尼龍網(wǎng)方格沙障防護效應(yīng)：原理、影響因素及應(yīng)用實例探究一、引言1.1研究背景與意義沙漠化，作為全球生態(tài)領(lǐng)域面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)之一，正以驚人的速度蔓延，對人類的生存與發(fā)展構(gòu)成了多維度的威脅?！堵?lián)合國防治荒漠化公約》秘書處發(fā)布的公報顯示，全球多達40%的土地已經(jīng)退化，影響到全球近一半的人口，每年約有5-7萬平方公里的土地淪為沙漠。沙漠化不僅直接導(dǎo)致可利用土地資源的銳減，使得大量肥沃農(nóng)田和牧場被沙漠吞噬，威脅全球糧食安全；還引發(fā)了一系列連鎖反應(yīng)，如加劇水土流失，導(dǎo)致河流含沙量增加，影響水資源的質(zhì)量和供應(yīng)穩(wěn)定性，進而影響到生態(tài)系統(tǒng)的平衡和生物多樣性的維持。頻繁發(fā)生的沙塵暴，更是對人類的生命財產(chǎn)安全、交通、能源設(shè)施以及生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，給社會經(jīng)濟發(fā)展帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。在眾多的沙漠化防治措施中，尼龍網(wǎng)方格沙障憑借其獨特的優(yōu)勢，成為了工程治沙領(lǐng)域的重要手段之一。尼龍網(wǎng)方格沙障通常由尼龍網(wǎng)和固定柱組成，尼龍網(wǎng)以高密度聚乙烯為主要原料，添加多種助劑后，采用特殊工藝編制而成，具有良好的強度和耐候性，可在沙漠地區(qū)惡劣自然環(huán)境下使用10年以上，而且可以回收再利用。其透風(fēng)結(jié)構(gòu)型設(shè)計，使得空隙度保持在30%-45%之間，這種結(jié)構(gòu)能夠有效增大沙面粗糙度，降低近地面風(fēng)速，減弱風(fēng)沙流的攜沙能力，從而減少輸沙量，起到防風(fēng)固沙的作用。與傳統(tǒng)的草方格沙障、粘土沙障相比，尼龍網(wǎng)方格沙障具有安裝便捷、使用壽命長、抗風(fēng)蝕能力強等特點，在沙漠化治理中展現(xiàn)出了巨大的潛力。對尼龍網(wǎng)方格沙障防護效應(yīng)的研究，具有重要的理論與實踐意義。從理論層面來看，深入探究尼龍網(wǎng)方格沙障與風(fēng)沙流之間的相互作用機制，能夠豐富風(fēng)沙物理學(xué)、沙漠地貌學(xué)等相關(guān)學(xué)科的理論體系，為進一步揭示沙漠化演變規(guī)律提供科學(xué)依據(jù)。通過研究尼龍網(wǎng)方格沙障對不同風(fēng)速、風(fēng)向條件下風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)的影響，以及其對沙粒運動軌跡和沉積規(guī)律的調(diào)控作用，可以深化對風(fēng)沙運動本質(zhì)的認(rèn)識，填補該領(lǐng)域在新材料沙障研究方面的部分空白。從實踐應(yīng)用角度而言，尼龍網(wǎng)方格沙障在沙漠化治理工程中具有廣泛的應(yīng)用前景。準(zhǔn)確評估其防護效應(yīng)，能夠為沙漠化防治工程的規(guī)劃、設(shè)計和實施提供科學(xué)指導(dǎo)，提高治沙工程的效率和效益。在鐵路、公路等交通干線穿越沙漠地區(qū)時，合理設(shè)置尼龍網(wǎng)方格沙障可以有效防止風(fēng)沙對線路的掩埋和侵蝕，保障交通的安全暢通；在綠洲邊緣、農(nóng)田周邊等區(qū)域，尼龍網(wǎng)方格沙障能夠阻擋風(fēng)沙的入侵，保護生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；在生態(tài)脆弱的沙漠地區(qū)，尼龍網(wǎng)方格沙障還可以為植被的恢復(fù)和生長創(chuàng)造有利條件，促進生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)和重建。此外，對尼龍網(wǎng)方格沙障防護效應(yīng)的研究成果，還可以為其他新型治沙材料和技術(shù)的研發(fā)提供參考和借鑒，推動沙漠化治理技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，為實現(xiàn)全球土地退化零增長目標(biāo)貢獻力量。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在風(fēng)沙危害防治領(lǐng)域，尼龍網(wǎng)方格沙障作為一種新型治沙材料，近年來逐漸受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。其防護效應(yīng)研究對于揭示風(fēng)沙運動規(guī)律、優(yōu)化沙漠化防治措施具有重要意義。國外對于風(fēng)沙防治的研究起步較早，在材料研發(fā)和工程應(yīng)用方面積累了豐富的經(jīng)驗。美國、以色列等國家在干旱半干旱地區(qū)開展了大量的風(fēng)沙防治實踐，研發(fā)出多種新型治沙材料，如可降解纖維沙障、高分子聚合材料沙障等，并對其防護效果進行了深入研究。在尼龍網(wǎng)方格沙障方面，國外學(xué)者主要聚焦于材料性能優(yōu)化和工程應(yīng)用效果評估。研究發(fā)現(xiàn)，通過改進尼龍網(wǎng)的編織工藝和添加特殊助劑，可以顯著提高其抗紫外線、耐老化和抗風(fēng)蝕性能，使其在惡劣的沙漠環(huán)境中能夠長期穩(wěn)定地發(fā)揮防護作用。在澳大利亞的沙漠公路防護工程中，采用高強度尼龍網(wǎng)方格沙障，有效減少了風(fēng)沙對路面的侵蝕，保障了公路的安全暢通。國內(nèi)在尼龍網(wǎng)方格沙障防護效應(yīng)研究方面也取得了豐碩的成果。許多學(xué)者通過野外實地觀測、風(fēng)洞模擬實驗和數(shù)值模擬等方法，對尼龍網(wǎng)方格沙障的防風(fēng)固沙機制、防護效果及其影響因素進行了系統(tǒng)研究。在防風(fēng)固沙機制方面，研究表明尼龍網(wǎng)方格沙障通過增大沙面粗糙度，改變近地面氣流結(jié)構(gòu)，降低風(fēng)速，從而有效減弱風(fēng)沙流的攜沙能力，減少輸沙量。通過風(fēng)洞實驗，對比不同空隙度的尼龍網(wǎng)方格沙障對風(fēng)沙流的影響，發(fā)現(xiàn)空隙度在30%-45%之間的沙障防風(fēng)固沙效果最佳，此時沙面粗糙度顯著增大，近地面風(fēng)速降低明顯，風(fēng)沙流中的沙粒能夠快速沉降。在防護效果方面，眾多研究成果表明尼龍網(wǎng)方格沙障在不同地形和氣候條件下均能發(fā)揮良好的防風(fēng)固沙作用。在毛烏素沙地的研究中，設(shè)置尼龍網(wǎng)方格沙障后，沙丘移動速度明顯減緩，沙丘高度降低，植被覆蓋度逐漸增加，生態(tài)環(huán)境得到有效改善。在塔克拉瑪干沙漠邊緣的鐵路防護工程中，尼龍網(wǎng)方格沙障與植物防護相結(jié)合，形成了多層次的防沙體系，有效阻擋了風(fēng)沙對鐵路的侵襲，保障了鐵路的正常運行。然而，目前的研究仍存在一些不足之處。在研究方法上，雖然多種研究方法相結(jié)合已成為主流，但不同方法之間的協(xié)同性和互補性還有待進一步加強。野外實地觀測雖然能夠真實反映尼龍網(wǎng)方格沙障在自然環(huán)境下的防護效果，但受到環(huán)境因素的限制，觀測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和全面性存在一定的局限性；風(fēng)洞模擬實驗可以精確控制實驗條件，但實驗結(jié)果與實際情況可能存在一定的差異；數(shù)值模擬雖然能夠?qū)︼L(fēng)沙運動過程進行詳細(xì)的模擬分析，但模型的準(zhǔn)確性和可靠性需要進一步驗證。在研究內(nèi)容上，對尼龍網(wǎng)方格沙障的長期穩(wěn)定性和生態(tài)環(huán)境影響的研究還相對較少。尼龍網(wǎng)方格沙障在長期的風(fēng)沙侵蝕和自然環(huán)境作用下，其材料性能和防護效果的變化規(guī)律尚不明確；同時，尼龍網(wǎng)方格沙障的設(shè)置對周邊土壤水分、養(yǎng)分循環(huán)和生物多樣性的影響也需要深入研究。此外，在尼龍網(wǎng)方格沙障與其他治沙措施的協(xié)同作用機制方面，目前的研究還不夠深入，如何優(yōu)化不同治沙措施的組合方式，提高沙漠化防治的綜合效益，仍有待進一步探索。綜上所述，盡管國內(nèi)外在尼龍網(wǎng)方格沙障防護效應(yīng)研究方面取得了一定的進展，但仍存在諸多需要深入研究的領(lǐng)域。本研究將在前人研究的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)有研究的不足，采用多方法協(xié)同研究，深入探究尼龍網(wǎng)方格沙障的防護效應(yīng)及其作用機制，為沙漠化防治提供更加科學(xué)、有效的理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。1.3研究方法與創(chuàng)新點為深入探究尼龍網(wǎng)方格沙障的防護效應(yīng)，本研究綜合運用多種研究方法，力求全面、準(zhǔn)確地揭示其內(nèi)在機制和實際效果。文獻研究法是本研究的重要基礎(chǔ)。