草方格沙障铺设车输料装置及其拢草机构分析

针对以散草为原料铺设草方格沙障存在空隙的问题,提出了一种草方格沙障铺设车。阐述了该铺设车的整体设计和作业流程,对输料装置进行结构设计和工作过程分析,对该装置的拢草机构进行运动学分析和仿真分析。结果表明:拢草机构的运动满足设计要求,同时给了一组工作参数,以转速为95 r/min为例,水平方向齿尖位置在90 mm左右时,其速度约为310 mm/s,超过传送带输送速度,由此点作为工作切入点,扒齿有效工作距离约为180 mm,在水平位移约为4 mm时,竖直位移大于7 mm,满足预期工作要求。

高立式芦苇沙障打捆成栅机的设计与试验

针对风沙区铁路安全运行中高立式芦苇沙障生产人工效率低、劳动强度大、制造成本高、操作工序多、工作环境恶劣等问题和对芦苇沙障成栅工艺流程研究的基础上,设计了高立式芦苇沙障打捆成栅机。通过对关键作业部件进行设计选型,确定了喂料机构、铁丝推送机构、打捆拧丝机构的结构,并采用理论分析、Workbench仿真方法对喂料弧片、送丝摇臂与拧丝虎口等关键零件参数进行了设计与分析。为提高作业性能,以芦苇束紧实度、芦苇破损率和单束打捆作业时间为评价指标,以铁丝推送长度、拧丝虎口转速为影响因素,进行了高立式芦苇沙障打捆优化实验,利用Design-Expert V8.0.6.1软件,构建关于评价指标与影响因素间的回归模型,确定最优参数组合为:拧丝虎口转速1297r/min、送丝距离372mm。样机验证试验结果表明:高立式芦苇沙障打捆成栅机具有较强的物料适应性,在优化参数组合下,通过试验验证了设计的正确性和合理性。上述研究成果丰富了高立式芦苇沙障打捆成栅技术,也为整秆打捆成栅机械的设计提供参考依据。

乌珠穆沁沙地聚乳酸纤维沙袋沙障地表蚀积特征

沙障的蚀积特征对其发挥防护作用具有重要影响。为探究聚乳酸纤维(polylactic acid fiber,PLA)沙袋沙障对乌珠穆沁沙地沙化治理的效果,设置0.5 m×0.5 m、1.0 m×1.0 m、2.0 m×2.0 m和3.0 m×3.0 m共4种规格的聚乳酸纤维沙袋沙障,采用悬测法测量障格内部凹曲面形态,并分析不同规格沙障内部凹曲面的形态特征、蚀积效应。结果表明,沙障凹曲面中心风蚀深度随沙障规格的增大由5.17 cm增加到21.23 cm,而堆积强度随沙障规格的增大由3.86 g·cm^(-3)降至0.42 g·cm^(-3),障格内由堆积变为风蚀;蚀积系数稳定在1/9~1/8,随沙障规格的增大蚀积系数逐渐减小;障格内风蚀最深点随主风向偏移,障格内与主风向一致的方位风蚀量更大,剖面曲线开口更大;坡顶处凹曲面拟合效果大于坡中和坡底。综上所述,在乌珠穆沁沙地内,风蚀多发生在西北-东南和西-东方向上,且坡顶处形成的凹曲面较稳定,该地区适合布设2.0 m×2.0 m规格PLA沙障,研究结果为PLA沙障在乌珠穆沁沙地防沙工程中的合理应用提供了科学参考。

草方格铺设机械发展现状与展望

荒漠化是全球重大环境问题之一,我国荒漠化土地面积达257.37万km 2,严重影响我国生态文明建设。早在20世纪60年代我国开始引进草方格技术进行荒漠化治理,但人工铺设草方格沙障效率低下且质量无法保证。随着“国家863计划”的实施,我国治沙道路由机械化铺设草方格逐渐代替人工,而草方格铺设机械的不断研发,一定程度上延缓了我国荒漠化的速度,但工作环境恶劣、铺草成本较高等问题使得草方格铺设机械难以大规模推广使用。为进一步提高治沙作业效率和质量,满足荒漠化治理的需求,草方格铺设机械发展趋势已向着自动化、智能化、多功能化、结构优化和机器人化发展。

