必要途径

1

沙障固沙技术研究进展

我国早期工程治沙的方法除利用自然风力

、水力

拉沙造田外

还常采用植物活沙障和黏土沙障

2

后来,又从国外引进了沥青沙障⑶

但由于环境污染等

问题,因此并未推广使用

近年来

,有学者研究使用脱

荒漠化治理首先要面对的问题

是植物沙障选取

哪种类型植物

工程沙障选择哪种规格

化学材料沙障

水污泥制作方格沙障⑷

但也未形成规模

沙障的材

料多种多样

生态效益也不尽相同

各种材料都有其

如何布设,才能获得最大的防风效应

问题的关键在

于,如何科学评估不同类型沙障的防风效应

实际上

劣势,如黏土

砾石成本高且运输不便

麦草需求量大

耐腐性差等

影响沙障防风效应的因素很多

沙障的材料

规格及抗

植物沙障可以通过多种途径保护和改善土壤状

腐性能都是重要的因素

此外沙障的组合

主风方向

地貌形态等也会产生一定影响

因此要准确评估不同

类型沙障防风效应的差异困难较大

但这却是合理布

设沙障的必要工作

2.1

不同规格的沙障比选

因此

设置各种植物沙障被认为是防风固沙

减少

风蚀的一种有效途径

中国科学院兰州沙漠研究所玉

门防沙组在戈壁区兰新铁路沿线采取

以林养障

林外截沙源

路内消积沙

的防护措施

成效显

著⑸

许林书等⑷利用活体杨树枝条抒插形成沙障,

沙障成林后生态效益明显

李树苹⑺采用黄柳沙障

袁立敏等⑻在库布齐沙漠的裸沙丘上分别布设了

1

mx

1

m

2

mx2

m

3

mx3

m

规格的布袋沙障,研究其

柠条网格配置防沙效果明显.能提高柠条成活率和保

存率,促进天然植被恢复

目前,我国应用生物措施防

防风效能

粗糙度

输沙量和土壤湿度差异

结果发现

1

mxl

m

的布袋沙障防风效果最好

0~20

cm

土层

风治沙

主要是利用不同植物构成活沙障

各种秸秆组

土壤含水率较低;经过连续

3

年对沙障内植物种数

成死沙障

以及二者的结合

在干旱半干旱区荒漠化

株密度

、平均高度和平均盖度的调查

发现沙袋沙障对

36

中国水土保持

SWCC

2019

年第

1

植被的促进作用是

3

mx3

m

方格沙障最大

,2

mx2

m

方格沙障次之

1

mxl

m

方格沙障最小

张登山等⑼

对青海湖克土沙地

6

种不同规格麦草方格沙障的全年

件允许

应考虑植物沙障等多种沙障构成的综合防风

固沙体系。

2.3

不同类型的沙障比选

插钎蚀积监测和风季后凹曲面形态测量结果进行综合

李凯崇等

⑷对不同风速条件下板式挡沙墙

轨枕

扌当沙墙

高立式

PE

网沙障的研究表明

高度一致时,

分析后发现

1.5

mxl.

