專利名稱:綜合性防風治沙止漠的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及綜合防風治沙止漠的技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種綜合利用植物治沙和
工程治沙技術(shù)來治理沙漠的裝置及方法。
背景技術(shù):
沙漠化的要害是氣候干燥、土地風蝕和沙體流動。目前,人們主要采用植物治沙及 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于沙漠邊緣、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(nèi)發(fā)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,往往由于風 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(shè)置沙障,沙障包括防風墻、防風堤、防風罩、纖維被、地 膜、插干草(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、需重復(fù)設(shè)置、勞動強 度大等),難以大范圍推廣。其缺點之二是設(shè)置沙障所采用的材料一般是水泥、塑料、瀝青 等,對土地造成污染。其缺點之三是插干草等方法,往往無法改善近地表氣候環(huán)境(不能阻 止水分的蒸發(fā),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(xiàn)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(fā)揮防風治沙止漠的作用;2、有利于沙漠生 長植物;3、對土壤無污染;4、成本較低易于大范圍推廣。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)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(fā)明的目的,本發(fā)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(shè)置于該殼體四周的通孔,而通孔位于所述殼體的上部;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(nèi) 凹形等形狀。所述的裝置由可降解材料制作,其壁體中設(shè)有氣孔,殼體下部的壁體上還橫向 設(shè)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(fā)泡壓制而成。 殼體的壁體內(nèi)設(shè)有肥料和保肥劑以及保水劑,殼體的內(nèi)壁面附著有植物種子,所 述通孔下沿殼體的內(nèi)壁設(shè)有傾斜擋板。 所述的殼體為橢球形、圓球形、圓柱形、圓錐形、方柱形或多棱柱形的任一種。
較優(yōu)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(shè)置于殼體1/2 3/4高度的壁體上。 較優(yōu)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(shè)置于殼體壁體四周。 本發(fā)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(jù)需要將多個所述裝置連接成具有一定形狀的裝置群,并使各裝置的通 孔均位于上方; 步驟3、將所述的裝置群埋設(shè)在選定沙漠的近地表,即使得裝置群牢固豎立于沙土 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(fā)明裝置殼體內(nèi)腔中培育植物幼苗,然后再將植物幼苗連同殼體 一起移植到沙漠中。 其中,可以采用人工埋設(shè)、機械鋪設(shè)、飛機撒播的任一種方法埋設(shè)裝置群;所述裝 置群為多個裝置連接而成的單排結(jié)構(gòu)或為多個裝置連接而成的圓形網(wǎng)格、三角形網(wǎng)格、四 邊形網(wǎng)格任一種網(wǎng)格型結(jié)構(gòu)。 根據(jù)沙漠當?shù)馗缮硨拥暮癖?、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。干沙層薄,選擇小型、輕型和橢球形的裝置;干沙層厚,選擇大型、重型 裝置連接成單排或網(wǎng)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(wǎng)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(jù)材料的性質(zhì)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(fā)明綜合植物治沙和工程治沙的優(yōu)點,采用對土壤無污染且能為自然環(huán)境降解 吸收的材料制成的一種中空的壁體上設(shè)有通孔的裝置,以工程措施將該裝置設(shè)置于沙漠近 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(shù)適宜植物生長發(fā)育的小氣候環(huán)境,促進植物生長和自然生態(tài)恢復(fù),最終達到防風治沙止 漠的效果。 本發(fā)明突破了現(xiàn)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(fā) 揮防風治沙止漠的作用;有利于植物生長;對土壤無污染或基本無污染;成本較低易于大 范圍推廣;可以深入沙漠腹地和沙源中心開展治理等好處。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作出詳細的說明,其中 圖1為本發(fā)明裝置較佳實施例立體示意圖; 圖2為本發(fā)明裝置較佳實施例的剖視圖; 圖3為本發(fā)明裝置較佳實施例使用效果的示意圖; 圖4為本發(fā)明單排裝置群的立體示意圖; 圖5、圖6和圖7分別為本發(fā)明圓形網(wǎng)格、三角形網(wǎng)格、四邊形網(wǎng)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(fā)明較佳實施例的基本結(jié)構(gòu),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(shè)置于該殼體四周的通孔2,而通孔 位于殼體1的上部,通孔2下部殼體的內(nèi)壁設(shè)有傾斜擋板5。