綜合性防風治沙止漠的裝置及方法

2023-05-01 20:45:31

專利名稱：綜合性防風治沙止漠的裝置及方法
技術領域：
本發明涉及綜合防風治沙止漠的技術領域，特別是涉及一種綜合利用植物治沙和
工程治沙技術來治理沙漠的裝置及方法。
背景技術：
沙漠化的要害是氣候乾燥、土地風蝕和沙體流動。目前，人們主要採用植物治沙及 工程治沙的方式來治理沙漠。 植物治沙的主要方法是種草植樹造林。其要點是通過形成植被達到阻擋風沙、固 沙止漠的目的。其缺點之一是這種方法只適用於沙漠邊緣、具有種草植樹條件的場所，無法 深入沙漠腹地和沙源中心，頗有局限性。其缺點之二是形成植被的年限較長，無法在短時間 內發揮防風治沙止漠的作用。其缺點之三是植物治沙是一種被動的治沙方法，往往由於風 沙的主動侵襲，使得已植被之處被沙漠淹埋，植物無法成活而前功盡棄。 工程治沙的主要方法是設置沙障，沙障包括防風牆、防風堤、防風罩、纖維被、地 膜、插乾草(如草方格)等。其要點是利用或(和)削弱近地表的風力，達到阻擋風沙、固 沙止漠的目的。其缺點之一是這種方法往往成本很高(如材料成本高、需重複設置、勞動強 度大等)，難以大範圍推廣。其缺點之二是設置沙障所採用的材料一般是水泥、塑料、瀝青 等，對土地造成汙染。其缺點之三是插乾草等方法，往往無法改善近地表氣候環境(不能阻 止水分的蒸發，不能形成小氣候等)，植物難以成活，天長日久最終失效等等。
綜合來看現有的治沙方法，基本上還停留在固沙和防沙的表面上，還沒有一種有 效的方法能一次性達到如下四個目的1、綜合發揮防風治沙止漠的作用；2、有利於沙漠生 長植物；3、對土壤無汙染；4、成本較低易於大範圍推廣。

發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術的缺陷，提供一種綜合性的防風治沙止漠的 裝置及方法。 為達到本發明的目的，本發明所提供的綜合性的防風治沙止漠的裝置，其包括一 中空的殼體、設置於該殼體四周的通孔，而通孔位於所述殼體的上部；殼體底部可以封閉、 也可以開孔(如篩狀開孔或中間開孔)，殼體底部可為橢球形、也可為略外凸形、也可為內 凹形等形狀。所述的裝置由可降解材料製作，其壁體中設有氣孔，殼體下部的壁體上還橫向 設有細小穿孔。 其中，所述的裝置可由秸稈、稻草、枝條樹葉、垃圾等任一種可降解的材料或者多 種可降解的材料混合發泡壓制而成。 殼體的壁體內設有肥料和保肥劑以及保水劑，殼體的內壁面附著有植物種子，所 述通孔下沿殼體的內壁設有傾斜擋板。 所述的殼體為橢球形、圓球形、圓柱形、圓錐形、方柱形或多稜柱形的任一種。
較優的，所述的殼體成上端和下端圓滑的橢球形。
所述殼體的高度為10CM 300CM，殼體的高度與其最大胸徑之比為1 : 0. 5
1 : 5，殼體的壁體厚度為1CM 30CM，所述的通孔設置於殼體1/2 3/4高度的壁體上。 較優的，殼體的高度為20CM 140CM、殼體的高度與其最大胸徑之比為1 : 0. 6
1 : 3，所述的通孔非對稱的設置於殼體壁體四周。 本發明所提供的綜合性防風治沙止漠的方法，包括如下步驟 步驟1、選定合適的綜合性的防風治沙止漠的裝置； 步驟2、根據需要將多個所述裝置連接成具有一定形狀的裝置群，並使各裝置的通 孔均位於上方； 步驟3、將所述的裝置群埋設在選定沙漠的近地表，即使得裝置群牢固豎立於沙土 之中，而所述裝置的通孔之下的殼體淹埋在沙土表面以下，沙土表面與所述通孔的下沿基 本平齊。 還可以事先在本發明裝置殼體內腔中培育植物幼苗，然後再將植物幼苗連同殼體 一起移植到沙漠中。 其中，可以採用人工埋設、機械鋪設、飛機撒播的任一種方法埋設裝置群；所述裝 置群為多個裝置連接而成的單排結構或為多個裝置連接而成的圓形網格、三角形網格、四 邊形網格任一種網格型結構。 根據沙漠當地幹沙層的厚薄、近地表風力的大小和流沙量的大小來選擇所述裝置 的大小、輕重和形狀。