不同带间距固沙林带间植被与土壤特性变化

在科尔沁沙地敖汉旗沙区,通过评估不同带间距低覆盖度固沙林对土壤及植被的影响,旨在提出更适宜当地条件的带间植被恢复与土壤发育的配置结构模式,为科尔沁沙地人工造林提供科学依据。对3种不同带间距的赤峰杨固沙林带间植被群落多样性、土壤理化性质及其相关性进行了研究。结果表明:不同带间距赤峰杨固沙林带间植被与土壤恢复有明显影响,植被恢复与土壤恢复是相辅相成的。(1)在调查的3种不同带间距的行带式固沙林中,随着带间距的增加,带间植被的物种多样性呈增加趋势,各物种多样性指数的变化趋势比较为:带间距25 m>16 m>10 m>等株距对照样地;(2)土壤含水量、孔隙度及土壤养分(有机碳、碱解氮、速效磷、速效钾)含量比较为:带间距25m>16m>10m>等株距对照样地;土壤容重比较为:带间距25 m<16 m<10 m<等株距对照样地;(3)在不同带间距赤峰杨固沙林中,土壤发育和植被恢复是相互促进的,物种多样性指数与土壤的各项理化性质存在不同程度的显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关,但与速效钾的相关性不显著。低覆盖度赤峰杨固沙林带间距的大小对带间土壤理化性质、植被恢复有明显的影响,增大带间距,能有效促进土壤发育、促进带间植被生长,25m的带间距,更有利于土壤的发育和带间草本植被生长。

风滚植物高立式沙障防风效应研究

“风滚”扩散是植物种子传播与个体扩张的重要形式,具有重要生态学意义。草地、沙地均存在大量的风滚植物,冬春季在气流作用下运动并堆停在各种障碍物周围,其中,网围栏拦截形成风滚植物障体较为常见,此类障体对过境风沙也会产生明显的阻挡作用。为探究风滚植物障体的防风效应,本研究模拟了网围栏拦截不同数量的风滚植物,设计了具有密、中、疏3种疏透度的风滚植物高立式沙障(障高H为1 m),通过野外试验研究了防风效能、风沙动力学粗糙度及风速流场特征,并探索了高度、疏透度等沙障工程参数对防风效益的影响,为防沙治沙新方法与新技术应用提供参考。结果表明(:1)风滚植物高立式沙障能够影响周边风场特征,可影响至障后7 H距离、0~90 cm高度范围(;2)密、中、疏3种沙障均能够显著降低过境风速强度,具有较好的防风效能。3种沙障风速最小值均出现在障后3 H距离处,但随着疏透度的减小,沙障防风效能呈现增加的趋势,防风效能最高值出现在密型沙障后10 cm处,可达到50%。(3)密、中、疏3种沙障均能够增加地表粗糙度,3种沙障整体上呈现密型>中型>疏型的趋势,粗糙度最大值出现在密型沙障,可达2.97 cm。风滚植物高立式沙障能有效对过境风速产生影响,具有很好的防风效应,能够为防沙治沙应用提供参考。

荒漠化治理林草自动种植车

我国深受荒漠化影响,众多人口遭受其害,风沙危害也日益严重。为解决这些问题,设计了一种荒漠化治理林草自动种植车。该装置的核心是行走车体,其上巧妙设置了挖洞机构、平移机构、出料机构、取料与放料机构以及填埋机构等部分。该种植车可全自动开展荒漠化治理工作,不仅能解放大量劳动力,还能节省劳动成本;同时,能合理利用水资源,提高树苗的存活率;此外,该装置能植树造林,有效缓解土地沙漠化。

浅谈土地沙化原因及林业防沙治沙路径

随着社会经济的迅速增长和人口的增加,土地资源的消耗不断加剧,导致了日益严重的土地压力。不合理的土地使用和快速的经济扩张,加之林业的过度开发,造成了自然环境的破坏。这些人为和自然因素的叠加效应,导致了我国严重的土地沙化问题,对人们的日常生活产生了负面影响。因此,本文论述了土地沙化的现状和危害,分析了沙化形成的原因,并提出了包括扩大植被覆盖、科学固定沙丘、加强植树造林和严厉整治环境破坏行为等有效的治沙防沙措施,旨在有效地解决土地沙化问题。

不同带间距对沙区河岸固沙林带的带间土壤水分和植被群落特征的影响

[目的]黄河沿岸地带是水土流失最严重的地区之一。研究沙区河岸固沙林带不同带间距下的土壤水分和植被群落特征,确定最优配置模式下的带间距,为建设沙区河岸固沙林带行带式造林提供依据。[方法]以内蒙古自治区鄂尔多斯市达拉特旗西柳沟不同带间距行带式固沙林为研究对象,对带间距8,16,22,28m的固沙林样地进行土壤取样和植被调查,统计不同带间距固沙林带的带间土壤物理性质以及植被群落特征,并分析土壤水分与植被间的相关性。[结果]①不同行带式固沙林中的土壤水分与植被指数整体上均随带间距增大而提升。②各样地带间0—100cm范围内不同土层土壤水分也随水平间距增加而升高,至11m后变化趋于稳定。③各样地带间土壤水分均与植被指数大体呈极显著正相关,但均匀度指数与丰富度指数有所差异。带间距越大,植被恢复效果越好,带间距22m时约达峰值。[结论]以低覆盖度行带式固沙林进行沙地治理时,植被恢复效果随带间距增大而增长,但带间距并非越宽越好。22m带间距的行带式固沙林带间植被恢复效应最佳,对沙地的近自然修复效果最优。

