尼龙网方格沙障在临泽县南部沙区治理中的应用与观察

翟明

【摘要】尼龙网沙障是近些年沙区治理中应用的一种新材料沙障，本文通过对临泽县南部沙区设置的这种新材料沙障的深入观察，认真分析其防沙治沙的实用效果及推广价值，为今后的沙区治理工作提供了一定的参考意见和借鉴价值。

【关键词】新材料；沙区治理；应用；观察

机械治沙是防沙治沙中应用最广泛、最普遍、最有效的一种治沙模式，而材料则是机械治沙中最为关键的因素之一。在长期的治沙实践中，我们通常所采用的治沙材料有麦草、粘土、秸秆、碎石等，设置的也多为隐蔽式和半隐蔽式沙障。近些年，随着治沙理论和治沙技术的进一步完善和提升，尤其是治沙新材料的不断研制和开发利用，机械治沙又推进到了一个新的水平。

目前，新材料在治沙领域的应用大有推广和普及的趋势。这两年，我们在临泽县南部沙区治沙示范园的建设中就引进应用了两种新材料设置机械沙障，并取得了良好的治沙效果，同时也为今后大规模的推广、普及这种新材料机械沙障奠定了一定基础，本文就其中一种新材料———尼龙网方格沙障的应用作一探讨。

一、新材料沙障设置区的基本情况

（一）地理位置

本设置区位于临泽县小泉子治沙站，东临明泉公路，西接高台县境，南临新华镇明泉村，北靠小泉子治沙站北部农耕区。

（二）地形地貌

本区地形东南高、西北低。呈倾斜状态，全部为流动性沙丘区，地被荒凉剥蚀严重。

（三）气候条件

本区位于西北内陆腹地，属典型的温带大陆性干旱荒漠气候区。其特点是日照充足、太阳辐射强、昼夜温差大、降水少而集中、蒸发量大、气候干燥，全年平均降水量117.2毫米，而蒸发量高达1337.6毫米，大气干燥度4.9，太阳辐射总量为146.02千卡/平方厘米，年日照时数为3046.2小时，平均每天日照时数为8.3小时，年平均气温为7.6℃，历年最高气温39.1℃（1972年8月8日）。最低温度为零下28.6℃（2002年12月26日），平均日较差14.5℃，≥10℃有效积温3085℃，无霜期169天，年平均风速2.9m/秒。最大在3.1-3.4之间，年平均大风日数14.9天，最多天数大27天，平均沙暴日数20.3天，最多33天，最少14天。灾害性天气有大风、沙尘暴、干旱、干热风、霜冻、初春低温等。

（四）植被状况

本区植被较为稀疏，呈零星分布。沙丘表面主要有少量红柳、芦苇、沙米、沙蒿等，丘间低地主要分布有白刺、沙米、沙蒿、骆驼刺、黑珍珠、碱蓬等。

二、尼龙网沙障的组成部分及合成材料

尼龙网方格沙障有尼龙网和固定柱两部分组成，尼龙网以高密度聚乙烯为主要原料，添加稳定剂，配以紫外线吸收剂，抗氧化剂及其纳米材料，采用双层编链边孔衬入技术编制而成，网洞模拟实验表明，尼龙网沙障空隙度为30%-45%属于透风结构型沙障，可在沙漠地区恶劣自然环境下使用10年以上，而且可以回收再利用，尼龙网高20厘米，固定立柱长50厘米。

三、样地设计及观测

结合治沙示范园二期建设项目，尼龙网格沙障主要布设于南部沙区简易沙石路的东西两侧原生流动沙丘区，路东侧布设面积100亩，路西侧布设50亩，规格1.5米×1.5米。两侧的沙障均从坡脚至坡顶全面布设。

（一）布设方法

根据沙丘走向及沙纹观测判断主风向，布设时要主障与主风向垂直，副障与主障垂直夹角成90度，将固定立柱用锤子钉入沙面上划好线“十”字形交叉部位（即主障与副障交叉处）30厘米，然后把尼龙网嵌入立柱夹缝内，拉紧尼龙网，用细铁丝扎好，使尼龙网呈睡“弓”形绕走，待整个沙丘布设完成时，将四边折叠补齐，收边后即完工。