5

m

规格的综合防护指数最大

0.64

,

为高寒沙区最为适宜的规格

翟庆虎等通

板式扌肖沙墙与轨枕扌半沙墙的削减气流能力和阻沙效果

过对流动沙地草方格沙障固沙效果进行研究

发现

2

mx2

m

3

mx3

m

这两个规格防护效果好且省工省

均优于高立式

PE

网沙障

何志辉等少

在塔克拉玛干

沙漠腹地的垄间平地布设大条带上疏下密式

A

条带上密下疏式

B

小条带疏密相间式

C

3

种非均

匀分布的尼龙阻沙网

以均匀结构阻沙网为对照

CK

研究阻沙网前后的风速变化

防风效能

积沙形

是最理想的规格

蒙仲举等⑴:研究了毛乌素沙地

5

种规格

1

mx0.5

m

l

nix

1

m

l

mx2

m

2

mx2

m

2

mx3

m

的半隐蔽格状沙柳沙障的防风阻沙效益

综合

自然条件和经济状况

认为毛乌素沙地适宜的沙柳沙

障规格为

2

mx2

m

综上可知

从有利于植被恢复的角度考虑

,1

mxl

m

方格沙障并不是最优的

。因此,在实际应用中

需要

积沙量等

结果表明

综合考虑防风和阻沙效益,

C

阻沙网提供了一个较好的结构模式

防护效益最好,

B

阻沙网最差

A

CK

阻沙网效益相差不大

王翔宇

km

测定了

9

种不同规格的带状沙柳沙障对风速

表粗糙度和近地表输沙率的影响

结果表明

在沙障高

综合考虑

灵活配置,才能取得良好的防治效果

2.2

不同工程材料的沙障比选

度一定的情况下

带状沙柳沙障的行数越多

、带距越

小,防护效果越好

即防护效益三行一带

两行一带

70

年代初

甘肃省民勤治沙综合试验站科研人员

通过比较干沙层厚度

雨水下渗深度和防风效应

发现

黏土沙障的效能优于柴草沙障和对照

钟卫等

一行一带

马瑞等⑺

对比了植入式

栅栏式

集束式

3

种结构类型的棉秆沙障对近地表风速的影响

以及沙

障内的沙粒运动和沙面形态变化

防风固沙的效果为

带枝叶植入式行列沙障

栅栏式格状沙障

集束式格

通过风洞实验发现植被沙障的防护效果远优于土工格

室和石方格沙障

石方格沙障的防护效果又稍好于土

工格室

王训明等

⑷研究了塔里木沙漠公路沿线沙

状沙障

薛智德等⑺

对高立式沙障

石方格沙障

石压沙措施相结合的综合防风固沙体系降低风速和输

沙量的特征进行的研究表明

多排高立式沙障具有显

障的防沙效果

结果表明

3

种高立式沙障防沙效益为

芦苇栅栏

抗紫外线尼龙网栏

白尼龙网栏

马学喜

切在塔克拉玛干沙漠油田公路机械防沙展示区对

比尼龙网方格沙障和芦苇方格沙障的固沙效益及其地

著的降低输沙率和风速的功效

目前对不同类型沙障

的效益研究较为充分

总体来说,具有仿生性能的化学

形适应性

结果表明

芦苇方格沙障在不同地形条件下

材料沙障的防护性能优于均匀材质的沙障

,多行一带

的高立式沙障具有优良的防护性能

尚没有对不同材

料的多行一带沙障防护性能进行对比研究

3

存在的问题及研究趋势

1949

年以来

我国根据以固为主

固阻结合的治

均有显著的固沙效果

而尼龙网方格沙障更适宜布设

在较平坦的地貌区

马述宏等

⑷通过比较不同材料

的沙障在不同风力条件下的固沙效果和保存年限等

认为麦草网格沙障综合利用价值最高

高分子固沙剂

沙障

沥青沙障

生态垫沙障

尼龙网沙障实用价值较

高但价格昂贵

是地形复杂

条件严酷的风沙区理想的

治理措施

而孙涛等综合考虑设置成本和防护效

沙策略

在实践中探索出多种防治风沙危害的措施

要有植物治沙

机械沙障固沙

封沙育草

机械沙障与

,认为塑料沙障较其他沙障优越

具有长期

稳定的

栽植灌木相结合等

然而

受基础理论研究和社会经

济发展的制约

我国对防风治沙技术的研究和应用还

存在一定不足

需要进一步完善和加强

3.1

存在的问题

生态和经济效益

综合前人成果

考虑的侧重点不同

对设障材料的优劣会得出不同的结果

。从保护环境的

角度出发,大部分研究认为植被活沙障固沙效果不仅

优于土石材料的沙障和秸秆材料死沙障

而且好于化

1

重大工程中的沙障效益很难准确评价

由于

学材料的网栏

需要指出的是在一些水分制约严重的

地区植被活沙障并不是首选.此时应当先以其他沙障

影响沙障防护效果的因素众多

有些因素既可能是正

向作用也可能是负向作用

因此评价时对影响因子的

选取存在争议

目前尚没有建立沙障效益评价指标体

措施固沙

然后再考虑恢复植被

如果水分和风力条

丁新辉等:我国沙障固沙技术研究进展及展望

37

对于重大工程中使用的关键技术还不能作出较理

壁风沙流地区铁路沙害的治理

[J].中国沙漠,

1992,

12

想的科学评价

(2)

设置沙障对沙地生态系统的影响还有待进一

(2):4-17.

[6]

许林书

许嘉巍.沙障成林的固沙工程及生态效益研究

[J].

步研究

现有研究对设置沙障后的土壤水分

养分及

植被的动态变化研究较为充分,也有一些研究分析了

中国沙漠,1996,16(4):65-69.

[7]

李树苹.黄柳沙障柠条网格在水土保持中的作用及特性

[J].

水土保持研究

.1998,5(3)

=

126-128.