内蒙古草原煤矿区排土场不同规格树枝沙障的防风效益

为探究草原煤矿区排土场边坡不同规格机械沙障的防风效益,以排土场边坡设置的树枝沙障为研究对象,对不同规格(0.5 m×0.5 m、1.0 m×1.0 m、1.5 m×1.5 m)高度为30 cm的树枝沙障内不同高度(10、20、30、50、200 cm)的风速进行测定,同时以未铺设沙障的边坡作为对照,比较分析3种规格沙障防风效能、空气动力学粗糙度和风速廓线特征。研究表明,3种规格沙障的防风效能表现为0.5 m×0.5 m>1.0 m×1.0 m>1.5 m×1.5 m,且均在10 cm高度处防风效能最为显著,其防风效能随着高度的增加呈减小趋势;空气动力学粗糙度和摩阻风速均表现为0.5 m×0.5 m>1.0 m×1.0 m>1.5 m×1.5 m>对照;不同沙障的风速廓线在50 cm高度内均呈现出不规则的“S”形曲线变化特征,50 cm高度以上风速廓线与对照相似。结果显示0.5 m×0.5 m树枝沙障防风效益最好,可有效改善近地表土壤风蚀情况,建议在草原煤矿区排土场推广设置。

“防沙治沙”专栏特别策划

中国是世界上荒漠化面积最大、受影响人口最多、风沙危害最重的国家之一。西起塔克拉玛干沙漠、东至呼伦贝尔沙地的万里风沙带横亘于北疆,这里是我国荒漠化和沙化土地集中分布的地区,是防沙治沙和荒漠化防治的攻坚克难之地,同时也是拓展我国林草生态建设空间的主要区域。

基于空气动力学的沙袋沙障气流场模拟

以空气动力学为理论基础,借助流体力学软件Fluent,对不同规格沙袋沙障近地表气流、风速廓线和防风效能等进行了模拟分析.结果表明:各监测断面风速廓线在距地表高度h≤0.5m时,变化差异较小;在h=0.5～2.0m高度范围内,风速呈递减趋势.近地表气流出现3个明显分区:加速上升区,低速下沉区和低速回流区,分别位于沙障防护工程的前上方、防护区上方和障格内.在低速回流区形成两个水平轴涡流,涡流中心流速最小.h=0.5m处成为沙袋沙障的风速分界点,h=0～0.5m时,沙障高度是风速主要影响因素;h=0.5～2.0m时,沙障规格是风速主要影响因素,2m×2m规格沙障效益显著.

塔里木沙漠公路灌木固沙带的防护效应

Due to interference of vegetation by experiment in wind tunnel and observation in field,the boundary layer is divided into 2 sublayers approximately at the vegetation height.As for the vertical wind gradient,it changes disorderly in rough sublayer of the lower and changes regularly in inertial sublayer of the upper varying with vegetation characteristics.Erosion rate increases exponentially with vegetation coverage reduction.The establishment of shrub shelterbelt along Tarim Desert Highway made obvious effects not only on wind preventing and sand binding,but also on microclimate.Compared with mobile dune,air temperature is higher in summer and lower in autumn,while relative moisture is higher,and evaporation and soil temperature lower in the shrub shelterbelt.

丰宁县林业生态工程建设及在防风固沙中的应用

河北省丰宁满族自治县是我国北方的一个重点生态县,近年来致力于林业生态工程建设,以应对该地区日益加剧的风沙侵蚀问题。为给推动丰宁县林业生态工程建设高质量发展提供理论依据,探讨了丰宁县林业生态工程建设现状,分析其在防风固沙方面的应用与实际效果,并指出林业生态工程建设中仍存在的问题,并提出相应对策。

河西绿洲边缘积沙带的生态意义

半个多世纪的防沙治沙,在甘肃河西绿洲边缘上风向形成了一条积沙带。积沙带作为防沙治沙的副产物,具有怎样的生态功能,有何生态意义?通过全面考察河西绿洲边缘积沙带并运用21个样点资料进行了分析。结果表明:1)积沙带作为绿洲边缘防沙固沙的副产物,其自身也具有防风阻沙的功能,积沙带的形成有利于绿洲边缘的防风阻沙。2)高度是表征积沙带防御风的功能的一个重要指标,积沙带越是高大,防御风的范围就越大。3)目前,河西绿洲边缘积沙带处于发育状态。只要控制了积沙带就能有效控制流沙侵入农田。今后应将绿洲边缘防沙治沙的重点放在积沙带上,尤其是积沙带的沙脊线上,而对荒漠-绿洲过渡带(阻沙带)实行封育,无需采取其他投入措施,这样就可以大面积压缩实施人工措施的范围,大大降低防沙治沙的资金投入,提高防沙治沙的投资效益。

