草帘菱形平铺沙障
“大漠孤烟直，长河落日圆。”在这种意境下我们只要耐得住寂寞，就能守得住繁华。
2017年6-8月正值夏季高温，阳光直射，沙面犹如火炉一样炙热。沙尘暴也是肆意侵掠，没有任何物体的防护阻挡，沙子就像流水一般，随着沙尘暴滚滚而来，侵蚀着整个阿拉善地区。所以，开展治沙工艺措施，防止荒漠化的加深是我们这一代人的必要任务，也是中国梦的一部分。我们在阿拉善基地建设中通过摸索研究，制作了各种沙障工艺展示，探索沙障制作要点，摸清不同类型沙障的制作成本，并通过后续的观察来总结沙障的固沙过程及技术要点。
阿拉善基地沙障工艺的研究与示范
1、沙障固沙的原理
沙障固沙方式分为两种，一种是固定式，另一种是积沙式。平铺式沙障和低立式沙障的固沙功能是固定就地流沙，如稻草沙障、黏土沙障、砾石沙障等，高立式沙障不仅能固定就地流沙，还能阻截囤积过境流沙，且高立式沙障的高度越高、障间距越小，期间囤积过境流沙越大。低立式沙障经过一段时间的风蚀和积沙后，就会在障间形成一个稳定的凹曲面。如果用l表示两沙障间的平均坡面的距离，以h cosa表示沙障垂直破面的高度，则将h cosa/l称之为蚀积系数，这个蚀积系数在自然状态下形成一个恒定值。
由于在同一个地区的环境下，沙障的蚀积系数是恒定的。因此，当沙障垂直坡面高度与障间斜距>蚀积系数时，障间只有积沙而无风蚀；当沙障垂直坡面高度与障间斜距之比<蚀积系数时，障间既有积沙又有风蚀。S表示横断面曲面面积，S1、S2表示沙障前后积沙横断面积，S3表示沙障间的风蚀面积，S障表示沙障横断面积，当障间积沙量等于积沙量时，既S1+ S2= S3，则有S曲=h cosa-S障，因此，低立式沙障越高，障间距越小，单位面积上囤积外来的沙量就越大。要想囤积外来沙量就要增加沙障高度和缩小障间距离。
黏土沙障蚀积系数示意图
2、沙障类型
沙障类型主要从治沙目的上出发进行分类，分别为阻沙型、固沙型、输导型三大类。
1）阻沙型，设置在风沙流动性的地方，拦截，阻挡风沙运动。
2）固沙型，设置在大面积的沙丘，沙地，道路两侧，重要基础设施和其他需要保护的地方，固定流沙。
3）输导型，设置在迎风面，路肩外侧，弯曲转折地段，输导风沙流。
阻沙型沙障主要为高立式的沙障，如防护栅栏、树枝编把高立式、稻草高立式等来阻止流沙蔓延。固沙型沙障因材料的不同有很多种，如稻草、麦草、黏土、砾石等低立式或平铺式沙障。然而输导型沙障主要是通过设置沙障的透风系数来控制流沙的疏导量，如建立在沙丘2/3处的沙障，主要作用就是通过削顶来拉平沙丘。
基地主要实施的沙障类型有以下几种：
低立式稻草方格沙障、平铺式稻草带状沙障、玉米稻草低立式方格沙障、玉米稻草平铺式方格沙障、树枝编把低立式方格沙障、草帘菱形平铺沙障、黏土方格沙障、砾石S型沙障、废砖S型沙障、穴盘低立式方格沙障、废酒瓶低立式方格沙障、活体植物沙障。
3、适宜的沙丘类型
一般沙丘高度超过5米以后，则需要做固身削顶，就是在高大沙丘的迎风坡2/3外，也就是下半部设置各类型沙障施工，等上半部在第二年秋季让风力削顶拉平后，再来进行设置压沙。主要采用的沙障类型有稻草、麦草方格沙障。
沙丘在4米到5米以下的背风坡上设置以麦穗状沙障及菱形沙障来降低风速，把所用材料做成长60-70cm，粗10-15cm的草把，然后在沙丘背风圾埋入沙内30-40cm。
在沙障设计区边缘，设置高立式阻沙、积沙带沙障，高度50-80cm左右，挖深20-30cm的沟，把材料均匀地插入在沟中，在基部用秆等填缝，两侧培沙。
4、阿拉善基地沙障制作过程及完成情况展示