幹沙層薄，選擇小型、輕型和橢球形的裝置；幹沙層厚，選擇大型、重型 裝置連接成單排或網格型的裝置群；近地表風力小，選擇小型、輕型和橢球形的裝置；近地 表風力大，選擇大型、重型裝置連接成單排或網格型的裝置群；流沙量小，選擇底部封閉的 裝置/裝置群；流沙量大，選擇底部開孔的裝置/裝置群。 根據材料的性質來選擇所述裝置的殼璧的厚度，材料纖維含量高韌性好，則殼璧 的厚度可以薄點；材料纖維含量低韌性差，則殼璧的厚度可以厚點。 本發明綜合植物治沙和工程治沙的優點，採用對土壤無汙染且能為自然環境降解 吸收的材料製成的一種中空的壁體上設有通孔的裝置，以工程措施將該裝置設置於沙漠近 地表，充分利用沙漠自然條件(風力、流沙、晝夜溫差等)，使得該裝置在沙漠近地表形成無 數適宜植物生長發育的小氣候環境，促進植物生長和自然生態恢復，最終達到防風治沙止 漠的效果。 本發明突破了現有治沙方法停留在固沙和防沙表面上的局限性，具有可以綜合發 揮防風治沙止漠的作用；有利於植物生長；對土壤無汙染或基本無汙染；成本較低易於大 範圍推廣；可以深入沙漠腹地和沙源中心開展治理等好處。


下面結合附圖和實施例對本發明作出詳細的說明，其中 圖1為本發明裝置較佳實施例立體示意圖； 圖2為本發明裝置較佳實施例的剖視圖； 圖3為本發明裝置較佳實施例使用效果的示意圖； 圖4為本發明單排裝置群的立體示意圖； 圖5、圖6和圖7分別為本發明圓形網格、三角形網格、四邊形網格的裝置群的俯視示意圖。
具體實施例方式
圖1、圖2示出了本發明較佳實施例的基本結構，本實施例提出的綜合性的防風治 沙止漠的裝置，其包括一中空的橢球形(蛋形)殼體1、設置於該殼體四周的通孔2，而通孔 位於殼體1的上部，通孔2下部殼體的內壁設有傾斜擋板5。殼體1由可降解的材料製作， 本實施例中，殼體1由秸稈、稻草、枝條樹葉、垃圾等任一種可降解的材料或者多種可降解 的材料混合發泡壓制而成，其壁體中留有發泡產生的氣孔3，殼體下部的壁體上還橫向設有 細小穿孔4。殼體1的壁體內設有肥料和保肥劑以及保水劑，殼體1的壁體內附著有能在沙 漠中生長的植物種子。 在壁體中設置一定數量的氣孔3和在殼體1下部設置一些細小穿孔4(孔徑以沙 土不容易流出為宜，橫平方向穿孔)，或在殼體1底部開孔，或將殼體1底部適當變薄，可以 增加本裝置的透氣性，以有利於養分交換和小氣候環境的營造，促進植物根系穿透和生長 發育。在殼體l的壁體內附著植物種子，是為了增加種子的數量，以提高植物的成活率。在 殼體l的壁體內添加肥料、保水劑、保肥劑等，可以增加殼體的水肥養護功能。設於通孔2
下沿的傾斜擋板5有利於沙土流入殼體內腔同時又可防止沙土從殼體內腔中流出，以保持 殼體內腔局部流沙的穩定性。 本發明裝置的大小和形狀，是確保防風治沙止漠效果的重要因素。其大小和形狀 的選擇，以裝置施工後在沙漠近地表能達到理想工程狀態為最終依據。 一般殼體1的高度 為10CM 300CM，優選為20CM 140CM ;殼體的高度與其最大胸徑之比為1 : 0. 5 1 : 5， 優選為1 : 0. 6 1 : 3 ;殼體的壁體厚度為1CM 30CM ;通孔2設置於殼體1/2 3/4高 度的壁體上，最好是使得通孔2非對稱的設置於殼體壁體四周。如本實施例中，通孔2採用 三個，即可保證非對稱設置，這樣可以避免風沙直接穿孔而出。風被殼體阻擋，風速下降、再 離開殼體，沙留在殼體內，出去的風力也減弱了，有利於防風和保持殼體內腔局部流沙的穩 定性。通孔2的個數可以根據殼體1的大小或需要選定，如四個、五個等。
本實施例，裝置的殼體的基本形狀為橢球形，在不影響構件整體功能的情況下，殼 體的形狀可以有多種變化。如，殼體的上頂部以光滑橢球形坡頂為主，可以起楞。殼體底 部可以封閉、也可以開孔(如篩狀開孔或中間開孔)。殼體底部可為橢球形、也可為略外凸 形、也可為內凹形等。殼體底部封閉，有利於殼體內腔沉積流沙的穩定。殼底開孔，當流沙 量過大的時候，風力向上提拉殼體，過量的流沙可以從開孔處溢出，避免裝置被過量流沙淹 埋。殼體底部為橢球形，有利於裝置發揮向下鑽沙穩固的作用。殼體底部為略外凸形(類 似"不倒翁")，有利於增強裝置的穩固性。殼體底部為內凹形(類似"窩窩頭")，有利於裝 置穩固，且豐富了殼體內腔的結構，從而增強了裝置的小氣候調節能力。
