一種簡易防風固沙裝置的製作方法

2023-06-15 11:25:16

專利名稱：一種簡易防風固沙裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種簡易防風固沙裝置。
背景技術：
(一)草場、農田荒漠化問題既是國計民生的大事，也是世界難題。每年的六月十七日是「世界防治荒漠化和乾旱日」。有權威資料顯示，每年全球的沙漠化造成的損失高達420億美元。中國每年因土地荒漠化造成的直接損失高達540億元。每年新增沙化土地面積相當於一個縣。中國是人均可利用耕地面積最小的國家之一，在全球一百一十個受荒漠化危害的國家和地區中，中國是荒漠化面積最大、受危害人口最多、危害程度最嚴重的國家荒漠化佔地面積幾乎是耕地面積的2倍，相當於十四個廣東省幅員面積的土地荒漠化、近四億人口受災、每年直接和間接經濟損失更達到三千多億元人民幣。多年以來，中國每年治理荒漠化、沙化投入1000億元。近幾年，防風固沙的累計投入超過4700億元， 但是，治理程度仍然趕不上總體惡化程度，實際效果依然令人憂慮。防風固沙，固沙是關鍵問題。蘭州大學2006年趙正華碩士學位論文《固沙用新材料及野外固沙綜合技術研究》中介紹現有的防風固沙的方法主要包括(一)工程固沙採用柴、草、樹枝、粘土、卵石、板條等材料，在沙面或沙地表面設置障礙物(如草方格、尼龍網、水泥預製塊等)以此控制風沙流動的方向、速度、結構，改變風蝕、沙積狀況，達到防風固沙、阻沙，改變風的作用力及地貌狀況的目的；(二)化學固沙利用化學物質噴灑或幹撒於沙地表面，形成固沙結層，避免氣流對沙表面的直接衝擊，達到固沙的目的；(三)生物固沙充分利用沙地的有限的水分和養分，採取種樹、播灌、種草等以林業為主的手段來達到恢復植被、增加粗糙度和治理荒漠化的目的；這些方法的不足之處和局限性在於1、工程固沙中需要大規模機械化施工，在沙漠深處施工容易受到沙漠表面地形地貌的限制，且在流沙上挖槽開溝，物力、財力消耗較大，有些技術對於固沙後沙漠的再行植被恢復工程還會產生一些消極影響(如卵石覆蓋、水泥預製板條、塊的覆蓋阻隔等)，工程固沙浩大、鋪覆材料上也容易出現沙埋、風蝕問題，修復工程繁複；2、化學固沙雖然成本低廉、施工較快捷、生物相容性較好，如由中國石油大學與中國石油蘭州石化公司合作完成的科技攻關項目《新型固沙劑與固沙技術開發》中介紹了一種「多功能液膜固沙劑」，由於兩年後即降解。固沙周期短，因此又需要再行鋪覆。對於地處荒漠化深處的地域存在尚未被再行綜合開發利用時，就已經被降解；3、生物固沙，雖然屬於最好的防風固沙手段，但設置乾草方格，存在容易老化或損壞，使用周期不長，就需要重複更新的問題；種草植樹需要一定的水源養分補給和日常養護，自然環境惡劣的地方受到水源供給、積溫、養護等條件的限制，難以保障。自然環境相對較好的地方又容易遭到病、蟲、鼠害及沙漠食草野生動物的侵害影響，且顯效時間較長，通常要生長3 5年後才可以開始發揮固沙效能，且存活率低下；經過檢索發現與本發明相關的專利技術包括(1)中國人民解放軍海軍後勤部軍港機場營房部；中國科學院寒區旱區環境與工程研究所倪成君；方華東；屈建軍；賈挺平；李賀青申報的CN200820179716. 2實用新型專利；常州市鵬騰土工複合材料工程有限公司的吳小江設計的CN201120004578. 6防風固沙障實用新型專利；唐新華設計的CN86201788實用新型專利，該技術需要增添固定樁和螺絲等輔助配件安裝，方可完成組裝，操作較為繁複；中國科學院瀋陽應用生態研究所蔣德明；劉志民；寇振武設計的CN02275025. 