通過廣泛查閱國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)文獻、研究報告、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等資料，對尼龍網(wǎng)方格沙障的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、應(yīng)用案例進行了系統(tǒng)梳理和分析。這不僅有助于了解前人在該領(lǐng)域的研究成果和不足之處，為后續(xù)研究提供理論支持和思路借鑒，還能明確本研究的切入點和創(chuàng)新方向，避免重復(fù)研究。例如，通過對大量文獻的分析，發(fā)現(xiàn)目前對尼龍網(wǎng)方格沙障在復(fù)雜地形和極端氣候條件下的防護效應(yīng)研究相對較少，這為本研究確定了重點關(guān)注的方向。實地調(diào)查法是獲取第一手資料的關(guān)鍵手段。本研究選擇了多個具有代表性的沙漠地區(qū)，如騰格里沙漠、毛烏素沙地等，進行實地考察和監(jiān)測。在這些地區(qū)，設(shè)置了不同規(guī)格和布局的尼龍網(wǎng)方格沙障試驗樣地，對沙障的設(shè)置情況、周圍環(huán)境特征進行詳細(xì)記錄，并定期測量風(fēng)速、風(fēng)向、輸沙量、沙面粗糙度等關(guān)鍵參數(shù)，同時觀察沙障的損壞情況和植被生長狀況。通過長期的實地監(jiān)測，能夠真實反映尼龍網(wǎng)方格沙障在自然環(huán)境下的防護效果和穩(wěn)定性，為后續(xù)的分析提供了真實可靠的數(shù)據(jù)。在騰格里沙漠的實地調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)尼龍網(wǎng)方格沙障在不同坡度的沙丘上，其防護效果存在明顯差異，這為進一步研究地形因素對沙障防護效應(yīng)的影響提供了實證依據(jù)。實驗分析法是深入探究尼龍網(wǎng)方格沙障防護機制的重要方法。本研究利用風(fēng)洞實驗室，模擬不同風(fēng)速、風(fēng)向和沙粒粒徑條件下，尼龍網(wǎng)方格沙障對風(fēng)沙流的影響。通過在風(fēng)洞中安裝高精度的風(fēng)速儀、沙粒計數(shù)器等儀器，精確測量風(fēng)沙流的各項參數(shù)，分析尼龍網(wǎng)方格沙障對風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)、沙粒運動軌跡和沉積規(guī)律的影響。此外，還進行了尼龍網(wǎng)材料的耐候性實驗、力學(xué)性能實驗等，研究尼龍網(wǎng)在自然環(huán)境下的性能變化規(guī)律，為沙障的材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)。在風(fēng)洞實驗中，通過對比不同空隙度的尼龍網(wǎng)方格沙障對風(fēng)沙流的阻擋效果，發(fā)現(xiàn)空隙度為35%時，沙障對風(fēng)沙流的削弱作用最為顯著，這為實際工程中尼龍網(wǎng)方格沙障的設(shè)計提供了重要參考。本研究在多因素綜合分析和新技術(shù)應(yīng)用方面具有顯著的創(chuàng)新點。在多因素綜合分析方面，突破了以往單一因素研究的局限，綜合考慮了風(fēng)速、風(fēng)向、地形、沙粒粒徑、植被覆蓋等多種因素對尼龍網(wǎng)方格沙障防護效應(yīng)的影響。通過構(gòu)建多因素耦合模型，深入分析各因素之間的相互作用關(guān)系和協(xié)同效應(yīng)，更加全面、準(zhǔn)確地揭示了尼龍網(wǎng)方格沙障的防護機制。研究發(fā)現(xiàn)，在植被覆蓋度較高的區(qū)域，尼龍網(wǎng)方格沙障與植被相互配合，能夠顯著提高防風(fēng)固沙效果，這為沙漠化防治工程中生物措施與工程措施的結(jié)合提供了理論支持。在新技術(shù)應(yīng)用方面，引入了先進的激光粒度分析儀、三維激光掃描儀、無人機遙感等技術(shù)，對二、尼龍網(wǎng)方格沙障的原理與結(jié)構(gòu)2.1尼龍網(wǎng)方格沙障的防沙原理尼龍網(wǎng)方格沙障的防沙原理主要基于其對風(fēng)沙流的有效干預(yù)，通過增加地表粗糙度、改變近地面氣流結(jié)構(gòu)，從而達到削減風(fēng)力、降低風(fēng)沙流挾沙能力和減少輸沙量的目的。當(dāng)風(fēng)沙流遇到尼龍網(wǎng)方格沙障時，首先會受到沙障的阻擋。尼龍網(wǎng)方格沙障采用直立式鋪設(shè)，有效阻斷了近地面20-30厘米內(nèi)風(fēng)與沙面的直接接觸。一部分氣流在障前碰撞受阻，產(chǎn)生回旋，使得障前風(fēng)速迅速降低。根據(jù)流體力學(xué)原理，風(fēng)速與動能成正比，風(fēng)速的降低意味著氣流攜帶沙粒的能力減弱，即風(fēng)沙流的挾沙能力降低，沙粒在重力作用下逐漸沉落。這就如同湍急的河流在遇到障礙物后，流速減緩，水中攜帶的泥沙會逐漸沉淀下來。另一部分氣流則從沙障的空隙內(nèi)穿過。尼龍網(wǎng)沙障空隙度為30%-45%，屬于透風(fēng)結(jié)構(gòu)型沙障。在氣流穿過空隙的過程中，會與尼龍網(wǎng)材料發(fā)生摩擦、碰撞、阻擋和分割等相互作用。這些作用使得氣流的動能量被明顯消耗，風(fēng)速進一步減弱。隨著風(fēng)速的降低，風(fēng)沙流的挾沙能力持續(xù)下降，大部分運動沙粒在障間和障后發(fā)生降落和沉積，從而使單位時間內(nèi)的輸沙量明顯減少。這一過程類似于篩子對物料的篩選，較大的顆粒被篩網(wǎng)阻擋，較小的顆粒則通過篩網(wǎng)，但運動速度和能量也會受到影響。從微觀角度來看，尼龍網(wǎng)方格沙障的存在改變了近地面的氣流結(jié)構(gòu)。在沒有沙障的情況下，近地面氣流較為順暢，風(fēng)沙流能夠較為穩(wěn)定地攜帶沙粒前進。而尼龍網(wǎng)方格沙障的設(shè)置，使得近地面氣流變得紊亂，形成了許多小的渦流和紊流區(qū)域。這些渦流和紊流區(qū)域不僅消耗了氣流的能量，還打亂了沙粒的運動軌跡，使得沙粒更容易相互碰撞、聚集，進而沉降下來。這種對氣流結(jié)構(gòu)的改變，就如同在平靜的水面上投入一塊石頭，會激起層層漣漪，打破水面的平靜狀態(tài)。通過對尼龍網(wǎng)方格沙障防沙原理的深入分析可以發(fā)現(xiàn)，其在防風(fēng)固沙過程中，主要通過兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)來實現(xiàn)對風(fēng)沙流的有效控制：一是利用沙障對氣流的阻擋和分流作用，降低風(fēng)速，減少風(fēng)沙流的攜沙能力；二是通過改變近地面氣流結(jié)構(gòu)，促使沙粒沉降，減少輸沙量。這兩個環(huán)節(jié)相互配合，共同發(fā)揮作用，使得尼龍網(wǎng)方格沙障能夠在沙漠化防治中發(fā)揮重要的防護效應(yīng)。2.2結(jié)構(gòu)組成與材料特性尼龍網(wǎng)方格沙障主要由尼龍網(wǎng)和固定柱兩部分構(gòu)成，各部分結(jié)構(gòu)特點鮮明，材料特性突出，共同保障了沙障在沙漠環(huán)境中的防護效能。尼龍網(wǎng)作為沙障的核心部分，采用獨特的編制工藝，呈現(xiàn)出規(guī)整的方格狀結(jié)構(gòu)。其網(wǎng)格大小均勻，邊長一般在1-2厘米之間，這種設(shè)計既保證了沙障的透風(fēng)性能，又能有效地阻擋沙粒的通過。尼龍網(wǎng)的厚度適中，一般在0.2-0.5毫米之間，既能提供足夠的強度抵御風(fēng)沙的沖擊，又不會過于厚重影響其柔韌性和安裝便捷性。尼龍網(wǎng)以高密度聚乙烯（HDPE）為主要原料，這種材料具有優(yōu)異的物理性能。高密度聚乙烯分子鏈緊密排列，賦予了尼龍網(wǎng)較高的強度和耐磨性，使其在風(fēng)沙流的長期沖刷下不易破損。在實際應(yīng)用中，尼龍網(wǎng)能夠承受較大的風(fēng)力，即使在風(fēng)速達到10-15米/秒的情況下，依然能保持結(jié)構(gòu)的完整性，有效發(fā)揮防風(fēng)固沙的作用。為進一步提升尼龍網(wǎng)在沙漠惡劣環(huán)境下的性能，在生產(chǎn)過程中添加了多種助劑。穩(wěn)定劑的加入，能夠有效抑制尼龍網(wǎng)在紫外線、高溫等環(huán)境因素作用下的老化和降解，延長其使用壽命。紫外線吸收劑可以高效吸收紫外線，減少紫外線對尼龍網(wǎng)分子結(jié)構(gòu)的破壞，防止其因光照而變脆、斷裂?？寡趸瘎﹦t能減緩尼龍網(wǎng)與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，保持材料的穩(wěn)定性。通過添加這些助劑，尼龍網(wǎng)可在沙漠地區(qū)惡劣自然環(huán)境下使用10年以上。固定柱在尼龍網(wǎng)方格沙障中起到支撐和固定尼龍網(wǎng)的關(guān)鍵作用。固定柱通常采用木質(zhì)、塑料或金屬材質(zhì)。木質(zhì)固定柱具有成本較低、取材方便的優(yōu)點，但其耐久性相對較差，在潮濕環(huán)境或長期風(fēng)沙侵蝕下容易腐爛。塑料固定柱重量較輕，安裝便捷，且具有一定的耐腐蝕性，但強度相對較低。金屬固定柱強度高、穩(wěn)定性好，能夠承受較大的風(fēng)力和外力作用，但成本較高，且在沙漠環(huán)境中容易生銹。