新疆生产建设兵团沙化土地治理成效及对策

新疆生产建设兵团分布在塔克拉玛干沙漠和古尔班通古特沙漠周边区域,是我国沙化危害最严重的地区。文中在分析新疆生产建设兵团自然概况、沙化土地现状及特点的基础上,总结兵团团场多年来防沙治沙成效,剖析工程建设中存在的问题,提出符合兵团实际的治沙思路:1)在绿洲内部,以绿洲为核心,改造和完善农田防护林体系,推广节水灌溉技术,建设高效经济型林草业;2)在绿洲与沙漠、戈壁交错分布地带,以保护现有植被为前提,以生物措施为主,配套工程措施进行综合治理;3)在绿洲外围沙漠及戈壁,以减少人为破坏、维持生态现状为主;4)采取营造林、封禁保护、非生物工程治理、草地治理、节水灌溉等措施修复沙区植被,防止土地沙化,确保兵团防沙治沙取得实效,促进兵团社会经济可持续发展。

榆林市林业生态环境保护问题与对策

近年来,陕西省榆林市林业生态环境保护形势严峻,急需多措并举、综合施策。为推动区域林业生态环境保护和高质量发展,系统剖析了榆林市林业生态环境保护存在的植被恢复成效不稳固、现代林业技术应用滞后、造林树种选择不当、林业病虫害防控能力不足等问题,并提出了强化科技驱动的植被重建技术推广、推进智能化与机械化林业技术革新、优化造林树种选择、健全林业病虫害综合防治体系等对策。

多边形草沙障防风效果研究

为了解正三角形、正方形和正六边形格状草沙障的防风固沙能力,通过测定沙障样地内不同高度风速,针对单个网格面积为1 m2的3种沙障,对沙障的防风效能、风速廓线特征和地表粗糙度进行研究。结果表明,正三角形和正六边形沙障的防风效能显著大于正方形沙障。高度为0.2 m时,正方形沙障的防风效能比三角形和六边形沙障分别低12%和8%,高度为0.3 m时,分别低11%和10%。0.2~0.3 m高度范围内,三角形沙障和六边形沙障的防风效能差异不显著。风速小于6 m/s时,地表粗糙度随风速变化接近线性变化规律。裸露地表1 m高处,风速为4 m/s时,裸露地表粗糙度为0.166 cm,三角形沙障、正方形沙障和六边形沙障的地表粗糙度分别为11.5、9.3和10.4 cm,分别为裸露地表粗糙度的69.3、56和62.7倍。三角形沙障的地表粗糙度比正方形沙障和六边形沙障的地表粗糙度分别高23.7%和10.5%。铺设三角形沙障的地表粗糙度最大。

高立式格状沙障防风效益

针对在风沙危害严重地区,半隐蔽式格状沙障容易遭沙埋,且其防护年限短等问题,提出了一种新型的防沙措施——高立式格状沙障(高1m,长×宽=8m×8m),并对该沙障的防风效益进行了观测。结果表明:(1)高立式格状沙障对风速具有显著削弱作用;且越接近地表,风速被削弱的程度越大;沙障内5个观测点2m高处风速平均减弱了33.0%,而0.2m高处风速平均减弱了81.5%。(2)高立式格状沙障使沙障顶部高度(1m)以下的风速廓线偏离对数曲线;沙障顶部以上风速和高度继续呈对数关系,且风速梯度明显大于对照点。(3)高立式格状沙障使地表粗糙度增大了44倍。

行带式固沙林带间植被恢复及土壤养分变化研究

通过植被和土壤调查,研究了赤峰市敖汉旗不同带间距离的行带式人工林带间植被恢复及不同恢复年限土壤养分变化的差异,从而阐明行带式固沙林对带间植被自然恢复和土壤发育的促进作用。结果表明:(1)行带式杨树人工林带能够明显地促进带间植被恢复与土壤发育;(2)带间距离的宽窄影响植被恢复及土壤发育效果为:带间距24m>带间距18m>带间距12m;(3)不同带间距对物种的生态位宽度有重要影响;(4)林带间的植被恢复效果符合高斯模型,根据高斯模型推算出当带间距介于28～40m时,林带将最大程度地发挥对带间植被恢复的促进作用。