机械防沙体系防沙功能的衰退过程

作为一种十分有效的防治流沙的方法,机械防沙体系在防止风沙前移显示出很大的优越性,其目的就是要把流沙滞留在体系内,体系在发挥其功能的同时也是逐步丧失其功能的过程。在平坦地形条件下,草方格沙障积沙是从前沿向纵深发展的。在复杂地形地貌条件下,流沙的堆积具有不平衡性,且积沙形式多样。无论积沙形式如何,都有整体向前推进的趋势。阻沙栅栏的积沙形式因材料及孔隙度的大小而异,阻沙栅栏在初期时,可以拦截较多的沙量(75%),草方格固沙带只承担25%的积沙量,随着时间推移,阻沙栅栏的效益逐渐降低,草方格固沙带则要承担较多的积沙量。从阻滞的沙量来看,一道栅栏阻拦的沙量至少等于40行草方格滞留的沙量,在工程实践中应优先考虑栅栏的应用。

草方格沙障尺寸分析的简单模型

针对草方格沙障防护区域内流场的特点 ,提出一个单排理想涡列模型 ,用以模拟实际风沙流场。在此基础上 ,利用流体力学的分析方法 ,给出了与目前工程实际所建议的尺寸比较吻合的草方格沙障间距 (或草方格边长 )与出露草头高度的对应关系。

敦煌莫高窟顶风沙综合防护体系固沙效应的数值模拟

结合中尺度大气模式MM5和Shao的风蚀起沙方案,对敦煌莫高窟顶灌木林带和草方格沙障的固沙效应进行数值模拟研究。结果表明:灌木林带的建立,使其地表风蚀起沙的临界摩擦速度(ut)达到1.15m/s,是林带建立前的4.1倍,地表的顺风向沙粒通量(Q)和垂直尘粒通量(F)均减小为0,完全抑制了地表风蚀起沙;草方格沙障的设置,使ut达到0.53m/s,为设置前的1.9倍,Q和F分别减少约3/5和7/8,固沙效果非常明显。一般情况下,ut不会大于1.0m/s,充分说明灌木林带比草方格具有更强的固沙效果。MM5模拟的摩擦速度和观测的摩擦速度在变化趋势上呈较好的线性相关,相关系数达0.8以上,说明MM5对该区域摩擦速度的模拟结果可靠。

古尔班通古特沙漠草方格沙障对土壤养分的影响

以古尔班通古特沙漠引水工程沿线草方格沙障设置区域为研究对象,分析了不同铺设年限草方格沙障对表层土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾的影响。结果表明,铺设草方格沙障可提高土壤有机质、速效氮、速效钾的含量,其中速效氮和速效钾含量增加趋势最显著(P<0.05),但对速效磷含量影响不显著(P>0.05)。土壤养分含量随草方格沙障铺设时间延长而逐渐增加,但达到一定阶段后趋于平缓。本研究结果说明,草方格沙障对土壤定向培育呈现为正向反馈,为采用草方格促进工程沿线生态恢复和重建提供了理论支撑。

太中银铁路典型路段防沙体系及其防护效果试验研究

针对太中银铁路受风沙危害日益严重的情况,根据因地制宜、因害设防等原则,以其中沙害最严重的定银线上K1 563＋500—K1 566＋850区段为试验段,在该区段内开展先设立复式阻沙栅栏、草方格及尼龙格状固沙网等工程治沙措施,后种植树（草）的防沙体系及其防护效果的试验研究.结果表明：阻沙栅栏的阻沙率随风速的增大而降低,平均阻沙率为81.1％;采取阻沙栅栏与尼龙格状固沙网相结合的综合阻沙固沙措施,不但能进一步提高阻沙率（平均为92.8％）,还能扩大积沙沉积的范围,且延长阻沙栅栏的使用寿命;采用草方格沙障措施可使地表粗糙度增加109倍,近地表风速降低45％～60％,流动沙面被固定;在工程治沙措施的保护下,区段内植被覆盖度提高了10～15倍,形成植物防沙体系,有效治理了铁路沙害.

防风固沙草方格铺设机器人通过性研究

在沙漠沙土物理性能试验的基础上,对轮胎与沙土相互作用力进行计算,得到沙漠牵引车在行驶过程中产生的驱动力,进行了纵向铺草机构滚轮压草阻力试验,依据汽车地面力学理论对草方格铺设机器人的通过性进行了研究,结果表明所设计的机器人在沙漠中具有良好的通过性。

PLC在草方格铺设机器人控制系统中的应用

在详细阐述了铺设草方格工作原理和工艺流程下,选择了PLC作为控制核心,并根据工作要求给出了软硬件的设计与实现方案,及对车用测距雷达进行改造实现横向自动调节功能的方法,经过现场试验证明了该系统是一套综合、高效的控制系统。它对PLC在机器人上的应用具有一定的指导意义和参考价值。

草方格铺设机器人虚拟样机建模及平顺性分析

该文在基于Pro/E的草方格铺设机器人设计基础上,把Pro/E模型通过接口传到ADAMS软件中建立了草方格铺设机器人虚拟样机,讨论了虚拟样机建模中的流体系统建模、控制系统建模和工作环境建模问题,进行了机器人平顺性评价的虚拟试验,通过与相同实验情况下实际机器人道路试验相比较,验证了草方格铺设机器人虚拟样机具有较高的精度和可信度.