根據需要殼體1還可以製成其他幾何體形，如，圓球形、圓柱形、圓錐形、方柱形或 多稜柱形等等，除殼體的形體有所變化外，其基本結構和工作原理與橢球形殼體相同。
本發明所述的裝置採用對土壤無汙染的、可降解吸收的材料來製作。為保證殼體 的牢固而且富有韌性，選取原料時要保證原料中纖維物質(如植物纖維)的含量和比例 (纖維物質體積佔比以不小於50%為宜)。原料加工成合適的材料，其加工方法包括鍘切、 碾壓、水浸、搓繩、粉碎、發酵、柔化、攪拌等，根據原料的類型選擇合適的加工方法。合適的
5材料是指材料中纖維物質保留較好，材料攪拌均勻、富有韌性、易於成型等。
本發明的綜合性防風治沙止漠的方法，有如下步驟 步驟1、選定橢球形的綜合性的防風治沙止漠的裝置，如圖1、圖2所示。 步驟2、根據需要將多個裝置連接成具有一定形狀的裝置群，並使各裝置的通孔均
位於上方，如圖4所示。 步驟3、將裝置群埋設在選定沙漠的近地表，即使得裝置群牢固豎立於沙土之中， 而裝置的通孔之下的殼體淹埋在沙土表面以下，沙土表面與通孔的下沿基本平齊，請參閱 圖3。 本方法可以採用人工埋設、機械鋪設或飛機撒播的方法來埋設裝置群。裝置群為 多個裝置連接而成的單排結構(如圖4所示)或為多個裝置連接而成的圓形網格、三角形 網格、四邊形網格任一種網格型結構(如圖5、圖6、圖7所示)。 通常根據沙漠當地幹沙層的厚薄、近地表風力的大小和流沙量的大小來選擇所述 裝置的大小、輕重和形狀。幹沙層薄，選擇小型、輕型和橢球形的裝置；幹沙層厚，選擇大型、 重型裝置連接成單排或網格型的裝置群；近地表風力小，選擇小型、輕型和橢球形的裝置； 近地表風力大，選擇大型、重型裝置連接成單排或網格型的裝置群；流沙量小，選擇底部封 閉的裝置/裝置群；流沙量大，選擇底部開孔的裝置/裝置群。殼體的輕重和殼璧的厚薄以 能獲取的原料而定。由於殼體內腔儲滿沙土之後才發揮作用，殼體內腔裡沙土的重量遠遠 大於殼體自重，因此，殼體的輕重並不是非常重要的因素。 本發明提出的裝置其工作原理風從殼璧的通孔穿過，風力對上頂蓋發揮向上提 拉作用；另外，流沙隨風從通孔進入，風力被壁體阻擋而削弱，流沙則沉降在殼體腔裡，隨著 流沙不斷沉降，重量不斷增加，殼體向沙土中沉降。風產生向上的提拉力和重力產生的沉降 力達到動態平衡，使得本裝置牢固豎立於沙漠的沙土之中，既不被風吹走吹倒吹翻也不被 流沙淹埋。沉降於殼體內腔中的沙土比較穩定，不容易流動，可以發揮護墒保墒、促進殼體 內外植物生長的作用。特別是在壁體上水平不對稱開設通孔，近地表風沙水平通過通孔時， 勢必受到壁體的阻擋，從而發揮削弱近地表風力，加速流沙沉降的作用。殼體下端較為"圓 滑"，有利於殼體發揮鑽沙穩固的作用。殼體相對封閉，只有殼體通孔暴露在外界大氣候中 並參與外界大氣候循環，容易在殼體內部形成利於植物生長的環境小氣候。即利用沙漠晝 夜溫差大的自然特點，白天殼體可以發揮阻止其內腔的水分蒸發、晚上又可發揮收集空氣 中冷凝水的作用。如此循環，在殼體內腔穩定的沙土中，獲得一定的溼潤環境，從而有利於 殼體內的植物發芽生長。如圖3所示，生長的植物6其毛細根可以深入殼體壁內的氣孔3 中或還可以通過壁體上的細小穿孔4深入到沙土7深層而汲取養份，提高成活率；植物6向 上生長穿過殼體上部的通孔2伸展到沙漠的沙土 7之上，從而起到固沙的作用。殼體由對 土壤無汙染、易降解吸收的材料製成，天長日久可以為植物吸收，有些原料(如秸稈)可以 發揮增肥的作用。本發明的裝置在沙漠近地表形成無數適宜植物生長發育的小氣候環境， 促進植物生長和自然生態恢復。多個本發明的裝置群在沙漠近地表埋設好後，作為一個綜 合性的、穩固的整體體系，最終達到防風治沙止漠的綜合效果。 本發明突破了現有治沙方法停留在固沙和防沙表面上的局限性，採用一種兼顧植 物治沙和工程治沙優點以及充分利用沙漠自然條件(風力、流沙、晝夜溫差等)的綜合性治 沙方法，具有可以綜合發揮防風治沙止漠的作用、有利於植物生長、對土壤無汙染、無需重複設置、成本較低易於大範圍推廣、可以深入沙漠腹地和沙源中心開展治理等好處c