沙障与微生物之间的相互影响

,但沙障设置后对植物

和微生物即沙地生态系统的影响还需进一步研究

,从

而为沙地生态系统的恢复和演替研究提供帮助

(3)

沙障固沙体系布局不合理

已有大量的关于

[8]

袁立敏

高永

张文军

等.布袋沙障对流动沙丘地表风沙和

土壤湿度的影响

[J].

科技导报

,2014,32(3)

:71-76.

[9]

张登山

吴汪洋

田丽慧

等.青海湖沙地麦草方格沙障的蚀

积效应与规格选取

[J].

地理科学

,2014,34(5):627-634.

[10]

翟庆虎

夏小东

何万义

等.宣化县黄羊滩流动沙地草方

沙障规格与材料筛选的研究

但是目的性不强

现有

的研究大多是先布设措施然后观测效果

未充分考虑

研究区的自然条件,导致防护措施效果不显著

3.2

研究趋势

格沙障固沙技术研究

[J].

河北林业科技

,2011(3):11-12.

[11]

蒙仲举

任晓萌

高永.半隐蔽式沙柳沙障的防风阻沙效益

[J].

水土保持通报

,2014,34(3)

:178-180,206.

[12]

甘肃省民勤治沙综合试验站.粘土沙障的设置技术

[J].

肃农业科技

,1974(

1):8-15.

(1)

重大工程沙障效益评价指标体系研究

在沙

漠化防治工作中

我国已实施了许多重大工程,各种类

型的沙障发挥了非常重要的作用

因此

必须研究沙

[13]

钟卫,刘涌江

杨涛

.3

种沙障防风固沙效益比较的风洞实

验研究

[J].

水土保持学报

,2008,22(6):7-12.

漠化地区布设沙障措施所引起的环境问题

对工程建

设中的沙障防护效益作出科学评价

以提出有效合理

的防治对策

(2)

沙障措施对沙地生态系统影响的研究

在现

[14]

王训明

陈广庭,韩致文

等.塔里木沙漠公路沿线机械防

沙体系效益分析

[J].

中国沙漠

,1999,19(2):120-127.

[15]

马学喜

王海峰,李生宇

等.两种固沙方格沙障的防护效

益及地形适应性对比

[J].

水土保持通报

,2015,35(2):

344-349.

[16]

马述宏

李积山.不同沙障的作用及对周围治沙的影

以民勤县青土湖重点风沙口为例

[J].

安徽农业科

有沙障设施内

开展沙障一沙生植物一微生物相互作

用的研究

在研究沙生植物生理生态

长期动态监测

等的基础上

研究沙地生态系统演变过程及沙生植物

对微生物和沙障设施的影响

(3)

防风固沙体系模式的优化研究

在研究风沙

,2011,39(17)

:10415-10416,10541.

[17]

孙涛

刘虎俊,

朱国庆

.3

种机械沙障防风固沙功能的

时效性

[J].

水土保持学报

,2012,26(4)

12-16,22.

流特征和气候条件的基础上

有选择地在不同位置布

设不同的沙障

完成防风固沙体系的优化

针对不同

[18]

李凯崇

薛春晓,刘贺业

等.不同类型挡沙墙风沙防护机

理的风洞实验研究

[J].

铁道工程学报

,2015,32(

1

)

17-

21.

地方的自然条件

因地制宜地引入新的环保防风固沙

材料布设在风沙区

随着植物凝结剂

生物结皮等技

[19]

何志辉

李生宇

王海峰

等.塔克拉玛干沙漠

4

种结构尼

术的研发利用

以植被建设为主体

生物

工程与化学

措施相结合的综合模式正成为发展趋势

[参考文献]

龙阻沙网的防风阻沙效益对比

[J].

干旱区研究,2014,31

(2)

369-374.

[20]

王翔宇

丁国栋

高函

等.带状沙柳沙障的防风固沙效益

研究

[J].

水土保持学报

,2008,22(2)

42-46.

[1

]

中国科学院兰州冰川冻土沙漠研究所沙漠研究室.我国的

沙漠及其治理

(

D

)[J].

中国科学

,1976(5):492-503,549-

[21]

马瑞

王继和

屈建军

等.不同结构类型棉秆沙障防风固

沙效应研究

[J].

水土保持学报,2010,24(2):48-51.

551.

[22]

薛智德

刘世海,许兆义

等.青藏铁路措那湖沿岸防风固

沙工程效益

[J].

北京林业大学学报

,2010,32(6):61-65.

[作者简介]丁新辉

(

1989-

),

河南商丘市人,博士研究生

[2]

伊盟达旗展旦召治沙站.伊盟林业治沙研究所.风力平地

水力拉沙引洪淤澄治沙造田

[J].