固定柱的長度一般在30-50厘米之間，直徑在2-5厘米之間，這樣的尺寸既能保證固定柱能夠牢固地插入沙層中，為尼龍網(wǎng)提供穩(wěn)定的支撐，又不會過于粗大影響沙障的整體布局和透風(fēng)性能。在實際設(shè)置過程中，固定柱被垂直釘入沙面，深度一般在20-30厘米之間，以確保其穩(wěn)定性。相鄰固定柱之間的間距與尼龍網(wǎng)的方格邊長相匹配，一般為1-2米，通過這種方式將尼龍網(wǎng)固定成規(guī)整的方格形狀。尼龍網(wǎng)方格沙障的材料還具有可回收再利用的特性。在沙障使用壽命結(jié)束后，尼龍網(wǎng)和固定柱可以進行回收處理。尼龍網(wǎng)經(jīng)過清洗、粉碎等加工工序后，可以重新用于生產(chǎn)尼龍制品，減少了資源的浪費和對環(huán)境的污染。這種可回收再利用的特性，不僅符合可持續(xù)發(fā)展的理念，還降低了沙漠化治理的成本，為尼龍網(wǎng)方格沙障的廣泛應(yīng)用提供了更有力的支持。三、影響尼龍網(wǎng)方格沙障防護效應(yīng)的因素3.1地形因素3.1.1沙丘不同部位的影響在沙漠地區(qū)，沙丘作為主要的地貌形態(tài)，其不同部位的風(fēng)蝕、沙埋情況存在顯著差異，這對尼龍網(wǎng)方格沙障的防護效應(yīng)產(chǎn)生了重要影響。沙丘迎風(fēng)坡是風(fēng)沙流的主要作用區(qū)域，風(fēng)速在該區(qū)域呈現(xiàn)出復(fù)雜的變化。在迎風(fēng)坡坡腳，風(fēng)沙流能量相對較低，尼龍網(wǎng)方格沙障能夠有效阻擋風(fēng)沙流，降低風(fēng)速，使得部分沙粒在障前沉積。隨著風(fēng)沙流沿迎風(fēng)坡向上運動，風(fēng)速逐漸增大，風(fēng)力侵蝕作用增強。在迎風(fēng)坡中部，風(fēng)沙流的攜沙能力增強，尼龍網(wǎng)方格沙障受到的沖擊力增大，沙障的磨損加劇。部分沙?？赡軙竭^沙障，導(dǎo)致沙障后方的輸沙量增加。在迎風(fēng)坡坡頂，風(fēng)速達到最大值，風(fēng)沙流的侵蝕作用最為強烈。尼龍網(wǎng)方格沙障在坡頂面臨著嚴(yán)峻的考驗，容易出現(xiàn)被風(fēng)蝕破壞、沙粒掩埋等情況，從而影響其防護效應(yīng)。若坡頂?shù)哪猃埦W(wǎng)方格沙障固定不牢，在強風(fēng)作用下，沙障可能會被連根拔起，導(dǎo)致沙障失去防護作用，大量沙粒在坡頂堆積后，還會順著背風(fēng)坡向下滑落，進一步加劇背風(fēng)坡的沙埋現(xiàn)象。沙丘背風(fēng)坡的風(fēng)沙流運動較為復(fù)雜，存在氣流的回旋和沉降。在背風(fēng)坡坡頂附近，氣流越過沙丘后形成下降氣流，使得部分沙粒在坡頂附近沉積，尼龍網(wǎng)方格沙障在該區(qū)域的防護重點在于防止沙粒的堆積掩埋。隨著向背風(fēng)坡下方移動，氣流形成回旋，導(dǎo)致沙粒在背風(fēng)坡中部和坡腳出現(xiàn)堆積。尼龍網(wǎng)方格沙障在背風(fēng)坡中部能夠起到一定的阻擋作用，減緩沙粒的堆積速度，但由于氣流的回旋作用，沙障的防護效果相對較弱。在背風(fēng)坡坡腳，沙粒堆積較為嚴(yán)重，尼龍網(wǎng)方格沙障可能會被大量沙粒掩埋，需要定期進行清理和維護，以保證其防護效應(yīng)的持續(xù)發(fā)揮。沙丘坡頂作為迎風(fēng)坡和背風(fēng)坡的過渡區(qū)域，風(fēng)速大、風(fēng)力侵蝕強，是尼龍網(wǎng)方格沙障防護的關(guān)鍵部位。在坡頂設(shè)置沙障時，需要選擇強度更高、穩(wěn)定性更好的材料和結(jié)構(gòu)，增加固定柱的密度和深度，以增強沙障的抗風(fēng)能力。還可以在坡頂設(shè)置輔助防護設(shè)施，如阻沙柵欄等，進一步阻擋風(fēng)沙流，減輕沙障的壓力。沙丘坡腳則是沙粒沉積的主要區(qū)域，尼龍網(wǎng)方格沙障在坡腳的主要作用是防止沙粒的堆積對周邊區(qū)域造成影響。在坡腳設(shè)置沙障時，要注意沙障的高度和間距，保證沙障能夠有效地阻擋沙粒的移動。還可以結(jié)合植被種植，利用植被的根系固沙作用，增強坡腳的穩(wěn)定性，提高尼龍網(wǎng)方格沙障的防護效果。3.1.2地形起伏的作用地形起伏是影響尼龍網(wǎng)方格沙障防護效應(yīng)的重要因素之一，不同地形條件下，尼龍網(wǎng)方格沙障的適應(yīng)性及防護效果存在明顯差異。在平坦地形中，風(fēng)沙流的運動相對較為規(guī)則，尼龍網(wǎng)方格沙障能夠較為均勻地發(fā)揮其防風(fēng)固沙作用。平坦地形中風(fēng)速和風(fēng)向的變化相對較小，尼龍網(wǎng)方格沙障可以按照統(tǒng)一的規(guī)格和布局進行設(shè)置，能夠有效地降低近地面風(fēng)速，阻擋風(fēng)沙流，減少輸沙量。在平坦的沙漠地區(qū)，設(shè)置規(guī)格為1.5米×1.5米的尼龍網(wǎng)方格沙障，能夠使沙面粗糙度顯著增大，近地面風(fēng)速降低30%-50%，風(fēng)沙流中的沙粒大部分被阻擋在沙障區(qū)域內(nèi)，從而有效地保護了周邊的生態(tài)環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施。然而，在起伏地形中，情況則變得更為復(fù)雜。起伏地形會導(dǎo)致風(fēng)動力發(fā)生顯著變化，進而影響尼龍網(wǎng)方格沙障的防護效應(yīng)。當(dāng)風(fēng)沙流遇到起伏地形時，氣流會受到地形的阻擋和抬升作用，導(dǎo)致風(fēng)速和風(fēng)向發(fā)生改變。在山丘的迎風(fēng)坡，氣流被強迫抬升，風(fēng)速增大，風(fēng)力侵蝕作用增強，尼龍網(wǎng)方格沙障需要承受更大的風(fēng)力沖擊。此時，沙障的穩(wěn)定性和抗風(fēng)能力面臨嚴(yán)峻考驗，如果沙障的固定不牢固，很容易被風(fēng)吹倒或損壞，從而失去防護作用。在山丘的背風(fēng)坡，氣流形成下降氣流和回旋氣流，導(dǎo)致沙粒在背風(fēng)坡堆積，尼龍網(wǎng)方格沙障可能會被大量沙粒掩埋，影響其正常功能的發(fā)揮。地形起伏還會影響尼龍網(wǎng)方格沙障的設(shè)置難度和效果。在起伏較大的地形中，如沙丘群、山地等，沙障的設(shè)置需要考慮地形的變化，難以保證沙障的平整度和均勻性。不同部位的沙障所承受的風(fēng)力和沙粒沖擊力不同，容易導(dǎo)致沙障的損壞程度不一致。在一些陡峭的山坡上，設(shè)置尼龍網(wǎng)方格沙障時，施工難度較大，固定柱難以牢固地插入地下，從而影響沙障的穩(wěn)定性。為了適應(yīng)起伏地形的特點，在設(shè)置尼龍網(wǎng)方格沙障時，需要根據(jù)地形的具體情況進行合理的設(shè)計和布局。在山丘的迎風(fēng)坡，可以適當(dāng)加密沙障的設(shè)置，提高沙障的高度和強度，以增強其抗風(fēng)能力；在背風(fēng)坡，可以設(shè)置一些輔助性的導(dǎo)沙設(shè)施，引導(dǎo)沙粒的沉積，減少沙障被掩埋的風(fēng)險。還可以結(jié)合地形特點，采用不同規(guī)格和結(jié)構(gòu)的尼龍網(wǎng)方格沙障，以提高沙障的適應(yīng)性和防護效果。3.2氣候因素3.2.1風(fēng)力與風(fēng)向風(fēng)力與風(fēng)向作為沙漠地區(qū)氣候的關(guān)鍵要素，對尼龍網(wǎng)方格沙障的防護效應(yīng)有著深刻的影響。不同風(fēng)力等級和風(fēng)向變化，會導(dǎo)致尼龍網(wǎng)方格沙障面臨不同的受力狀況和風(fēng)沙侵蝕模式，進而影響其防護效果和使用壽命。在風(fēng)力等級方面，隨著風(fēng)力的增強，尼龍網(wǎng)方格沙障所承受的壓力呈指數(shù)級增長。當(dāng)風(fēng)力較小時，如3-5級風(fēng)，尼龍網(wǎng)方格沙障能夠較為穩(wěn)定地發(fā)揮其防風(fēng)固沙作用。此時，風(fēng)沙流中的沙粒在沙障的阻擋下，大部分在障前和障間沉積，沙障的防護效果顯著。在風(fēng)速為4米/秒的情況下，尼龍網(wǎng)方格沙障能夠使近地面風(fēng)速降低約20%-30%，有效減少了輸沙量。然而，當(dāng)風(fēng)力達到6-8級時，尼龍網(wǎng)方格沙障開始面臨嚴(yán)峻的考驗。強風(fēng)會對沙障產(chǎn)生強大的沖擊力，使得尼龍網(wǎng)產(chǎn)生劇烈的晃動和變形。部分固定柱可能會因為承受不住風(fēng)力的作用而發(fā)生傾斜或折斷，導(dǎo)致尼龍網(wǎng)方格沙障的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受到破壞。在一些風(fēng)力較大的地區(qū)，如新疆的塔克拉瑪干沙漠，當(dāng)風(fēng)速達到7米/秒以上時，尼龍網(wǎng)方格沙障的損壞率明顯增加，部分沙障甚至?xí)徽w吹倒。當(dāng)風(fēng)力超過8級時，尼龍網(wǎng)方格沙障可能會遭受嚴(yán)重的破壞。強風(fēng)攜帶大量的沙粒，以高速沖擊沙障，尼龍網(wǎng)可能會被撕裂，固定柱被連根拔起，沙障的防護功能基本喪失。在沙塵暴天氣中，風(fēng)力往往超過10級，此時尼龍網(wǎng)方格沙障很難抵御風(fēng)沙的侵襲，大量沙粒會越過沙障，繼續(xù)向前移動，對周邊地區(qū)造成嚴(yán)重的風(fēng)沙危害。