8實用新型專利；陳傳標設計的CN200420002008. 3實用新型專利；趙志立設計的CN99225182. 6實用新型專利；王平設計的《治理風沙危害的方法》CN101063306發明專利，該方法是用塑料編織袋裝入沙子，壘成擋風壩，加上植物秸杆和塑料彩條布覆蓋沙面的方法。這些技術由於自身存在的缺陷，只能在道路、草場、農田、生活區周邊地帶實施相對地消極性防禦，而無法實現向沙漠縱深地帶的延伸；(2)經檢索，發現與本技術比較接近的技術是在《水土保持學報》2005年01期中甘肅省治沙研究所的馬全林博士志王繼和；詹科傑；劉虎俊合作研發的論著《塑料方格沙障的固沙原理及其推廣應用前景》中介紹的塑料方格沙障治沙技術，採用高密度聚乙烯，添加HALS-3穩定劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑以及納米材料，採用雙層編鏈、邊孔襯入技術編織而成，有塑料網和固定樁組成，利用增加下墊面粗糙度、降低風速、減弱風蝕的原理實現治沙效果的，經過實驗證明，該技術同傳統的麥草方格沙障、粘土沙障相比，具有防風固沙效果好、操作技術簡單、使用期限十年以上的特點，使其具備了在沙漠治理中推廣應用的基本條件。該技術的不足 之處在於(A) —次性投入成本較高，據測算，每百平方米第一次投入需3900元；(B)在大風多、風力強、沙源廣、流動性大的流沙地區應用，容易產生沙埋、或在固定樁和迎風網下產生掏蝕問題，不僅提高了維護成本，同時可導致使用年限縮短等問題，使得大面積推廣受到限制。綜上所述，這些現有技術的不足之處在於a、現有技術由於基本都單純考慮了沙障本身的透風性因素，因此均採用了立面或憑藉其他固定裝置而呈現的半立面的透風型網狀結構設計，由此使得防風固沙的關鍵——實際的固沙功效發揮受到一定的影響。同時這種設計也無可避免地存在著結構繁複、製作工藝要求較高，投入成本較大，如此不僅降低了沙障本身的抗流沙強度、增加額外的加固輔助設備、操作複雜、維護成本高、使用周期短，只有2 10年，抗老化程度低，根本無法趕超治理荒漠惡化的速度；b、由於採用立面透風型結構和半立面透風型結構，因此存在缺乏應對沙埋、掏蝕問題的平衡解決方案局限性，難以能動性地發揮向沙漠縱深處風沙源頭延伸的防風固沙作用，這也是推廣應用受到限制的原因之一 ；c、客觀地說，防風固沙關鍵在於固沙，因為對於風，人類只能減輕其危害程度，卻無法阻止。而對於沙，則可以通過相關的技術將其分割、化解，相對固定在一定的範圍內限制共流動，增加沙體表面的粗糙度，降低風速，減弱其危害。相對於被風卷到幾百上千米的高空來說，僅考慮幾十釐米高的透風量來說，其意義和價值是微不足道的。研究的重點更應該放在抗流動沙體單位面積的承重、使用壽命、所用材料、工藝、克服沙埋、掏蝕以及綜合開發時的生物相容性等方面；d、就現有的防沙網障的使用壽命十年來看，也是無法追趕荒漠化的整體危害速度的，也不能在沙漠縱深處利用；e、在此之前的技術普遍存在著缺乏相對合理的
平衡解決沙埋掏蝕的應對方法......除此之外，再未能檢索到其他與本技術相同或相接近的技術。

發明內容