（二）观察方法

沙障设置完成后抽取具有典型意义的地段，分坡顶、中段、坡脚三处设观测立柱，观测立柱上用记号笔标明刻度标记，每月观测1次，并与周边麦草沙障和粘土沙障做好对比

（三）观测结果

经过多次观测，我们发现尼龙网沙障与麦草沙障和粘土沙障在输沙量、掏蚀程度、抗沙埋性、成本的可比性等方面都有所不同。

1.输沙量

总体来说尼龙网沙障，由于是直立式铺设，有效阻断了近地面20厘米至30厘米内风与沙面的直接接触，风沙流在穿过障面时，有一部分气流在障前碰撞受阻而发生回旋，使障前风速降低，风沙流的挟沙能力降低，沙粒沉落，另一部分气流从沙障空隙内穿过沙障，在穿过过程中，因受沙障材料摩擦、碰撞、阻挡和分割，气流的动能量被明显消耗，风速减弱，风沙的挟沙能力降低，从而使大部分运动沙粒，在障间和障后发生降落和沉积，使单位时间内输沙量明显减少。与周边麦草沙障和粘土沙障相比，尼龙网沙障的沙面粗糙度最大，输沙量最小；麦草的沙障沙面粗糙度次之，输沙量较大；粘土沙障沙面粗糙度最小，输沙量最大。

2.掏蚀程度

由于该地区风力资源较为丰富，5级以上西北风频发，因此沙障的掏蚀在所难免。据观测，在沙丘迎风坡的坡顶、坡中、坡脚的掏蚀程度各不相同，尤其是坡顶和坡中掏蚀较为严重，有些地段掏蚀程度达到了15厘米至22厘米。经过分析，发现掏蚀的主要原因是，当风沙流经过沙障时，一部分气流受障体阻挡回旋至主障与副障夹角处，即固定立柱处，另一部分气流直接冲击固定立柱处，两股气流合并合力骤增，形成强大的回旋气团，将固定立柱处的沙粒挟走，形成掏蚀大坑，掏蚀严重的地段固定立柱被连根拔起，沙障即被连片破坏失去作用。与麦草沙障和粘土沙障不同，尼龙网沙障掏蚀点的关键在于固定立柱处，而麦草沙障和粘土沙障的掏蚀点主要在于主障和障内中心位置。就掏蚀程度而言，尼龙网沙障掏蚀程度最为严重，粘土沙障次之，麦草沙障抗掏蚀性最好。

3.抗沙埋性

本次在南部沙区设置的尼龙网沙障，均为直立式透风型沙障，其沙障空隙度均在30厘米至45厘米之间，当风沙流经过沙障时，障前积沙量小，障后受障体阻滞，风沙流急剧下沉，沙旋相互碰撞，风速显著降低，风沙流的挟沙能力迅速减弱，就会形成部分积沙，积沙范围约为障高的2.5倍，由于本区沙源和风力都比较富集，经过几次大风，沙障两侧积沙就很快达到并超过障高，造成沙埋，失去继续阻风的作用。但是沙障基部不易被掏蚀，沙障间很快会形成稳定沙面。据观测，坡顶和坡脚沙障最易被沙埋，坡中尚可。而麦草沙障和粘土沙障则不存在类似情况或被沙埋的地段很少，其原因是麦草沙障和粘土沙障在风沙流的作用下，障前抬升，障后沉降，障内受气流吹蚀易形成一个光滑凹面，积沙不是太多，只在障埂附近有积沙因而不易被沙埋。

4.成本的可比性

治沙也要講究成本。与麦草沙障和粘土沙障相比，尼龙网沙障成本还是比较高的。据测算，以设置一亩地沙障计算，尼龙网沙障需要投资1600元左右，麦草沙障需要投资850元，粘土沙障则视取土远近费用平均在1360元左右。

四、结论及建议

综上分析，尼龙网沙障在沙区治理中能够有效发挥固、阻、输、导的作用，能够有效降低风速，明显降低输沙量，定向塑造风沙地貌，改变沙地营林条件，且操作简便。其致命弱点是固定立柱处易被掏蚀，沙障融易被沙埋。

鉴于尼龙网沙障存在的优劣性，尼龙网沙障在平缓沙地，零星沙丘的治理中，以及在沙漠中疏林地的更新改造上，具有很好的应用前景，而在大规模的沙区治理中，因其成本过高和存在弱点不宜过多采用，但在麦草资源稀缺的情况下，也可大规模应用。若能将其加以改进克服其致命弱点其应用前景将更为广泛。

参考文献

[1]黎小娟，李宁，周智彬.尼龙网方格沙障的风沙流颗粒分布特征[J].水土保持学报，2016，30（05）：128～1340.

[2]黎小娟.尼龙网方格沙障防护效应研究[D].北京：中国科学院大学，2017.