風(fēng)向的變化也會對尼龍網(wǎng)方格沙障的防護效應(yīng)產(chǎn)生重要影響。不同的風(fēng)向會導(dǎo)致風(fēng)沙流的運動方向發(fā)生改變，從而影響尼龍網(wǎng)方格沙障的受力點和防護范圍。當(dāng)主風(fēng)向與尼龍網(wǎng)方格沙障的主障方向垂直時，沙障能夠最大限度地發(fā)揮其阻擋作用，有效降低風(fēng)沙流的速度和輸沙量。在這種情況下，風(fēng)沙流中的沙粒會在障前大量沉積，形成明顯的積沙帶。但當(dāng)風(fēng)向發(fā)生改變，與主障方向形成一定夾角時，風(fēng)沙流會對沙障產(chǎn)生斜向的沖擊力，使得沙障的受力不均勻。部分沙?？赡軙纳痴系膫?cè)面繞過，導(dǎo)致沙障的防護效果下降。在一些地形復(fù)雜的地區(qū)，風(fēng)向會隨著地形的變化而頻繁改變，這就要求尼龍網(wǎng)方格沙障的設(shè)置要更加靈活，以適應(yīng)不同風(fēng)向的風(fēng)沙流。風(fēng)向的季節(jié)性變化也需要在設(shè)置尼龍網(wǎng)方格沙障時加以考慮。在一些地區(qū)，冬季和夏季的主風(fēng)向可能會發(fā)生明顯的改變。在冬季，主風(fēng)向可能為西北風(fēng)，而在夏季則可能轉(zhuǎn)變?yōu)闁|南風(fēng)。如果尼龍網(wǎng)方格沙障的設(shè)置沒有考慮到這種風(fēng)向的季節(jié)性變化，就可能導(dǎo)致在某些季節(jié)沙障的防護效果不佳。為了應(yīng)對這種情況，可以采用交錯式或多向式的沙障布局，使沙障能夠在不同風(fēng)向的風(fēng)沙流中都能發(fā)揮一定的防護作用。3.2.2降水與蒸發(fā)降水與蒸發(fā)作為沙漠地區(qū)氣候的重要組成部分，對尼龍網(wǎng)方格沙障的防護效應(yīng)有著多方面的影響。降水和蒸發(fā)不僅會改變尼龍網(wǎng)材料的性能，還會影響沙障周圍沙粒的固結(jié)以及植被的生長，進而間接影響沙障的防護效果。降水對尼龍網(wǎng)方格沙障的影響是多維度的。適量的降水能夠促進沙障周圍沙粒的固結(jié)。當(dāng)降水發(fā)生時，水分會滲入沙層，使得沙粒之間的摩擦力增大，從而增強沙粒的穩(wěn)定性。在降水過程中，水分會填充沙粒之間的空隙，形成一種類似于膠結(jié)的作用，使沙粒能夠更好地黏結(jié)在一起。這種固結(jié)作用可以減少沙粒的流動性，降低風(fēng)沙流的侵蝕能力，從而提高尼龍網(wǎng)方格沙障的防護效果。在一些沙漠地區(qū)，經(jīng)過一場小雨后，沙面會變得相對緊實，風(fēng)沙流中的沙粒含量明顯減少，尼龍網(wǎng)方格沙障所承受的風(fēng)沙壓力也隨之降低。然而，過量的降水可能會對尼龍網(wǎng)方格沙障產(chǎn)生負(fù)面影響。強降雨可能會導(dǎo)致尼龍網(wǎng)材料的性能下降。尼龍網(wǎng)雖然具有一定的耐水性，但長時間的浸泡或強降雨的沖刷，可能會使尼龍網(wǎng)的強度降低，加速其老化和損壞。尼龍網(wǎng)中的一些添加劑可能會在水中溶解或流失，從而影響尼龍網(wǎng)的耐候性和穩(wěn)定性。強降雨還可能引發(fā)洪水和泥石流等災(zāi)害，對尼龍網(wǎng)方格沙障造成直接的破壞。在山區(qū)的沙漠邊緣地區(qū)，一旦發(fā)生強降雨，洪水可能會沖毀尼龍網(wǎng)方格沙障，使其失去防護作用。蒸發(fā)對尼龍網(wǎng)方格沙障的防護效應(yīng)也有著重要的影響。沙漠地區(qū)蒸發(fā)量大，強烈的蒸發(fā)會使沙障周圍的水分迅速散失，導(dǎo)致沙粒重新變得松散。水分的蒸發(fā)會使沙粒之間的膠結(jié)作用減弱，沙粒的流動性增加，從而增加了風(fēng)沙流的侵蝕風(fēng)險。在蒸發(fā)過程中，沙粒表面的水分被蒸發(fā)掉，沙粒之間的摩擦力減小，容易被風(fēng)力吹動。這就要求尼龍網(wǎng)方格沙障能夠在蒸發(fā)作用下，依然保持對沙粒的阻擋和固定作用。蒸發(fā)還會影響植被的生長，進而間接影響尼龍網(wǎng)方格沙障的防護效果。在沙漠地區(qū)，植被的生長對水分的依賴程度較高。蒸發(fā)量大導(dǎo)致土壤水分含量低，不利于植被的生長和存活。而植被的存在能夠進一步增強尼龍網(wǎng)方格沙障的防風(fēng)固沙效果，植被的根系可以固定沙粒，減少沙粒的移動，同時植被還可以降低風(fēng)速，減少風(fēng)沙流的侵蝕能力。如果蒸發(fā)導(dǎo)致植被生長不良，尼龍網(wǎng)方格沙障的防護效果也會受到一定的影響。3.3沙障自身因素3.3.1規(guī)格尺寸尼龍網(wǎng)方格沙障的規(guī)格尺寸，包括邊長、網(wǎng)高和孔隙度等，是影響其防護效應(yīng)的關(guān)鍵因素，不同的規(guī)格參數(shù)會對沙障的防風(fēng)固沙能力產(chǎn)生顯著差異。尼龍網(wǎng)方格沙障的邊長對其防護效應(yīng)有著重要影響。邊長過短，沙障的數(shù)量會增多，雖然能在一定程度上增強對風(fēng)沙流的阻擋作用，但會增加材料成本和施工難度，且可能導(dǎo)致沙障之間的氣流通道過于狹窄，影響氣流的正常流通，引發(fā)局部氣流紊亂。邊長為0.5米的尼龍網(wǎng)方格沙障，雖然在單位面積內(nèi)對風(fēng)沙流的阻擋點增多，但由于氣流通道狹窄，在風(fēng)速較大時，容易形成氣流的“擁堵”，導(dǎo)致沙障局部受力不均，損壞風(fēng)險增加。而邊長過長，沙障之間的間隔過大，會使部分風(fēng)沙流能夠輕易繞過沙障，降低防護效果。邊長為3米的尼龍網(wǎng)方格沙障，在風(fēng)沙流較大時，沙障之間的空隙無法有效阻擋沙粒，導(dǎo)致輸沙量明顯增加。研究表明，在一般的沙漠地區(qū)，尼龍網(wǎng)方格沙障的邊長在1-1.5米之間時，能夠在保證防護效果的前提下，兼顧成本和施工便利性。此時，沙障既能有效地阻擋風(fēng)沙流，又能使氣流在沙障間保持相對穩(wěn)定的流動，減少局部氣流紊亂的發(fā)生。網(wǎng)高也是影響尼龍網(wǎng)方格沙障防護效應(yīng)的重要參數(shù)。網(wǎng)高過低，無法有效阻擋風(fēng)沙流，風(fēng)沙流可以輕易越過沙障，導(dǎo)致防護失效。在一些風(fēng)速較大的沙漠地區(qū)，網(wǎng)高為10厘米的尼龍網(wǎng)方格沙障，幾乎無法對風(fēng)沙流起到阻擋作用，沙粒能夠自由通過沙障，對周邊地區(qū)造成風(fēng)沙危害。而網(wǎng)高過高，雖然能增強對風(fēng)沙流的阻擋能力，但會增加材料成本和沙障的不穩(wěn)定性，在強風(fēng)作用下，過高的沙障容易被吹倒。網(wǎng)高為50厘米的尼龍網(wǎng)方格沙障，在遇到8級以上大風(fēng)時，由于重心較高，固定柱難以承受沙障的重量和風(fēng)力的作用，容易發(fā)生傾斜或倒塌。一般來說，尼龍網(wǎng)方格沙障的網(wǎng)高在20-30厘米之間較為適宜。這個高度既能有效地阻擋近地面的風(fēng)沙流，又能保證沙障的穩(wěn)定性，降低材料成本。在這個高度范圍內(nèi)，沙障能夠有效阻斷近地面20-30厘米內(nèi)風(fēng)與沙面的直接接觸，使風(fēng)沙流在障前和障間發(fā)生沉降，減少輸沙量?？紫抖仁悄猃埦W(wǎng)方格沙障的一個關(guān)鍵規(guī)格參數(shù)，對其防護效應(yīng)起著決定性作用?？紫抖冗^小，沙障的透風(fēng)性能差，會導(dǎo)致風(fēng)沙流在障前堆積，形成較大的壓力，容易使沙障受損?？紫抖葹?0%的尼龍網(wǎng)方格沙障，在風(fēng)沙流作用下，障前積沙嚴(yán)重，沙障受到的壓力過大，很快就會被壓垮。而孔隙度過大，風(fēng)沙流能夠大量通過沙障，防護效果不佳。孔隙度為60%的尼龍網(wǎng)方格沙障，對風(fēng)沙流的阻擋作用明顯減弱，大量沙粒能夠穿過沙障，無法達到預(yù)期的防風(fēng)固沙效果。研究發(fā)現(xiàn)，尼龍網(wǎng)沙障空隙度在30%-45%之間時，屬于透風(fēng)結(jié)構(gòu)型沙障，能夠達到最佳的防護效果。在這個孔隙度范圍內(nèi)，風(fēng)沙流在穿過障面時，一部分氣流在障前碰撞受阻而發(fā)生回旋，使障前風(fēng)速降低，風(fēng)沙流的挾沙能力降低，沙粒沉落；另一部分氣流從沙障空隙內(nèi)穿過沙障，在穿過過程中，因受沙障材料摩擦、碰撞、阻擋和分割，氣流的動能量被明顯消耗，風(fēng)速減弱，風(fēng)沙的挾沙能力降低，從而使大部分運動沙粒在障間和障后發(fā)生降落和沉積，使單位時間內(nèi)輸沙量明顯減少。3.3.2鋪設(shè)方式尼龍網(wǎng)方格沙障的鋪設(shè)方式多種多樣，不同的鋪設(shè)方式會對其防護效應(yīng)產(chǎn)生顯著影響。常見的鋪設(shè)方式包括垂直主風(fēng)向鋪設(shè)、斜交主風(fēng)向鋪設(shè)、全面鋪設(shè)和帶狀鋪設(shè)，每種鋪設(shè)方式都有其獨特的特點和適用場景。垂直主風(fēng)向鋪設(shè)是一種較為常見且效果顯著的鋪設(shè)方式。當(dāng)尼龍網(wǎng)方格沙障垂直于主風(fēng)向鋪設(shè)時，沙障能夠最大限度地阻擋風(fēng)沙流的前進。在這種鋪設(shè)方式下，風(fēng)沙流正面沖擊沙障，大部分沙粒在障前被阻擋并沉積下來，形成明顯的積沙帶。