一種簡易防風固沙裝置，其特徵是裝置所使用的整體材料是用具有一定強度的塑膠材料、巖棉板、玻璃纖維等抗老化材料製成的，在柱樁與擋沙板、擋沙板與擋沙板之間的側垂立端、立面上有可以進行榫卯型縱橫連結的幾何形凸稜端頭和滑槽導軌，柱樁、擋沙板上的凸稜端頭與滑槽導軌連結，可以圍成幾何形格框，凸稜端頭與滑槽導軌之間有一定的漲縮間隙，依託凸稜端頭和滑槽導軌，柱樁與擋沙板、擋沙板與擋沙板可以進行上下滑動，在柱樁和擋沙板的下端有帶有梢度的錐或齒，有顯樁型、隱樁型、無柱樁榫卯連結型和無樁拼對型四種形式以及前述形式的波紋款，在顯樁型方式下，柱樁的長度大於擋沙板的寬度，在隱樁形式下擋沙板兩端的齒長於其之間的齒，波紋款的擋沙板側立面上有增加擾動氣流的立體的幾何形紋路。本技術的顯著進步和突出特點是本技術克服了現有技術的局限，利用塑膠材料難以自然降解的特性，經過專門設計實現防風固沙功效。其目的是提供一種更加科學合理的、無需使用專門的輔助設備、技能、操作簡單、又能夠平衡解決沙漠各類問題、實現持久性固沙的、生態效益和綜合效益顯著的防風固沙裝置。具體包括1、與單一生物防風固沙技術相比，可以適用一切尤其是在沙漠深處，不受鹽鹼、積溫、水源供給、病、蟲、鼠害、野生動物的侵害和自然氣候惡劣等條件的限制、固沙顯效直接、無需養護管理；2、與現有的工程固沙與防沙壩技術以及鋪覆技術相比，無需工程機械施工，投入少，實施便利，推廣應用方便；3、與現有的防風固沙技術中的草方格、防沙網障技術相比，因為本技術中固沙板強度大，因此無需考慮透風性與透沙性的權衡問題。本技術無需任何安裝技術、基本無需再更換，結構簡單、操作簡便，也不需要任何其他工具設備，無需在流動的沙丘上挖槽開溝，也無需固定 樁，只需直接手工楔入沙土中，省工省力，獨自完成防風固沙工作，無需後期更新維護投入，可以長期使用達數十年甚至更久，由於其降解的速度遠遠反超於整體惡化的速度，因此更便於向沙漠深處實施延展，擴張和保護可利用土地；4、由於將現有的立面網式結構改變為一體化板式結構，單位面積抗風沙強度顯著增強、抗老化程度與現有技術相比提高數十倍以上，利用周期比塑料防沙網障顯著提高，且綜合投入成本則比塑料防沙網障裝置和攔沙壩工程更低，年平均每平方米投入不足0.5元，持久發揮固沙作用；5、本技術由於設計為上下一體的板式結構，加之在擋沙板的下端設計為帶有梢度的齒，因此固沙板可以輕易楔入流沙中，隨即自然產生支撐力，因此可以無需固定樁、支撐架等輔助設施加固，即使針對遇到沙埋、掏蝕這個難以克服和解決的狀況，也比現有技術中的透風型防沙障更容易解決，遇到極端氣候造成的沙埋嚴重的情況時，只需想上提拉一點，而遇到掏蝕嚴重時，只需向沙土深處按下一點，如此，即可持久性地將大面積流動的沙體分割控制在狹小的範圍內，從而實現真正意義上的固沙；6、由於本技術中有設計為相對閉合或波紋形不透風型結構，增大了波紋形擾動氣流的迴路，向格框的中心給力，也在一定程度上消弭沙埋和掏蝕的大面積產生的作用力；7、由於本技術特殊的一體式的榫卯結構和立體的波紋設計會產生的縱、橫方向的和與沙面坡度的垂直方向的三維應力，增加了與沙土水平方向的阻抗強度，也使固沙板圍成的格框不易遭到破壞；8、將現有技術的網狀式結構改造為直板上下一體化的板式結構，不僅僅是解決了結構簡單堅固、強度大為提高、操作簡便易行、無需後期維護、使用周期更為持久等問題，且與其他技術不相衝突，具有較好的生物相容性，也為固沙和實施滴灌、風沙育草等恢復退化植被工作的同步進行，使生物固沙的生態效益和由此產生的經濟效益直接聯繫起來，同時，為將防風固沙從草場、林地、道路和生活區的附近地區向沙漠深處延伸和拓展提供了現實的可行性，更大面積推廣和治沙後的再行綜合開發利用，變沙進人退為人逼沙退，封沙造地，待生物固沙完全發揮作用時，只需將固沙板直接從沙土中抽出即可，有利於保護生態環境，拓展、擴大和保護耕地。