權利要求
一種綜合性防風治沙止漠的裝置，其特徵在於，包括一中空的殼體(1)、設置於該殼體四周的通孔(2)，而通孔位於所述殼體的上部；殼體底部可以封閉、也可以開孔；所述的殼體(1)由可降解材料製作，其壁體中設有氣孔(3)，殼體下部的壁體上還橫向設有細小穿孔(4)。
2. 如權利要求l所述的裝置，其特徵在於，所述殼體(1)由秸稈、稻草、枝條樹葉、垃圾等任一種可降解的材料或者多種可降解的材料混合發泡壓制而成。
3. 如權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述殼體(1)的壁體內設有肥料和保肥劑 以及保水劑，殼體的內壁面附著有植物種子，所述通孔(2)下沿殼體的內壁設有傾斜擋板 (5)。
4. 如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述殼體(1)為橢球形、圓球形、圓柱形、圓 錐形、方柱形或多稜柱形的任一種。
5. 如權利要求4所述的裝置，其特徵在於，所述殼體(1)的高度為10CM 300CM、殼體 的高度與其最大胸徑之比為l : 0.5 1 : 5，所述的通孔(2)設置於殼體l/2 3/4高度 的壁體上。
6. 如權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述殼體(1)的高度為20CM 140CM、殼體 的高度與其最大胸徑之比為l : 0.6 1 : 3，所述的通孔(2)非對稱的設置於殼體壁體四 周。
7. —種利用權利要求1所述裝置的綜合性防風治沙止漠的方法，其特徵在於包括如下 步驟步驟1、選定合適的綜合性的防風治沙止漠的裝置；步驟2、根據需要將多個所述的裝置連接成具有一定形狀的裝置群，並使各裝置的通孔 均位於上方；步驟3、將所述的裝置/裝置群埋設在選定沙漠的近地表，即使得裝置/裝置群牢固豎 立於沙土之中，而所述裝置/裝置群的通孔之下的殼體淹埋在沙土表面以下，沙土表面與 所述通孔的下沿基本平齊。
8. 如權利要求7所述的方法，其特徵在於，採用人工埋設、機械鋪設、飛機撒播的任一 種方法進行埋設；所述裝置群為多個裝置連接而成的單排結構或為多個裝置連接而成的圓 形網格、三角形網格、四邊形網格任一種網格型結構。
9. 如權利要求8所述的方法，其特徵在於，根據沙漠當地幹沙層的厚薄、近地表風力 的大小和流沙量的大小來選擇所述裝置的大小、輕重和形狀。幹沙層薄，選擇小型、輕型和 橢球形的裝置；幹沙層厚，選擇大型、重型裝置連接成單排或網格型的裝置群；近地表風力 小，選擇小型、輕型和橢球形的裝置；近地表風力大，選擇大型、重型裝置連接成單排或網格 型的裝置群；流沙量小，選擇底部封閉的裝置/裝置群；流沙量大，選擇底部開孔的裝置/ 裝置群。
10. 如權利要求9所述的方法，其特徵在於，步驟2還包括事先在殼體內腔中培育植物 幼苗，然後再將帶有植物幼苗的殼體移植到沙漠中去。
全文摘要
本發明公開了一種綜合性的防風治沙止漠的裝置，其包括一中空的殼體、設置於該殼體四周的通孔，而通孔位於所述殼體的上部；所述的殼體由可降解材料製作，其壁體中設有氣孔，殼體下部的壁體上還橫向設有細小穿孔。本發明還公開了一種利用上述裝置防風治沙止漠的方法。本發明採用一種兼顧植物治沙和工程治沙優點以及充分利用沙漠自然條件的綜合性治沙方法，具有可以綜合發揮防風治沙止漠的作用、有利於植物生長、對土壤無汙染、成本較低易於大範圍推廣、可以深入沙漠腹地和沙源中心開展治理等好處。
文檔編號E02D3/00GK101748717SQ20091018874
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月4日 優先權日2009年12月4日
發明者熊明寶 申請人:熊明寶