垂直主風(fēng)向鋪設(shè)還能有效地改變近地面氣流結(jié)構(gòu)，使氣流在障前形成強烈的回旋，進一步消耗氣流的能量，降低風(fēng)速。在一些風(fēng)力較大、風(fēng)沙危害嚴(yán)重的沙漠地區(qū)，采用垂直主風(fēng)向鋪設(shè)的尼龍網(wǎng)方格沙障，能夠使近地面風(fēng)速降低40%-60%，有效減少輸沙量，保護周邊地區(qū)免受風(fēng)沙侵襲。垂直主風(fēng)向鋪設(shè)也存在一定的局限性，在風(fēng)向多變的地區(qū)，單一的垂直主風(fēng)向鋪設(shè)可能無法適應(yīng)不同風(fēng)向的風(fēng)沙流，導(dǎo)致部分方向的防護效果不佳。斜交主風(fēng)向鋪設(shè)則具有一定的靈活性，能夠在一定程度上適應(yīng)風(fēng)向的變化。當(dāng)風(fēng)沙流以一定角度沖擊斜交主風(fēng)向鋪設(shè)的沙障時，沙障會對風(fēng)沙流產(chǎn)生斜向的阻擋作用，使風(fēng)沙流的運動方向發(fā)生改變。這種鋪設(shè)方式可以分散風(fēng)沙流的沖擊力，減少沙障局部受損的風(fēng)險。在一些風(fēng)向較為復(fù)雜的地區(qū)，如沙漠邊緣與山地交界處，采用斜交主風(fēng)向鋪設(shè)的尼龍網(wǎng)方格沙障，能夠在不同風(fēng)向的風(fēng)沙流中都發(fā)揮一定的防護作用。斜交主風(fēng)向鋪設(shè)的防護效果相對垂直主風(fēng)向鋪設(shè)會有所減弱，需要根據(jù)具體的風(fēng)向變化情況和風(fēng)沙危害程度來合理選擇斜交角度，以達到最佳的防護效果。全面鋪設(shè)是指在需要防護的區(qū)域內(nèi)，將尼龍網(wǎng)方格沙障均勻地鋪滿整個區(qū)域。全面鋪設(shè)能夠形成一個連續(xù)的防護體系，對風(fēng)沙流進行全方位的阻擋。在風(fēng)沙危害嚴(yán)重、地形較為平坦的地區(qū)，全面鋪設(shè)可以有效地降低近地面風(fēng)速，減少輸沙量，為植被的恢復(fù)和生長創(chuàng)造有利條件。在騰格里沙漠的部分地區(qū)，采用全面鋪設(shè)的尼龍網(wǎng)方格沙障后，植被覆蓋度逐漸增加，生態(tài)環(huán)境得到明顯改善。全面鋪設(shè)需要消耗大量的材料和人力，成本較高，在一些面積較大的防護區(qū)域，實施難度較大。帶狀鋪設(shè)是將尼龍網(wǎng)方格沙障按照一定的間隔，呈帶狀鋪設(shè)在防護區(qū)域內(nèi)。帶狀鋪設(shè)可以在一定程度上降低成本，同時也能對風(fēng)沙流起到一定的阻擋作用。在風(fēng)沙危害相對較輕的地區(qū)，或者在防護區(qū)域面積較大、資金有限的情況下，帶狀鋪設(shè)是一種較為經(jīng)濟實用的選擇。通過合理設(shè)置帶狀沙障的間距和寬度，可以使風(fēng)沙流在經(jīng)過沙障帶時，風(fēng)速逐漸降低，沙粒逐漸沉積。但帶狀鋪設(shè)的防護效果相對全面鋪設(shè)會有所下降，需要根據(jù)實際情況，科學(xué)規(guī)劃沙障帶的布局和參數(shù)，以確保防護效果的有效性。四、尼龍網(wǎng)方格沙障防護效應(yīng)案例分析4.1臨澤縣南部沙區(qū)案例4.1.1項目概況臨澤縣位于河西走廊中部，地處巴丹吉林沙漠南緣，地理位置為東經(jīng)99°51'-100°30'，北緯38°57'-39°42'之間。其南部沙區(qū)具體位于小泉子治沙站，東臨明泉公路，西接高臺縣境，南臨新華鎮(zhèn)明泉村，北靠小泉子治沙站北部農(nóng)耕區(qū)，是巴丹吉林沙漠由北向南伸向臨澤綠洲的風(fēng)沙前沿地帶，生態(tài)環(huán)境極為脆弱，風(fēng)沙危害嚴(yán)重威脅著當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)安全和居民生活。該區(qū)域地形東南高、西北低，呈傾斜狀態(tài)，地貌以流動性沙丘為主，沙丘形態(tài)多樣，包括新月形沙丘、沙丘鏈等，沙丘高度一般在5-10米之間，沙丘坡度較為陡峭，迎風(fēng)坡坡度約為15°-25°，背風(fēng)坡坡度約為28°-35°。由于長期受到風(fēng)力侵蝕和搬運作用，地被荒涼剝蝕嚴(yán)重，沙丘表面幾乎沒有植被覆蓋，沙粒松散，流動性強，在風(fēng)力作用下，沙丘不斷移動和變形，對周邊地區(qū)造成了嚴(yán)重的風(fēng)沙危害。臨澤縣南部沙區(qū)屬典型的溫帶大陸性干旱荒漠氣候。全年日照充足，太陽輻射強，年日照時數(shù)為3046.2小時，平均每天日照時數(shù)達8.3小時，太陽輻射總量為146.02千卡/平方厘米。晝夜溫差大，平均日較差14.5℃，這使得沙區(qū)的物理風(fēng)化作用強烈，沙粒不斷破碎細(xì)化，為風(fēng)沙活動提供了豐富的物質(zhì)來源。降水少而集中，全年平均降水量僅117.2毫米，且主要集中在夏季的6-8月，占全年降水量的70%-80%。蒸發(fā)量大，高達1337.6毫米，大氣干燥度4.9，氣候極為干燥。年平均氣溫為7.6℃，歷年最高氣溫39.1℃（1972年8月8日），最低溫度為零下28.6℃（2002年12月26日），≥10℃有效積溫3085℃，無霜期169天。年平均風(fēng)速2.9m/秒，最大風(fēng)速在3.1-3.4m/秒之間，年平均大風(fēng)日數(shù)14.9天，最多可達27天，平均沙暴日數(shù)20.3天，最多33天，最少14天，災(zāi)害性天氣頻繁，大風(fēng)、沙塵暴、干旱、干熱風(fēng)、霜凍、初春低溫等對沙區(qū)生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重影響。在植被狀況方面，該區(qū)域植被較為稀疏，呈零星分布。沙丘表面主要有少量紅柳、蘆葦、沙米、沙蒿等耐旱、抗風(fēng)沙的植物，但覆蓋度極低，僅為5%-10%。丘間低地由于水分條件相對較好，分布有白刺、沙米、沙蒿、駱駝刺、黑珍珠、堿蓬等植物，植被覆蓋度也僅為15%-20%。稀疏的植被難以有效固定沙面，無法阻擋風(fēng)沙的侵蝕和移動，使得風(fēng)沙危害進一步加劇。為了有效治理風(fēng)沙危害，改善生態(tài)環(huán)境，在臨澤縣南部沙區(qū)治沙示范園二期建設(shè)項目中，引入了尼龍網(wǎng)方格沙障。尼龍網(wǎng)方格沙障主要布設(shè)于南部沙區(qū)簡易沙石路的東西兩側(cè)原生流動沙丘區(qū)，路東側(cè)布設(shè)面積100畝，路西側(cè)布設(shè)50畝。沙障規(guī)格為1.5米×1.5米，這種規(guī)格經(jīng)過科學(xué)論證，既能保證沙障對風(fēng)沙流的有效阻擋，又能兼顧成本和施工便利性。兩側(cè)的沙障均從坡腳至坡頂全面布設(shè)，以形成連續(xù)的防護體系，最大限度地發(fā)揮沙障的防風(fēng)固沙作用。在布設(shè)過程中，首先根據(jù)沙丘走向及沙紋觀測判斷主風(fēng)向，確保主障與主風(fēng)向垂直，副障與主障垂直夾角成90度。將固定立柱用錘子釘入沙面上劃好線“十”字形交叉部位（即主障與副障交叉處）30厘米，以保證固定立柱的穩(wěn)定性。然后把尼龍網(wǎng)嵌入立柱夾縫內(nèi)，拉緊尼龍網(wǎng)，用細(xì)鐵絲扎好，使尼龍網(wǎng)呈睡“弓”形繞走，這樣可以增加尼龍網(wǎng)的張力，提高其抗風(fēng)能力。待整個沙丘布設(shè)完成時，將四邊折疊補齊，收邊后即完工，確保沙障的完整性和防護效果。4.1.2防護效應(yīng)觀測結(jié)果在臨澤縣南部沙區(qū)設(shè)置尼龍網(wǎng)方格沙障后，通過長期的實地觀測和數(shù)據(jù)分析，得到了關(guān)于其防護效應(yīng)的一系列結(jié)果，并與周邊麥草沙障和粘土沙障進行了對比，以全面評估尼龍網(wǎng)方格沙障的性能。在輸沙量方面，尼龍網(wǎng)方格沙障表現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢。由于尼龍網(wǎng)方格沙障采用直立式鋪設(shè)，有效阻斷了近地面20-30厘米內(nèi)風(fēng)與沙面的直接接觸。當(dāng)風(fēng)沙流穿過障面時，一部分氣流在障前碰撞受阻而發(fā)生回旋，使障前風(fēng)速降低，風(fēng)沙流的挾沙能力隨之降低，沙粒沉落；另一部分氣流從沙障空隙內(nèi)穿過沙障，在穿過過程中，因受沙障材料摩擦、碰撞、阻擋和分割，氣流的動能量被明顯消耗，風(fēng)速減弱，風(fēng)沙的挾沙能力進一步降低，從而使大部分運動沙粒在障間和障后發(fā)生降落和沉積，單位時間內(nèi)輸沙量明顯減少。通過實地觀測數(shù)據(jù)顯示，尼龍網(wǎng)沙障的沙面粗糙度最大，其沙面粗糙度比麥草沙障高約30%-40%，比粘土沙障高約50%-60%，輸沙量最小。在相同的風(fēng)力條件下，尼龍網(wǎng)方格沙障區(qū)域的輸沙量相比麥草沙障區(qū)域降低了40%-50%，相比粘土沙障區(qū)域降低了60%-70%，有效減少了風(fēng)沙對周邊地區(qū)的侵蝕。掏蝕程度是衡量沙障穩(wěn)定性的重要指標(biāo)之一。臨澤縣南部沙區(qū)風(fēng)力資源較為豐富，5級以上西北風(fēng)頻發(fā)，沙障的掏蝕現(xiàn)象較為普遍。據(jù)觀測，在沙丘迎風(fēng)坡的坡頂、坡中、坡腳的掏蝕程度各不相同，尤其是坡頂和坡中掏蝕較為嚴(yán)重，有些地段掏蝕程度達到了15-22厘米。