内蒙古林业科技

1976

(I)

:31-33.

[3]

铁生年

姜雄

,汪长安.沙漠化防治化学固沙材料研究进展

主要从事水土保持与荒漠化防治研究

通信作者

刘孝盈

(

1964-)

,

山东潍坊市人

教授

博士

[J]

.

科技导报

,2013,31(5-6):106-111.

[4]

张军

孔致祥

管东红

等.污泥沙障对流动沙区植被恢复的

作用[J].

中国沙漠

,2014,34(3)

:747-751.

博士生导师,主要从事荒漠化防治研究

[收稿日期]

2018-07-19

[5]

中国科学院兰州沙漠研究所玉门防沙组.兰新线玉门段戈

(责任编辑徐素霞)

SOIL

AND

WATER

CONSERVATION

IN

CHINA

No.

1

(442)

2019

Abstracts

Influence

of

Soil

and

Water

Conservation

Measures

to

Runoff

and

Sediment

Variations

of

Luoyugou

Watershed

.................................................................................................................................................

QIN

Ruijie

1

,

LU

Guangyong

2

,

AN

Leping

1

,

et

al.

(

1

.Yellow

River

Conservancy

Commission

,

Tianshui

Soil

and

Water

Conservation

Experimental

Station,

fianshui

,

Gansu

7410(M)

,

China

;

i

Bohuan

Environmental

Consulting

Senices

Co.

,

LTD.,

Nanning,

Guangxi

53(X)05

,

China)

(

19)

The

paper

analyzed

the

precipitation,

runoff,

sediment

discharge

and

their

correlations

in

the

observed

period

of

1986-2010,

1986-

1999

and

20()0-2010

based

on

the

observed

data

of

precipitation,

runoff

and

sediment

during

the

period

of

1986-2010.

The

outcomes

show

that

a)

the

annual

runoff,

annual

sediment

discharge

and

annual

precipitation

within

the

watershed

all

show

good

power

function

relation

and

the

annual

sediment

discharge

and

annual

runoff

show

good

linear

relation

and

b

)

influenced

by

the

increased

area

of

terraced

fields

,

woodland

and

grassland

and

the

decreased

area

of

slope

fannland

,

the

annual

runoff

and

annual

sediment

discharge

show

decreased

trend

by

varying

degrees.

Key

words

:

precipitation

runoff

sediment

soil

and

water

conservation

measures

Luoyugou

watershed

Research

Progress

and

Prospects

of

Sand

Barrier

Technology

in

China

............

DING

Xinhui

1,2

,

LIU

Xiaoying

1-2

,

LIU

Guangquan

1

2

(

1

.China

Institute

of

Water

Resources

and

Hydropower

Research

,

Beijing

100038

,

China

2.

International

Research

and

Training

Centre

on

Erosion

and

Sedimentation

,

Beijing

100048

,

China)

(

35

)

It

studied

the

types

and

technical

methods

of

sand

barrier

in

China

by

using

literature

meta-analysis

method.

At

present

,

the

theory

of

sand

barrier

technology

needs

to

be

improved

,

there

is

no

specification

for

the

standard

of

sand

barrier

and

material

selection

,

the

layout

of

sand

barrier

system

is

unreasonable

,

the

impact

of

sand

barrier

on

sandy

ecosystem

is

not

fully

studied

and

the

benefit

evaluation

of

sand

barrier

of

key

engineering

works

is

difficult.

Along

with

the

continuous

progress

of

science

and

technology

and

the

development

of

material

science

,

the

research

trend

of

sand

control

technology

in

China

is

that

a)

study

on

the

index

system

of

benefit

evaluation

of

major

engineering

sand

barriers

b)

study

on

the

interaction

of

sand

barrier-sand

plant-microorganism

within

the

existing

facilities

for

sand

barrier

and

c

)

study

on

the

optimization

of

sand

fixation

system

model.

Key

words

:

sand

barrier

sand

fixing

technology

sand

barrier

benefit

evaluation

sand

barrier

selection

Quantitative

Assessment

on

Influence

of

Runoff

and

Sediment

Evolution

of

Dongting

Lake

and

Human

Activities

to

the

Runoff

in

the

Period

of

1951-2015

......................................................................................................

YANG

Min'

,

MAO

Dehua

1

,

LIU

Peiliang

2

,

et

al.

(

1

.College

of

Resources

and

Environmental

Science

,

Hunan

Normal

University

,

Changsha

,

Hunan

410081

,

China

2.