青海湖防沙治沙工程措施区沙土粒度特征

对青海湖沙区克土及沙岛的固沙草方格进行了调查、采样及样品分析.初步结果显示,克土-草方格区,0～30 cm,平均粒径为1.71(Φ),标准偏差平均值为0.68(Φ),平均偏度为-0.12(Φ),峰度平均值为1.18(Φ);30～50 cm,沙粒平均粒径为1.74(Φ),标准偏差平均值为0.85(Φ),平均偏度为-0.06(Φ),平均峰度值为0.98(Φ).沙岛-草方格内:0～30 cm,沙粒的平均粒径为2.22(Φ),标准偏差的平均值为1.13(Φ),平均偏度值为-0.10(Φ),平均峰度值为1.02(Φ);30～50 cm,平均粒径为2.22(Φ),标准偏差平均值为1.08(Φ),平均偏度值为-0.08(Φ),平均峰度值为0.99(Φ),属于中等峰态.

防风固沙草方格铺设机器人剪切结构的设计

在沙漠中铺设草方格是防风固沙的有效手段,草方格铺设装置是自动高效铺设草方格的设备。剪切机构是草方格端设装置中一个重要的组成部分,它的功能直接影响装置的运行。本文针对草方格铺设装置所要完成的任务,设计出一套既适合工作环境,又能完成剪切任务的新型机构。

古尔班通古特沙漠2种典型固沙措施的生态恢复效应

草方格和草方格-人工林综合防护措施是荒漠区风沙危害防治和生态恢复的重要措施,以古尔班通古特沙漠建植的草方格和草方格-人工林综合防护措施区为研究对象,相邻自然沙垄为对照,通过调查和计算植物多样性指数、丰富度和多度,测定土壤养分指标,对比分析了2种措施的生态恢复效应。结果表明:1)草方格和草方格-人工林综合防护措施实施后,植物多度由裸沙地分别恢复至22株和87株,物种丰富度分别达到了19和26,科数分别达到了9科和12科;草方格样地内土壤养分各指标值除有效P、全N、有机质低于自然沙垄外,全P、全K、有效N、速效K均基本恢复至自然沙垄水平,草方格-人工林样地内除全K含量与自然沙垄基本一致,其余指标均极显著高于(P<0.01)自然沙垄。2)植物多度、丰富度、多样性指数均表现为草方格-人工林样地>草方格样地,且前者群落生活型结构比后者更复杂,演替速度也更快。3)人工林建植产生的灌丛“肥岛”效应,使得草方格-人工林样地内土壤养分含量显著提升,土壤养分各指标的富集率除全K与草方格样地基本一致外,有效P、全N、有机质、全P、有效N、速效K均高于草方格样地。综上所述,在古尔班通古特沙漠工程扰动区,采取草方格-人工林综合防护措施比仅采用草方格措施更有利于生态恢复。

荒漠化地区水土保持防治措施研究

本文根据荒漠化地区造成的水土流失的特点,分析荒漠化地区水土保持防治分区和防治措施体系布局的情况,结合近年来防沙治沙经验,总结荒漠化地区特有的水土保持措施,如草方格沙障、土工格栅沙障和土壤凝结剂沙障,并对其使用方法、防治特点和性能指标进行综合分析比较,以期为减少工程建设对荒漠化地区生态环境的扰动和水土保持措施的合理布设提供指导。

一种基于物联网技术的智能草方格铺设车的设计

目前,沙漠化治理主要采用铺设草方格防风固沙,再栽种植被,实现沙土涵养固结,抑制沙化扩张。为解决现有草方格铺设中的成本高、工作效率低、自动化程度低、人力需求大等问题,拟设计了一种基于物联网技术的智能草方格铺设车。其主要机械机构包括:行进机构、输草机构、断草机构和轧草机构。同时,控制系统为其赋予智能化能力。铺设车以提高工作效率,减轻人力劳动,保证铺设质量为设计目的,力图做到结构可靠、操作方便,满足不同工况下的铺设任务,助力沙漠生态修复进程。

一种自动化草方格沙障铺设装置

草方格在防风固沙、涵养水分等方面优势突出,对防治土地荒漠化有奇效,但是现有草方格铺设装置存在运行人力成本高、操作烦琐、环境适应性差和设备昂贵等不足。该课题提出研发一种易于单人操控的自动草方格铺设机械装置,该装置主要包括机体框架、草料输送与切断、挤压装置和电控等模块。其中,机体框架采用克里斯蒂悬挂减震结构,双电机驱动履带动力设计,利用输料电机带动滚筒旋转及导料槽导向实现草料铺设,通过步进电机驱动同步带及圆盘锯等结构实现草料切割,采用伞齿轮滚珠丝杆升降机构,完成草料埋入动作,以及控制草料埋入深度。实践证明,该装置不仅能降低人力成本和劳动强度,且装置结构简单,制造成本低,可靠易维护,市场应用前景广阔。

利用作物秸秆扎设草方格沙障保护输电线路基础

根据750kV白宁Ⅵ标段所处区域的特点,从秸秆种类选择、长度确定、质量要求等方面介绍了输电线路基础草方格沙障扎设工艺的相关细节。草方格沙障既有效地保护了塔基处环境,又确保了输电线路基础免受流沙危害,为该线路长期运行奠定了基础。

基于三维激光扫描技术的草方格沙障内蚀积形态监测

三维激光扫描技术是近年来发展起来的新型空间信息测量技术。本文将三维激光扫描技术引入治沙工程领域,通过实验对草方格沙障内的蚀积微形态变化过程进行了模拟,并应用三维激光扫描仪测定草方格沙障内蚀积变化状态,认为草方格沙障内的蚀积状态,蚀积深度以及由堆积转化为侵蚀的位置等由于坡度等条件的不同而有所差异,从而证明了应用三维激光扫描技术监测微地貌形态变化过程的可行性。同时认为该技术在沙丘移动监测、机械沙障合理设计及防沙治沙效益评估等方面具有独特的优势和广泛的应用前景。但其技术本身和应用方面仍有一些问题亟待解决。