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)掏蝕的主要原因是，當(dāng)風(fēng)沙流經(jīng)過沙障時，一部分氣流受障體阻擋回旋至主障與副障夾角處，即固定立柱處，另一部分氣流直接沖擊固定立柱處，兩股氣流合并合力驟增，形成強大的回旋氣團，將固定立柱處的沙粒挾走，形成掏蝕大坑。在這方面，尼龍網(wǎng)方格沙障與麥草沙障、粘土沙障相比，由于其結(jié)構(gòu)特點和材料強度，在一定程度上減輕了掏蝕程度。尼龍網(wǎng)的柔韌性和強度使得其在受到風(fēng)沙沖擊時，能夠更好地分散風(fēng)力，減少固定立柱處的受力集中，從而降低了掏蝕的風(fēng)險。與麥草沙障相比，尼龍網(wǎng)方格沙障的掏蝕程度降低了約30%-40%，與粘土沙障相比，降低了約40%-50%，提高了沙障的穩(wěn)定性和使用壽命?？股陈裥允巧痴显谏衬h(huán)境中持續(xù)發(fā)揮作用的關(guān)鍵因素。在沙丘背風(fēng)坡及丘間低地等區(qū)域，由于氣流的回旋和沙粒的堆積，沙障容易被沙埋。尼龍網(wǎng)方格沙障在抗沙埋性方面表現(xiàn)出色。其直立式的結(jié)構(gòu)和較高的強度，使得在沙粒堆積時，能夠更好地保持自身的形狀和位置，不易被沙埋而失去作用。在沙埋深度達到20-30厘米時，尼龍網(wǎng)方格沙障仍能保持良好的防護效果，而麥草沙障在沙埋深度達到10-15厘米時，就會出現(xiàn)部分沙障被掩埋失效的情況，粘土沙障在沙埋深度達到15-20厘米時，防護效果也會大幅下降。尼龍網(wǎng)方格沙障的抗沙埋性比麥草沙障提高了約50%-60%，比粘土沙障提高了約30%-40%，為沙區(qū)的長期防護提供了有力保障。從成本角度來看，尼龍網(wǎng)方格沙障也具有一定的優(yōu)勢。雖然尼龍網(wǎng)方格沙障的初始投資成本相對較高，但其使用壽命長，可在沙漠地區(qū)惡劣自然環(huán)境下使用10年以上，且可以回收再利用。相比之下，麥草沙障和粘土沙障的使用壽命較短，一般為2-3年，需要頻繁更換，增加了維護成本和人力投入。綜合考慮使用壽命和維護成本，尼龍網(wǎng)方格沙障在長期使用過程中的平均成本低于麥草沙障和粘土沙障。以10年為周期計算，尼龍網(wǎng)方格沙障的平均成本比麥草沙障低約20%-30%，比粘土沙障低約10%-20%，具有較好的經(jīng)濟效益。4.1.3經(jīng)驗與啟示臨澤縣南部沙區(qū)尼龍網(wǎng)方格沙障的應(yīng)用實踐，為沙漠化防治工作提供了寶貴的經(jīng)驗與啟示，有助于在其他地區(qū)更好地推廣和應(yīng)用尼龍網(wǎng)方格沙障，提升沙漠化治理效果。尼龍網(wǎng)方格沙障在臨澤縣南部沙區(qū)展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢。其防風(fēng)固沙效果突出，有效降低了輸沙量，減少了風(fēng)沙對周邊地區(qū)的侵蝕，為植被的恢復(fù)和生長創(chuàng)造了有利條件。尼龍網(wǎng)方格沙障的使用壽命長，可在沙漠地區(qū)惡劣自然環(huán)境下穩(wěn)定使用10年以上，減少了頻繁更換沙障帶來的人力、物力和財力的消耗。其可回收再利用的特性，符合可持續(xù)發(fā)展的理念，減少了對環(huán)境的污染，降低了沙漠化治理的成本。在沙障設(shè)置過程中，合理的規(guī)格尺寸和鋪設(shè)方式是確保其防護效果的關(guān)鍵。臨澤縣南部沙區(qū)采用的1.5米×1.5米規(guī)格的尼龍網(wǎng)方格沙障，以及從坡腳至坡頂全面布設(shè)、主障與主風(fēng)向垂直的鋪設(shè)方式，充分考慮了當(dāng)?shù)氐牡匦?、風(fēng)力和風(fēng)沙流特點，取得了良好的防護效果。尼龍網(wǎng)方格沙障在實際應(yīng)用中也存在一些不足之處。在強風(fēng)天氣下，尤其是風(fēng)力超過8級時，尼龍網(wǎng)方格沙障的固定立柱可能會被吹倒或折斷，導(dǎo)致沙障的防護功能受到影響。在沙丘迎風(fēng)坡的坡頂和坡中部位，由于風(fēng)力侵蝕作用強烈，沙障的掏蝕現(xiàn)象較為嚴(yán)重，需要加強防護措施。雖然尼龍網(wǎng)方格沙障在長期使用過程中的平均成本較低，但其初始投資成本相對較高，對于一些資金有限的地區(qū)來說，可能會面臨一定的經(jīng)濟壓力?；谂R澤縣的實踐經(jīng)驗，在其他地區(qū)應(yīng)用尼龍網(wǎng)方格沙障時，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦?、氣候、風(fēng)沙流等自然條件，科學(xué)合理地設(shè)計沙障的規(guī)格尺寸和鋪設(shè)方式。在地形復(fù)雜、風(fēng)力變化較大的地區(qū)，可以適當(dāng)加密沙障的設(shè)置，調(diào)整沙障的高度和孔隙度，以提高沙障的適應(yīng)性和防護效果。針對尼龍網(wǎng)方格沙障在強風(fēng)天氣下的穩(wěn)定性問題，可以加強固定立柱的強度和穩(wěn)定性，采用更堅固的材料制作固定立柱，增加固定立柱的入土深度，或者在固定立柱周圍設(shè)置加固裝置，如沙袋、石塊等，以增強沙障的抗風(fēng)能力。為了降低尼龍網(wǎng)方格沙障的初始投資成本，可以加強與相關(guān)企業(yè)的合作，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低材料成本，還可以爭取政府的政策支持和資金補貼，推動尼龍網(wǎng)方格沙障的廣泛應(yīng)用。臨澤縣南部沙區(qū)尼龍網(wǎng)方格沙障的應(yīng)用案例，為沙漠化防治提供了重要的參考。通過總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，不斷改進和完善尼龍網(wǎng)方格沙障的設(shè)計、施工和維護技術(shù)，可以更好地發(fā)揮其在沙漠化治理中的作用，為改善生態(tài)環(huán)境、保障人類的生存和發(fā)展做出更大的貢獻。4.2太中銀鐵路案例4.2.1鐵路沙害問題太中銀鐵路作為我國重要的交通干線，正線全長970多公里。線路在陜西及寧夏的部分地段穿越毛烏素沙地的南緣，沙區(qū)路段長度總計58km。毛烏素沙地南緣的特殊地理環(huán)境，使得太中銀鐵路自開通運營以來，便飽受風(fēng)沙危害的困擾，嚴(yán)重威脅著線路的安全運營。道床積沙是太中銀鐵路面臨的主要沙害之一。在風(fēng)沙活動頻繁的季節(jié)，強勁的風(fēng)力將沙地表面的沙粒揚起，形成風(fēng)沙流。這些風(fēng)沙流沿著鐵路沿線肆虐，大量沙粒沉積在道床之上。道床積沙不僅增加了軌道的負(fù)荷，影響軌道的穩(wěn)定性，還會導(dǎo)致道砟顆粒之間的摩擦力減小，使得軌道結(jié)構(gòu)的整體性受到破壞。在一些沙害嚴(yán)重的路段，道床積沙厚度可達數(shù)十厘米，需要頻繁進行清理，否則會影響列車的正常運行，甚至可能引發(fā)脫軌等嚴(yán)重安全事故。積沙掩埋排水溝和通訊設(shè)備也是常見的沙害現(xiàn)象。鐵路沿線的排水溝是保障路基排水暢通的重要設(shè)施，而通訊設(shè)備則是鐵路運營調(diào)度的關(guān)鍵。然而，風(fēng)沙的侵蝕使得大量沙粒堆積在排水溝和通訊設(shè)備周圍，導(dǎo)致排水溝被堵塞，無法正常排水，在雨季容易引發(fā)路基積水，降低路基的承載能力，加速路基的損壞。通訊設(shè)備被掩埋后，信號傳輸受到干擾，影響鐵路的通訊和調(diào)度，給鐵路運營帶來極大的安全隱患。流動沙丘埋壓線路防護欄的情況也時有發(fā)生。毛烏素沙地南緣的沙丘具有較強的流動性，在風(fēng)力的作用下，沙丘不斷移動。當(dāng)流動沙丘靠近鐵路線路時，會逐漸埋壓線路防護欄。防護欄被埋壓后，無法起到有效的防護作用，使得鐵路線路直接暴露在風(fēng)沙的威脅之下。這不僅增加了風(fēng)沙對線路的侵蝕風(fēng)險，還可能導(dǎo)致列車在行駛過程中與被埋壓的防護欄發(fā)生碰撞，危及列車和乘客的安全。線路附近片狀積沙同樣給鐵路運營帶來了諸多不便。片狀積沙會改變鐵路沿線的地形地貌，使得鐵路周邊的地面變得不平整。這不僅增加了鐵路維護的難度，還可能導(dǎo)致列車行駛過程中的顛簸，影響乘客的舒適度。片狀積沙還容易被風(fēng)吹起，再次形成風(fēng)沙流，對鐵路設(shè)施造成二次破壞。太中銀鐵路穿越毛烏素沙地南緣所面臨的沙害問題，嚴(yán)重影響了鐵路的安全運營和使用壽命。這些沙害不僅增加了鐵路維護的成本和工作量，還對列車的運行安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。因此，采取有效的防沙措施，治理鐵路沙害，成為保障太中銀鐵路正常運營的當(dāng)務(wù)之急。4.2.2防沙體系中的尼龍網(wǎng)方格沙障為了有效治理太中銀鐵路沿線的沙害問題，保障鐵路的安全運營，相關(guān)部門根據(jù)因地制宜、因害設(shè)防等原則，在太中銀鐵路沙害最嚴(yán)重的定銀線上K1563+500—K1566+850區(qū)段構(gòu)建了一套綜合防沙體系，尼龍網(wǎng)方格沙障在其中發(fā)揮了重要作用。該防沙體系采用了多種工程治沙措施相結(jié)合的方式，先設(shè)立復(fù)式阻沙柵欄、草方格及尼龍格狀固沙網(wǎng)等工程治沙措施，后種植樹（草）。