殼體1由可降解的材料制作, 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(fā)泡壓制而成,其壁體中留有發(fā)泡產(chǎn)生的氣孔3,殼體下部的壁體上還橫向設(shè)有 細小穿孔4。殼體1的壁體內(nèi)設(shè)有肥料和保肥劑以及保水劑,殼體1的壁體內(nèi)附著有能在沙 漠中生長的植物種子。 在壁體中設(shè)置一定數(shù)量的氣孔3和在殼體1下部設(shè)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?qū)んw1底部適當變薄,可以 增加本裝置的透氣性,以有利于養(yǎng)分交換和小氣候環(huán)境的營造,促進植物根系穿透和生長 發(fā)育。在殼體l的壁體內(nèi)附著植物種子,是為了增加種子的數(shù)量,以提高植物的成活率。在 殼體l的壁體內(nèi)添加肥料、保水劑、保肥劑等,可以增加殼體的水肥養(yǎng)護功能。設(shè)于通孔2
下沿的傾斜擋板5有利于沙土流入殼體內(nèi)腔同時又可防止沙土從殼體內(nèi)腔中流出,以保持 殼體內(nèi)腔局部流沙的穩(wěn)定性。 本發(fā)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,以裝置施工后在沙漠近地表能達到理想工程狀態(tài)為最終依據(jù)。 一般殼體1的高度 為10CM 300CM,優(yōu)選為20CM 140CM ;殼體的高度與其最大胸徑之比為1 : 0. 5 1 : 5, 優(yōu)選為1 : 0. 6 1 : 3 ;殼體的壁體厚度為1CM 30CM ;通孔2設(shè)置于殼體1/2 3/4高 度的壁體上,最好是使得通孔2非對稱的設(shè)置于殼體壁體四周。如本實施例中,通孔2采用 三個,即可保證非對稱設(shè)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(nèi),出去的風力也減弱了,有利于防風和保持殼體內(nèi)腔局部流沙的穩(wěn) 定性。通孔2的個數(shù)可以根據(jù)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(gòu)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(nèi)凹形等。殼體底部封閉,有利于殼體內(nèi)腔沉積流沙的穩(wěn)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,有利于裝置發(fā)揮向下鉆沙穩(wěn)固的作用。殼體底部為略外凸形(類 似"不倒翁"),有利于增強裝置的穩(wěn)固性。殼體底部為內(nèi)凹形(類似"窩窩頭"),有利于裝 置穩(wěn)固,且豐富了殼體內(nèi)腔的結(jié)構(gòu),從而增強了裝置的小氣候調(diào)節(jié)能力。
根據(jù)需要殼體1還可以制成其他幾何體形,如,圓球形、圓柱形、圓錐形、方柱形或 多棱柱形等等,除殼體的形體有所變化外,其基本結(jié)構(gòu)和工作原理與橢球形殼體相同。
本發(fā)明所述的裝置采用對土壤無污染的、可降解吸收的材料來制作。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(zhì)(如植物纖維)的含量和比例 (纖維物質(zhì)體積占比以不小于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(fā)酵、柔化、攪拌等,根據(jù)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(zhì)保留較好,材料攪拌均勻、富有韌性、易于成型等。
本發(fā)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(jù)需要將多個裝置連接成具有一定形狀的裝置群,并使各裝置的通孔均
位于上方,如圖4所示。 步驟3、將裝置群埋設(shè)在選定沙漠的近地表,即使得裝置群牢固豎立于沙土之中, 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。 本方法可以采用人工埋設(shè)、機械鋪設(shè)或飛機撒播的方法來埋設(shè)裝置群。裝置群為 多個裝置連接而成的單排結(jié)構(gòu)(如圖4所示)或為多個裝置連接而成的圓形網(wǎng)格、三角形 網(wǎng)格、四邊形網(wǎng)格任一種網(wǎng)格型結(jié)構(gòu)(如圖5、圖6、圖7所示)。 通常根據(jù)沙漠當?shù)馗缮硨拥暮癖?、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。干沙層薄,選擇小型、輕型和橢球形的裝置;干沙層厚,選擇大型、 重型裝置連接成單排或網(wǎng)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(wǎng)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。由于殼體內(nèi)腔儲滿沙土之后才發(fā)揮作用,殼體內(nèi)腔里沙土的重量遠遠 大于殼體自重,因此,殼體的輕重并不是非常重要的因素。 本發(fā)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(fā)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里,隨著 流沙不斷沉降,重量不斷增加,殼體向沙土中沉降。風產(chǎn)生向上的提拉力和重力產(chǎn)生的沉降 力達到動態(tài)平衡,使得本裝置牢固豎立于沙漠的沙土之中,既不被風吹走吹倒吹翻也不被 流沙淹埋。沉降于殼體內(nèi)腔中的沙土比較穩(wěn)定,不容易流動,可以發(fā)揮護墑保墑、促進殼體 內(nèi)外植物生長的作用。