The

Second

Surveying

and

Mapping

Institute

of

Hunan

Province

,

Changsha

,

Hunan

410118

,

China)

(

38)

The

paper

analyzed

the

characteristics

of

runoff

and

sediment

evolution

of

the

Dongting

Lake

in

the

period

of

1951

2015

by

using

linear

trend

method

,

M-K

nonparametric

test

,

moving

T-test

and

wavelet

analysis.

It

also

quantitatively

estimated

the

influence

ration

of

climate

change

and

human

activities

to

the

inflow

and

outflow

of

the

lake

through

building

the

empirical

model

of

precipitation-runoff.

The

outcomes

show

that

a)

the

time

series

of

runoff

and

sediment

in

and

out

of

the

lake

shows

a

downward

trend

,

of

which

the

downward

trend

of

sediment

discharge

into

the

lake

is

the

most

significant

,

decreasing

at

the

rate

of

4.044

6

million

t/a.

During

the

research

period,

both

the

inflow

and

outflow

of

runoff

and

sediment

of

the

lake

have

been

mutated

and

show

periodic

regularity

of

different

scales

b

)

the

Pearson

correlation

coefficient

of

runoff

and

sediment

into

the

lake

is

0.800

and

out

of

the

lake

is

0.696

,

showing

a

significant

positive

correlation

between

runoff

and

sediment

series

of

the

lake

and

c

)

in

the

whole

period

of

variation

,

the

influence

rate

of

precipitation

to

the

variation

of

inflow

is

-

1.03%

,

human

activities

101.03%,

the

influence

rate

of

precipitation

to

the

variation

of

outflow

is

-7.67%

and

human

activities

107.67%

,

showing

that

the

reduction

of

inflow

and

outflow

of

the

lake

mainly

is

caused

by

human

activities.

Key

words

:

evolution

of

runoff

and

sediment

climate

change

human

activities

empirical

model

of

precipitation-runoff

the

Dongting

Lake

Species

Diversity

of

Artificial

Haloxylon

ammodendron

Forest

Community

in

Minqin

of

Hexi

Corridor

......................................................................................................................................................

TENG

Yufeng,

MA

Li,

ZHAN

Yufang,

et

al.

(

Zhangye

Academy

of

Forestry

,

Zhangye

,

Gansu

734000,

China)

(43)

The

paper

analyzed

the

artificial

Haloxylon

ammodendron

forest

community

from

the

aspects

of

species

importance

value

,

diversity

,

soil

moisture

content

and

the

correlation

of

species

diversity

of

5

regions

in

Minqin

by

using

the

method

of

field

sample

investigation.

The

outcomes

show

that

a

)

the

ecological

environment

of

Minqin

is

fragile

and

the

species

composition

of

artificial

Haloxylon

ammodendron

vegetation

community

is

simple.

There

are

altogether

16

common

species

,

belonging

to

8

families

and

14

genera

,

mainly

in

Haloxylon

ammodendron

,

Alhagi

sparsifolia

,

Bassia

dasyphylla

,

Agriophyllum

squarrosum ,

Salsola

ruthenica

as

the

dominiint

species

,

reflecting

the

characteristics

of

desert

vegetation

b)

the

species

diversity

level

of

artificial

Haloxylon

ammodendron

vegetation

community

is

lower

and

the

hierarchical

structure

can

be

divided

into

shrub

layer

and

herb

layer.

The

species

richness

and

abundance

of

the

herb

layer

is

higher

than

that

of

the

shrub

layer.

The

Shannon-wiener

index

and

the

Pielou

evenness

index

of

the

shrub

layer

are

greater

than

that

of

the

herb

layer.

The

Simpson

index

of

the

shrub

layer

is

smaller

than

that

of

the

herb

layer.

There

show

the

laws

of

the

lower

concentration

degree

of

the

shnib

layer

species

and

lower

evenness

of

the

herb

layer

and

c)

herbaceous

plants

have

higher dependence

on

the

soil

moisture

content

of

0-60

cm

layer.

There

is

a

significant

positive

correlation

between

its

abundance

of

the

shrub

layer

and

moisture

content

of

0-60

cm

layer

and

there

is

no

significant

correlation

between

the

richness

of

species

and

moisture

content

of

0-60

cm

layer.

There

is

no

significant

correlation

between

the

richness

and

abundance

of

the

shrub

layer

and

the

soil

moisture

content

of

0-60

cm

layer,

i.e.

the

variation

of

soil

moisture

has

no

significant

influence

to

the

richness

of

plant

species.

Key

words

:

artificial

Haloxylon

ammodendron

forest

species

diversity

;

soil

moisture

content

Minqin

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