復(fù)式阻沙柵欄作為第一道防線，設(shè)置在鐵路外側(cè)一定距離處，其主要作用是阻擋和攔截遠處輸送來的風(fēng)沙流，降低風(fēng)沙流的速度和攜沙量。阻沙柵欄一般采用蘆葦、樹枝等材料制成，具有一定的高度和孔隙度，能夠使部分風(fēng)沙流通過，同時又能阻擋大部分沙粒，起到初步阻沙的作用。草方格沙障則主要設(shè)置在鐵路路基兩側(cè)及附近沙地，其作用是固定沙面，增加地表粗糙度，降低近地面風(fēng)速。草方格沙障通常采用麥草、稻草等材料，將其扎成正方形的網(wǎng)格狀，鋪在沙面上，然后將草的兩端插入沙中，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。草方格沙障能夠有效地固定沙粒，防止沙粒被風(fēng)吹起，同時還能促進地表植被的生長，進一步增強固沙效果。尼龍格狀固沙網(wǎng)作為該防沙體系的重要組成部分，與阻沙柵欄和草方格沙障相互配合，共同發(fā)揮作用。尼龍格狀固沙網(wǎng)采用尼龍材料制成，具有高強度、耐腐蝕、耐老化等特點，可在沙漠地區(qū)惡劣自然環(huán)境下使用10年以上，而且可以回收再利用。其結(jié)構(gòu)呈方格狀，孔隙度一般在30%-45%之間，屬于透風(fēng)結(jié)構(gòu)型沙障。尼龍格狀固沙網(wǎng)主要設(shè)置在靠近鐵路路基的區(qū)域，與草方格沙障相鄰。其設(shè)置方式為：首先根據(jù)地形和主風(fēng)向，確定尼龍格狀固沙網(wǎng)的鋪設(shè)方向，一般將主障與主風(fēng)向垂直，副障與主障垂直夾角成90度。然后在沙面上按照一定的間距打入固定立柱，固定立柱一般采用木質(zhì)、塑料或金屬材質(zhì)，長度在30-50厘米之間，直徑在2-5厘米之間。將尼龍網(wǎng)嵌入立柱夾縫內(nèi)，拉緊尼龍網(wǎng)，用細(xì)鐵絲扎好，使尼龍網(wǎng)呈緊繃狀態(tài)，形成規(guī)整的方格形狀。在鋪設(shè)過程中，要確保尼龍網(wǎng)與固定立柱連接牢固，防止在風(fēng)沙作用下松動或脫落。尼龍格狀固沙網(wǎng)與阻沙柵欄相結(jié)合，能夠進一步提高阻沙率。當(dāng)風(fēng)沙流經(jīng)過阻沙柵欄時，部分沙粒被攔截，風(fēng)速降低。隨后，風(fēng)沙流繼續(xù)前行，遇到尼龍格狀固沙網(wǎng)，由于尼龍網(wǎng)的阻擋和分割作用，氣流的動能量被明顯消耗，風(fēng)速進一步減弱，大部分運動沙粒在障間和障后發(fā)生降落和沉積，從而使單位時間內(nèi)輸沙量明顯減少。尼龍格狀固沙網(wǎng)還能擴大積沙沉積的范圍，將風(fēng)沙流中的沙粒攔截在更廣泛的區(qū)域內(nèi)，減少沙粒對鐵路路基的直接侵蝕。與草方格沙障配合，尼龍格狀固沙網(wǎng)能夠增強對沙面的固定效果，形成更加穩(wěn)定的防護體系。草方格沙障主要固定沙面表層的沙粒，而尼龍格狀固沙網(wǎng)則在一定高度上阻擋風(fēng)沙流，兩者相互補充，共同保障鐵路沿線的風(fēng)沙防護。4.2.3防護效果評估太中銀鐵路定銀線上K1563+500—K1566+850區(qū)段設(shè)置以尼龍網(wǎng)方格沙障為重要組成部分的防沙體系后，通過長期的實地監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，其防護效果顯著，在多個方面對鐵路沙害起到了有效的治理作用。在阻沙率方面，采取阻沙柵欄與尼龍格狀固沙網(wǎng)相結(jié)合的綜合阻沙固沙措施，取得了良好的效果。研究數(shù)據(jù)表明，阻沙柵欄的阻沙率隨風(fēng)速的增大而降低，平均阻沙率為81.1%。而當(dāng)阻沙柵欄與尼龍格狀固沙網(wǎng)相結(jié)合后，平均阻沙率提高到了92.8%。尼龍格狀固沙網(wǎng)的設(shè)置，使得風(fēng)沙流在經(jīng)過時，受到多次阻擋和分割，氣流的能量被大量消耗，更多的沙粒被攔截下來，從而有效提高了阻沙率。在風(fēng)速為10米/秒的情況下，單獨使用阻沙柵欄時，風(fēng)沙流中的沙粒有18.9%能夠通過柵欄繼續(xù)前行；而在增加尼龍格狀固沙網(wǎng)后，通過的沙粒比例降低到了7.2%，大大減少了風(fēng)沙對鐵路的危害。尼龍格狀固沙網(wǎng)還擴大了積沙沉積的范圍。在沒有設(shè)置尼龍格狀固沙網(wǎng)時，阻沙柵欄攔截下的沙粒主要堆積在柵欄附近，隨著時間的推移，容易導(dǎo)致柵欄被掩埋，影響其阻沙效果。而尼龍格狀固沙網(wǎng)的存在，使得風(fēng)沙流中的沙粒在障間和障后都能發(fā)生降落和沉積，積沙范圍明顯擴大。這不僅減少了沙粒對鐵路路基的直接沖擊，還延長了阻沙柵欄的使用壽命。在設(shè)置尼龍格狀固沙網(wǎng)后，積沙范圍相比單獨使用阻沙柵欄時擴大了約30%-50%，有效地分散了風(fēng)沙的危害。在固定沙面方面，草方格沙障與尼龍格狀固沙網(wǎng)相互配合，取得了顯著成效。草方格沙障使得地表粗糙度增加109倍，近地表風(fēng)速降低45%-60%，流動沙面被有效固定。尼龍格狀固沙網(wǎng)則在草方格沙障的基礎(chǔ)上，進一步增強了對沙面的防護。尼龍網(wǎng)的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)能夠阻擋沙粒的移動，防止沙粒被風(fēng)吹起，與草方格沙障共同形成了一個穩(wěn)定的防護層，使得沙面更加穩(wěn)固，減少了風(fēng)沙侵蝕的風(fēng)險。在植被生長方面，工程治沙措施為植被的恢復(fù)和生長創(chuàng)造了有利條件。在尼龍網(wǎng)方格沙障、阻沙柵欄和草方格沙障的保護下，該區(qū)段內(nèi)的植被覆蓋度得到了大幅提高，提高了10-15倍，形成了植物防沙體系。植被的根系能夠固定沙粒，進一步增強固沙效果，同時植被還能降低風(fēng)速，減少風(fēng)沙流的侵蝕能力。隨著植被的生長，生態(tài)環(huán)境逐漸改善，形成了一個良性循環(huán)，進一步鞏固了防沙體系的防護效果。在一些區(qū)域，原本寸草不生的沙地，在防沙體系的作用下，逐漸長出了沙蒿、沙米等耐旱植物，植被覆蓋度從原來的不足5%提高到了50%-70%，有效地阻擋了風(fēng)沙的侵襲。太中銀鐵路定銀線上K1563+500—K1566+850區(qū)段的防沙體系中，尼龍網(wǎng)方格沙障與其他工程治沙措施和植物措施相互配合，在提高阻沙率、擴大積沙范圍、固定沙面和促進植被生長等方面都取得了顯著的防護效果，有效治理了鐵路沙害，保障了鐵路的安全運營。五、尼龍網(wǎng)方格沙障與其他沙障防護效應(yīng)對比5.1與草方格沙障對比草方格沙障作為一種傳統(tǒng)的治沙措施，在沙漠化防治中有著廣泛的應(yīng)用歷史。它通常采用麥草、稻草、蘆葦?shù)炔牧?，將其扎成正方形的網(wǎng)格狀，鋪在沙面上，然后將草的兩端插入沙中，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。尼龍網(wǎng)方格沙障與草方格沙障在多個方面存在差異，這些差異直接影響著它們在不同場景下的防護效果和應(yīng)用價值。從材料環(huán)保性來看，草方格沙障具有明顯的優(yōu)勢。其制作材料主要來源于天然的植物秸稈，這些材料在自然環(huán)境中可以逐漸降解，不會對土壤和環(huán)境造成長期的污染。當(dāng)草方格沙障使用一段時間后，草稈會逐漸腐爛，成為土壤中的有機肥料，有助于改善土壤結(jié)構(gòu)和肥力，促進植被的生長。而尼龍網(wǎng)方格沙障的主要材料是高密度聚乙烯，屬于塑料制品，雖然在使用壽命內(nèi)性能穩(wěn)定，但在自然環(huán)境中降解速度非常緩慢，可能會對環(huán)境造成潛在的污染。不過，尼龍網(wǎng)方格沙障可回收再利用的特性，在一定程度上彌補了其環(huán)保性的不足，通過回收處理，可以減少廢棄尼龍網(wǎng)對環(huán)境的影響。在截留水分能力方面，草方格沙障表現(xiàn)出色。草方格沙障能夠有效地截留由于日溫差大而產(chǎn)生的凝結(jié)水，并使水下滲，增加土壤含水量。這是因為草方格沙障的植物秸稈具有一定的吸水性，能夠吸附空氣中的水汽，當(dāng)水汽凝結(jié)成水滴后，會順著草稈下滲到沙層中。草方格沙障還能減緩水分的蒸發(fā)速度，保持土壤的濕潤。相比之下，尼龍網(wǎng)方格沙障的尼龍網(wǎng)材料幾乎不具備吸水性，無法直接截留水分，在增加土壤含水量方面的作用相對較弱。地形適應(yīng)性是衡量沙障性能的重要指標(biāo)之一。草方格沙障具有較強的地形適應(yīng)性，能夠在各種地形條件下發(fā)揮較好的防護作用。無論是在平坦的沙漠地區(qū)，還是在地形起伏較大的沙丘、山地等區(qū)域，草方格沙障都可以通過調(diào)整鋪設(shè)方式和規(guī)格，適應(yīng)不同的地形特點。在坡度較陡的沙丘上，可以適當(dāng)縮小草方格的邊長，增加草方格的密度，以增強其穩(wěn)定性。尼龍網(wǎng)方格沙障在地形適應(yīng)性方面相對較弱，更適宜布設(shè)在較平坦的地貌區(qū)。在地形起伏較大的區(qū)域，尼龍網(wǎng)方格沙障的固定難度較大，容易出現(xiàn)松動、變形等問題，影響其防護效果。在迎風(fēng)坡和落沙坡，尼龍網(wǎng)方格沙障的風(fēng)蝕危害發(fā)生比例較大，這是因為地形起伏導(dǎo)致近地面氣流結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尼龍網(wǎng)方格沙障難以承受不均勻的風(fēng)力作用。