特別是在壁體上水平不對稱開設(shè)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(fā)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",有利于殼體發(fā)揮鉆沙穩(wěn)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 并參與外界大氣候循環(huán),容易在殼體內(nèi)部形成利于植物生長的環(huán)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(fā)揮阻止其內(nèi)腔的水分蒸發(fā)、晚上又可發(fā)揮收集空氣 中冷凝水的作用。如此循環(huán),在殼體內(nèi)腔穩(wěn)定的沙土中,獲得一定的濕潤環(huán)境,從而有利于 殼體內(nèi)的植物發(fā)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(nèi)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(yǎng)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 土壤無污染、易降解吸收的材料制成,天長日久可以為植物吸收,有些原料(如秸稈)可以 發(fā)揮增肥的作用。本發(fā)明的裝置在沙漠近地表形成無數(shù)適宜植物生長發(fā)育的小氣候環(huán)境, 促進植物生長和自然生態(tài)恢復(fù)。多個本發(fā)明的裝置群在沙漠近地表埋設(shè)好后,作為一個綜 合性的、穩(wěn)固的整體體系,最終達到防風治沙止漠的綜合效果。 本發(fā)明突破了現(xiàn)有治沙方法停留在固沙和防沙表面上的局限性,采用一種兼顧植 物治沙和工程治沙優(yōu)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(fā)揮防風治沙止漠的作用、有利于植物生長、對土壤無污染、無需重復(fù)設(shè)置、成本較低易于大范圍推廣、可以深入沙漠腹地和沙源中心開展治理等好處c
權(quán)利要求
一種綜合性防風治沙止漠的裝置,其特征在于,包括一中空的殼體(1)、設(shè)置于該殼體四周的通孔(2),而通孔位于所述殼體的上部;殼體底部可以封閉、也可以開孔;所述的殼體(1)由可降解材料制作,其壁體中設(shè)有氣孔(3),殼體下部的壁體上還橫向設(shè)有細小穿孔(4)。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置,其特征在于,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(fā)泡壓制而成。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置,其特征在于,所述殼體(1)的壁體內(nèi)設(shè)有肥料和保肥劑 以及保水劑,殼體的內(nèi)壁面附著有植物種子,所述通孔(2)下沿殼體的內(nèi)壁設(shè)有傾斜擋板 (5)。
4. 如權(quán)利要求3所述的裝置,其特征在于,所述殼體(1)為橢球形、圓球形、圓柱形、圓 錐形、方柱形或多棱柱形的任一種。
5. 如權(quán)利要求4所述的裝置,其特征在于,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(shè)置于殼體l/2 3/4高度 的壁體上。
6. 如權(quán)利要求5所述的裝置,其特征在于,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(shè)置于殼體壁體四 周。
7. —種利用權(quán)利要求1所述裝置的綜合性防風治沙止漠的方法,其特征在于包括如下 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(jù)需要將多個所述的裝置連接成具有一定形狀的裝置群,并使各裝置的通孔 均位于上方;步驟3、將所述的裝置/裝置群埋設(shè)在選定沙漠的近地表,即使得裝置/裝置群牢固豎 立于沙土之中,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(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,采用人工埋設(shè)、機械鋪設(shè)、飛機撒播的任一 種方法進行埋設(shè);所述裝置群為多個裝置連接而成的單排結(jié)構(gòu)或為多個裝置連接而成的圓 形網(wǎng)格、三角形網(wǎng)格、四邊形網(wǎng)格任一種網(wǎng)格型結(jié)構(gòu)。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,根據(jù)沙漠當?shù)馗缮硨拥暮癖?、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。干沙層薄,選擇小型、輕型和 橢球形的裝置;干沙層厚,選擇大型、重型裝置連接成單排或網(wǎng)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(wǎng)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(quán)利要求9所述的方法,其特征在于,步驟2還包括事先在殼體內(nèi)腔中培育植物 幼苗,然后再將帶有植物幼苗的殼體移植到沙漠中去。
全文摘要
本發(fā)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(shè)置于該殼體四周的通孔,而通孔位于所述殼體的上部;所述的殼體由可降解材料制作,其壁體中設(shè)有氣孔,殼體下部的壁體上還橫向設(shè)有細小穿孔。本發(fā)明還公開了一種利用上述裝置防風治沙止漠的方法。本發(fā)明采用一種兼顧植物治沙和工程治沙優(yōu)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(fā)揮防風治沙止漠的作用、有利于植物生長、對土壤無污染、成本較低易于大范圍推廣、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(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者熊明寶 申請人:熊明寶