（1）以稻草为材料的沙障制作
稻草方格沙障
稻草小方格沙障
稻草带状沙障
稻草把式沙障
（2）其他材料的沙障的制作
沙障制作过程
沙障制作过程
稻草低立式
稻草平铺式
树枝编把方格
草帘平铺菱形
尼龙网沙障
尼龙网沙障
（3）以废旧垃圾为材料的沙障制作
PVC管件沙障
水瓶集水沙障
废酒瓶方格沙障
废旧穴盘方格沙障
（4）以石子、黏土、废砖为材料的沙障制作
废砖平铺S形沙障
砾石平铺S形沙障
黏土方格沙障
（5）沙障整体的治理及示范效果
目前基地受风沙侵蚀的地块已被各类型沙障所固定，植物也能在其中良好的生长。改善效果明显。基地周边出现了蓝天白云。
受风沙侵蚀的基地
被修复后的沙障示范区
（6）大面积的治沙工程展示
高大沙丘治理情况
5、 沙障成本造价
我们通过示范基本摸清了各种类型沙障的制作成本，特别是材料成本的情况 ，依照地形，面积设计沙障后并核算材料。但是会随人工价格和运输距离有细微变化，材料费按照物价基本保持不变。我们通过掌握各种沙障的成本相关参数，目的是为未来的设计和工程提供强有力的技术支持。
沙障各项优缺点分析
1、沙障固沙的优缺点分析
优点：不消耗沙漠地区有限的水资源。又能起到阻截流沙的作用。
缺点：机械沙障与植物相比不能进行光合作用和蒸腾作用，也不能消耗太阳能，在消耗热效应方面不具备植物固沙的功能，因所用的材料不同，可能造成不同程度的污染。还有就是在选择沙障固沙材料时要注意，在考虑成本、寿命、污染等因素的条件下不能忘了材料的比热容，因为沙尘暴形成原因中沙子的比热容起到了很大的作用，沙子在接收阳光时很快温度会上升，热量辐射到大气中，将有利于沙尘暴的形成和加剧。
2、几种常规沙障存在的问题
一般性材料沙障，如稻草、稻草、树枝等铺设的沙障，粗糙度较高，耐风蚀，但是寿命较短。
砾石沙障寿命长，不可风蚀，既可做到稳定持久的发挥固沙效益，又有较强的保水性能，而且对植物的生长发育并无任何不良影响，是理想的治沙材料，但是由于取材条件限制大，施工过程成本较高，不能大面积推广应用。
黏土沙障寿命较长，但本身可能被风蚀。同时当采用紧密结构平铺时，会影响降水的下渗，使沙丘水分条件恶化，不利于植物生长，且它是一种不透风的固沙型沙障，对于过境流沙的拦截作用不大，但固沙效果好，主要适合于周围土壤较多的沙丘，在降雨量为100mm的沙区，可以保持4-5年，在里面种植梭梭、沙拐枣、沙木蓼等沙旱生植物，2-3年后植物就可以替代沙障的作用。
3、草方格固沙性能评价
草方格的防护作用，主要是通过增大地表粗糙度，降低地表层气流速度，从而降低气流的输沙能力，改变风沙流携沙量随高度分布的特征。草方格沙障截留降水和减少沙面水分蒸发的作用明显。在草方格上栽植的固沙植物，成活率和生长指标比在全裸沙地上的固沙植物高。
4、活体沙障技术分析
活体沙障是用生长着的植物代替高立式的阻沙栅栏中的非生命材料，如作物稻草、树枝、木板、竹条等，在流动沙丘上形成具有阻沙聚沙作用的一条绿色植物带。它具有寿命长，投入少，成本低等优点。
后续工作开展方向
后续我们将继续跟踪观察各类沙障的防沙效果并记录沙障的破损、植被恢复及流沙移动、堆积的情况。持续开展沙障工艺的创新、完成相关专利的申请及推广后，进一步结合实验光能发电和我们选育的经济、药用、景观植物达到长久固沙的效果，实现沙漠变绿洲的同时，创造一定的经济效益，把治理沙漠和经营沙漠有机的结合起来，为公司荒漠修复项目做技术储备，也为荒漠化修复贡献微薄之力。
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