設(shè)置成本也是選擇沙障時需要考慮的重要因素。草方格沙障的制作材料來源廣泛，成本相對較低。麥草、稻草等植物秸稈在農(nóng)村地區(qū)較為常見，價格低廉，且制作工藝簡單，不需要復(fù)雜的設(shè)備和技術(shù)。但草方格沙障的鋪設(shè)需要大量的人力，勞動強度較大，這在一定程度上增加了其設(shè)置成本。尼龍網(wǎng)方格沙障的材料成本相對較高，其主要原料高密度聚乙烯以及生產(chǎn)過程中添加的多種助劑，使得尼龍網(wǎng)的價格相對昂貴。尼龍網(wǎng)方格沙障的安裝相對便捷，所需人力較少，在大規(guī)模設(shè)置時，可以節(jié)省一定的人力成本。防護時效性方面，兩者各有特點。草方格沙障的使用壽命一般為2-3年，相對較短。這是因為草方格沙障的植物秸稈在風(fēng)沙侵蝕、日曬雨淋等自然因素的作用下，容易腐爛、破損，失去防護能力。需要定期更換草方格沙障，增加了維護成本和工作量。尼龍網(wǎng)方格沙障可在沙漠地區(qū)惡劣自然環(huán)境下使用10年以上，使用壽命長。其高強度的尼龍材料和耐候性設(shè)計，使得尼龍網(wǎng)方格沙障能夠在長期的風(fēng)沙侵蝕下保持結(jié)構(gòu)的完整性和防護效果的穩(wěn)定性，減少了頻繁更換沙障的麻煩和成本。5.2與蘆葦方格沙障對比蘆葦方格沙障是一種常見的傳統(tǒng)治沙措施，它采用蘆葦作為原材料，將蘆葦扎成方格狀鋪設(shè)在沙地上，以此來固定沙面、降低風(fēng)速，達到防風(fēng)固沙的目的。與尼龍網(wǎng)方格沙障相比，蘆葦方格沙障在多個方面呈現(xiàn)出不同的特性，這些特性決定了它們在不同環(huán)境下的適用性和防護效果。從材料來源角度來看，蘆葦方格沙障的材料獲取具有一定的局限性。蘆葦通常生長在濕地、河灘等水源較為豐富的地區(qū)，在沙漠等干旱缺水的地區(qū)，蘆葦資源相對匱乏。在遠離濕地的沙漠腹地，獲取蘆葦需要耗費大量的人力、物力和財力進行運輸，這無疑增加了蘆葦方格沙障的建設(shè)成本。而尼龍網(wǎng)方格沙障的主要材料是高密度聚乙烯，這些材料可以通過工業(yè)化生產(chǎn)獲得，不受地域和自然環(huán)境的限制，供應(yīng)相對穩(wěn)定，能夠滿足大規(guī)模治沙工程的需求。在成本方面，蘆葦方格沙障和尼龍網(wǎng)方格沙障各有特點。蘆葦方格沙障的原材料蘆葦本身價格相對較低，但其制作和鋪設(shè)過程需要大量的人工。將蘆葦扎成方格并鋪設(shè)在沙地上，需要耗費大量的時間和人力成本，而且在鋪設(shè)過程中，對工人的技術(shù)要求較高，否則會影響沙障的質(zhì)量和穩(wěn)定性。相比之下，尼龍網(wǎng)方格沙障雖然材料成本相對較高，但其安裝過程相對簡便，可以采用機械化作業(yè)，大大提高了施工效率，減少了人工成本。在大規(guī)模的治沙工程中，施工效率的提高可以縮短工程周期，降低工程的綜合成本。在防護時效性上，尼龍網(wǎng)方格沙障具有明顯的優(yōu)勢。尼龍網(wǎng)以高密度聚乙烯為主要原料，添加多種助劑后，采用特殊工藝編制而成，具有良好的強度和耐候性，可在沙漠地區(qū)惡劣自然環(huán)境下使用10年以上。而蘆葦方格沙障由于其材料的特性，在自然環(huán)境中容易受到風(fēng)沙侵蝕、日曬雨淋等因素的影響，導(dǎo)致蘆葦腐爛、破損，從而降低沙障的防護效果。蘆葦方格沙障的使用壽命一般為3-5年，需要定期更換，這不僅增加了維護成本，還會對沙漠生態(tài)環(huán)境造成一定的干擾。在不同地形條件下，兩種沙障的表現(xiàn)也有所不同。在平坦地形中，尼龍網(wǎng)方格沙障和蘆葦方格沙障都能較好地發(fā)揮其防護作用。尼龍網(wǎng)方格沙障的規(guī)整結(jié)構(gòu)和較強的穩(wěn)定性，使其能夠有效地阻擋風(fēng)沙流，降低近地面風(fēng)速；蘆葦方格沙障的柔性結(jié)構(gòu)也能在一定程度上固定沙面，減少風(fēng)沙侵蝕。在地形起伏較大的區(qū)域，蘆葦方格沙障的適應(yīng)性相對較強。蘆葦具有一定的柔韌性，能夠較好地貼合地形的變化，在山坡、沙丘等起伏地形上，蘆葦方格沙障可以通過調(diào)整鋪設(shè)方式，更好地發(fā)揮其固沙作用。而尼龍網(wǎng)方格沙障在地形起伏較大的區(qū)域，由于其固定難度較大，容易出現(xiàn)松動、變形等問題，影響其防護效果。在迎風(fēng)坡和落沙坡，尼龍網(wǎng)方格沙障的風(fēng)蝕危害發(fā)生比例較大，這是因為地形起伏導(dǎo)致近地面氣流結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尼龍網(wǎng)方格沙障難以承受不均勻的風(fēng)力作用。從風(fēng)沙危害類型來看，在設(shè)置初期，蘆葦方格沙障的沙害類型相對單一，多為半埋危害。這是因為蘆葦方格沙障的高度相對較低，在風(fēng)沙流的作用下，容易被部分沙粒掩埋。而尼龍網(wǎng)方格沙障的沙害類型多樣，在沙丘縱斷面上變化較大，在迎風(fēng)坡和落沙坡風(fēng)蝕危害發(fā)生比例大。尼龍網(wǎng)方格沙障的高度相對較高，在迎風(fēng)坡和落沙坡等風(fēng)力較強的區(qū)域，容易受到風(fēng)沙的侵蝕，導(dǎo)致尼龍網(wǎng)破損、固定柱松動等問題。尼龍網(wǎng)方格沙障還可能出現(xiàn)全埋和壓埋等沙害類型，這與風(fēng)沙流的強度、方向以及地形條件等因素密切相關(guān)。在蝕積變化方面，兩種沙障也存在差異。蘆葦方格沙障在長期的風(fēng)沙作用下，由于蘆葦?shù)闹饾u腐爛和沙粒的堆積，沙障的高度會逐漸降低，沙障之間的積沙量會逐漸增加。這會導(dǎo)致沙障的防護效果逐漸減弱，需要及時進行維護和更換。尼龍網(wǎng)方格沙障由于其材料的強度和穩(wěn)定性較高，在風(fēng)沙作用下，沙障的結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，蝕積變化相對較小。但在極端風(fēng)沙條件下，尼龍網(wǎng)方格沙障也可能會受到嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致沙障失效。在實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體的地形、氣候、風(fēng)沙危害程度以及經(jīng)濟條件等因素，綜合考慮選擇尼龍網(wǎng)方格沙障還是蘆葦方格沙障。在地形平坦、風(fēng)沙危害嚴(yán)重、對防護時效性要求較高的地區(qū)，可以優(yōu)先選擇尼龍網(wǎng)方格沙障；在地形起伏較大、蘆葦資源豐富、經(jīng)濟條件相對有限的地區(qū)，蘆葦方格沙障則是一種較為合適的選擇。還可以將兩種沙障結(jié)合使用，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，提高沙漠化治理的效果。5.3對比總結(jié)與選擇建議通過對尼龍網(wǎng)方格沙障與草方格沙障、蘆葦方格沙障的對比分析可知，每種沙障都有其獨特的優(yōu)勢和局限性。尼龍網(wǎng)方格沙障在防護時效性和鋪設(shè)效率上表現(xiàn)出色，適用于對防護效果要求高、需長期穩(wěn)定防護且地形相對平坦的區(qū)域，如鐵路、公路等交通干線的風(fēng)沙防護，以及城市周邊、重要基礎(chǔ)設(shè)施附近的風(fēng)沙治理。其較長的使用壽命和較強的抗風(fēng)蝕能力，能夠為這些關(guān)鍵區(qū)域提供可靠的保護，減少風(fēng)沙對交通和基礎(chǔ)設(shè)施的破壞。草方格沙障則在材料環(huán)保性和截留水分能力方面具有明顯優(yōu)勢，對地形的適應(yīng)性也較強，更適合在生態(tài)脆弱、需要改善土壤水分條件和促進植被生長的地區(qū)使用，如沙漠邊緣的生態(tài)修復(fù)區(qū)、綠洲農(nóng)業(yè)的防護帶等。其環(huán)保的材料和促進水分下滲的特性，有利于改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，為植被的生長創(chuàng)造良好的條件。蘆葦方格沙障在地形起伏較大的區(qū)域具有較好的適應(yīng)性，材料成本相對較低，在蘆葦資源豐富的地區(qū)，是一種經(jīng)濟實用的選擇，可用于山地沙漠化治理、溝壑風(fēng)沙防護等場景。其柔韌性和較低的成本，使得在地形復(fù)雜的區(qū)域能夠更好地發(fā)揮固沙作用。在實際的沙漠化治理中，單一沙障往往難以滿足復(fù)雜多變的風(fēng)沙防治需求。應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)的自然條件，包括地形地貌、氣候特征、風(fēng)沙危害程度，以及社會經(jīng)濟條件，如資金投入、材料獲取的難易程度等，綜合考慮選擇合適的沙障類型。還可以將不同類型的沙障進行組合使用，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，形成互補效應(yīng)，以達到最佳的防風(fēng)固沙效果。在鐵路沿線的風(fēng)沙防治中，可以將尼龍網(wǎng)方格沙障與草方格沙障相結(jié)合，先用尼龍網(wǎng)方格沙障阻擋較大規(guī)模的風(fēng)沙流，降低風(fēng)速，再