即使在後續的生物固沙發揮作用後，拆除下來的擋沙板也還可以重複再循環利用，綜合效益顯著；8、由於擋沙板依託滑槽可以按照實際需要，針對區段性出現的沙埋、掏蝕的類型分別進行向上提起或按下動作，使擋沙板上沿始終可以保持高於沙面以上，不僅為解決沙埋、掏蝕提供了合理的、平衡的解決方案，還可以將流沙持久地固定控制在幾何形格框狹小的範圍之內。因此，大面積地推廣可以達到永久性固沙的目的；9、由於可以在沙漠深處持久性發揮固沙作用，維護成本低下，不僅增加了沙土表面的粗糙度、降低風速，使沙土在風力作用下，對沙體大面積流動實施有效的分解和控制，還從源頭上控制大面積沙體流動造成的可利用耕地的損失，改善氣候和生態環境；10、塑膠材料無需特別高級的選擇，即使產生少量的汙染也會被地廣人稀的荒漠所稀釋，不會對人們生活直接產生不良影響，兩權相害取其輕，流動沙丘是千百年自然應力形成的結果，完全徹底地根治也不現實，但是我們可以利用一些手段使其惡化的速度降下來，危害程度減少一些。中國是塑料生產大國，材料易得，一般的有一定硬度回收的酚醛塑料均可，減少白色汙染，變廢為寶，製造工藝簡單，成本低廉。


本發明所附各圖均為以矩形狀態為例所呈現的結構示意圖，蜂窩形、三角形、菱形及其他狀態圖和各種榫卯結構的俯視圖示例省略。圖I是本技術隱樁型的結構示意圖。圖2是本技術無柱樁拼對型的結構示意圖。 圖3是本技術無柱樁拼對型波紋款的結構示意圖。
具體實施例方式本技術使用時，無需開溝挖槽和其他輔助固定裝置，只需將本技術中固沙板帶齒的一邊朝下，將凸稜端頭與高出沙面的擋沙板的滑槽導軌鉚合，直接楔入沙土中，通過固沙板與柱樁、固沙板的榫卯銜接和拼對連結，圍成一定面積的幾何形網格狀即可，擋沙板上沿以高出沙土面10 30釐米為宜。
權利要求
1. 一種簡易防風固沙裝置，其特徵是裝置所使用的整體材料是用具有一定強度的塑膠材料、巖棉板、玻璃纖維等抗老化材料製成的，在柱樁與擋沙板(I)、擋沙板(I)與擋沙板(I)之間的側垂立端、立面上有可以進行榫卯型縱橫連結的幾何形凸稜端頭(2)和滑槽導軌(3)，柱樁、擋沙板⑴上的凸稜端頭⑵與滑槽導軌(3)連結，可以圍成幾何形格框，凸稜端頭(2)與滑槽導軌(3)之間有一定的漲縮間隙，依託凸稜端頭(2)和滑槽導軌(3)，柱樁與擋沙板(I)、擋沙板(I)與擋沙板(I)可以進行上下滑動，在柱樁和擋沙板(I)的下端有帶有梢度的錐或齒(4)，有顯樁型、隱樁型、無柱樁榫卯連結型和無樁拼對型四種形式以及前述形式的波紋款，在顯樁型形式下，柱樁的長度大於擋沙板的寬度，在隱樁形式下擋沙板兩端的齒(5)長於其之間的齒，波紋款的擋沙板側立面上有增加擾動氣流的立體的幾何形紋路出)。
全文摘要
本發明公開了一種防風固沙裝置。本技術可由塑膠、巖棉板、玻璃纖維等耐腐材料製成，列舉出各種形式、狀態的組合。使用時，無需開溝挖槽和其他輔助固定裝置，只需將本技術中固沙板帶齒的一邊朝下，將凸稜端頭與高出沙面的擋沙板的滑槽導軌鉚合，直接楔入沙土中，通過固沙板與柱樁、固沙板的榫卯銜接和拼對連結，圍成一定面積的幾何形網格狀即可。製造工藝簡單，經久耐用。可在沙漠深處使用，保護生態環境，擴張可利用土地。
文檔編號E02D3/00GK102677648SQ20121014402
公開日2012年9月19日 申請日期2012年4月27日 優先權日2012年4月27日
發明者葛南生 申請人:葛南生