尼龍網方格沙障在臨澤縣南部沙區治理中的應用與觀察

翟明

【摘要】尼龍網沙障是近些年沙區治理中應用的一種新材料沙障，本文通過對臨澤縣南部沙區設置的這種新材料沙障的深入觀察，認真分析其防沙治沙的實用效果及推廣價值，為今后的沙區治理工作提供了一定的參考意見和借鑒價值。

【關鍵詞】新材料；沙區治理；應用；觀察

機械治沙是防沙治沙中應用最廣泛、最普遍、最有效的一種治沙模式，而材料則是機械治沙中最為關鍵的因素之一。在長期的治沙實踐中，我們通常所采用的治沙材料有麥草、粘土、秸稈、碎石等，設置的也多為隱蔽式和半隱蔽式沙障。近些年，隨著治沙理論和治沙技術的進一步完善和提升，尤其是治沙新材料的不斷研制和開發利用，機械治沙又推進到了一個新的水平。

目前，新材料在治沙領域的應用大有推廣和普及的趨勢。這兩年，我們在臨澤縣南部沙區治沙示范園的建設中就引進應用了兩種新材料設置機械沙障，并取得了良好的治沙效果，同時也為今后大規模的推廣、普及這種新材料機械沙障奠定了一定基礎，本文就其中一種新材料———尼龍網方格沙障的應用作一探討。

一、新材料沙障設置區的基本情況

（一）地理位置

本設置區位于臨澤縣小泉子治沙站，東臨明泉公路，西接高臺縣境，南臨新華鎮明泉村，北靠小泉子治沙站北部農耕區。

（二）地形地貌

本區地形東南高、西北低。呈傾斜狀態，全部為流動性沙丘區，地被荒涼剝蝕嚴重。

（三）氣候條件

本區位于西北內陸腹地，屬典型的溫帶大陸性干旱荒漠氣候區。其特點是日照充足、太陽輻射強、晝夜溫差大、降水少而集中、蒸發量大、氣候干燥，全年平均降水量117.2毫米，而蒸發量高達1337.6毫米，大氣干燥度4.9，太陽輻射總量為146.02千卡/平方厘米，年日照時數為3046.2小時，平均每天日照時數為8.3小時，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），平均日較差14.5℃，≥10℃有效積溫3085℃，無霜期169天，年平均風速2.9m/秒。最大在3.1-3.4之間，年平均大風日數14.9天，最多天數大27天，平均沙暴日數20.3天，最多33天，最少14天。災害性天氣有大風、沙塵暴、干旱、干熱風、霜凍、初春低溫等。

（四）植被狀況

本區植被較為稀疏，呈零星分布。沙丘表面主要有少量紅柳、蘆葦、沙米、沙蒿等，丘間低地主要分布有白刺、沙米、沙蒿、駱駝刺、黑珍珠、堿蓬等。

二、尼龍網沙障的組成部分及合成材料

尼龍網方格沙障有尼龍網和固定柱兩部分組成，尼龍網以高密度聚乙烯為主要原料，添加穩定劑，配以紫外線吸收劑，抗氧化劑及其納米材料，采用雙層編鏈邊孔襯入技術編制而成，網洞模擬實驗表明，尼龍網沙障空隙度為30%-45%屬于透風結構型沙障，可在沙漠地區惡劣自然環境下使用10年以上，而且可以回收再利用，尼龍網高20厘米，固定立柱長50厘米。

三、樣地設計及觀測

結合治沙示范園二期建設項目，尼龍網格沙障主要布設于南部沙區簡易沙石路的東西兩側原生流動沙丘區，路東側布設面積100畝，路西側布設50畝，規格1.5米×1.5米。兩側的沙障均從坡腳至坡頂全面布設。

（一）布設方法

根據沙丘走向及沙紋觀測判斷主風向，布設時要主障與主風向垂直，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，然后把尼龍網嵌入立柱夾縫內，拉緊尼龍網，用細鐵絲扎好，使尼龍網呈睡“弓”形繞走，待整個沙丘布設完成時，將四邊折疊補齊，收邊后即完工。

（二）觀察方法

沙障設置完成后抽取具有典型意義的地段，分坡頂、中段、坡腳三處設觀測立柱，觀測立柱上用記號筆標明刻度標記，每月觀測1次，并與周邊麥草沙障和粘土沙障做好對比

（三）觀測結果

經過多次觀測，我們發現尼龍網沙障與麥草沙障和粘土沙障在輸沙量、掏蝕程度、抗沙埋性、成本的可比性等方面都有所不同。

1.輸沙量

總體來說尼龍網沙障，由于是直立式鋪設，有效阻斷了近地面20厘米至30厘米內風與沙面的直接接觸，風沙流在穿過障面時，有一部分氣流在障前碰撞受阻而發生回旋，使障前風速降低，風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，風速減弱，風沙的挾沙能力降低，從而使大部分運動沙粒，在障間和障后發生降落和沉積，使單位時間內輸沙量明顯減少。與周邊麥草沙障和粘土沙障相比，尼龍網沙障的沙面粗糙度最大，輸沙量最小；麥草的沙障沙面粗糙度次之，輸沙量較大；粘土沙障沙面粗糙度最小，輸沙量最大。

2.掏蝕程度

由于該地區風力資源較為豐富，5級以上西北風頻發，因此沙障的掏蝕在所難免。據觀測，在沙丘迎風坡的坡頂、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重，有些地段掏蝕程度達到了15厘米至22厘米。經過分析，發現掏蝕的主要原因是，當風沙流經過沙障時，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，掏蝕嚴重的地段固定立柱被連根拔起，沙障即被連片破壞失去作用。與麥草沙障和粘土沙障不同，尼龍網沙障掏蝕點的關鍵在于固定立柱處，而麥草沙障和粘土沙障的掏蝕點主要在于主障和障內中心位置。就掏蝕程度而言，尼龍網沙障掏蝕程度最為嚴重，粘土沙障次之，麥草沙障抗掏蝕性最好。

3.抗沙埋性

本次在南部沙區設置的尼龍網沙障，均為直立式透風型沙障，其沙障空隙度均在30厘米至45厘米之間，當風沙流經過沙障時，障前積沙量小，障后受障體阻滯，風沙流急劇下沉，沙旋相互碰撞，風速顯著降低，風沙流的挾沙能力迅速減弱，就會形成部分積沙，積沙范圍約為障高的2.5倍，由于本區沙源和風力都比較富集，經過幾次大風，沙障兩側積沙就很快達到并超過障高，造成沙埋，失去繼續阻風的作用。但是沙障基部不易被掏蝕，沙障間很快會形成穩定沙面。據觀測，坡頂和坡腳沙障最易被沙埋，坡中尚可。而麥草沙障和粘土沙障則不存在類似情況或被沙埋的地段很少，其原因是麥草沙障和粘土沙障在風沙流的作用下，障前抬升，障后沉降，障內受氣流吹蝕易形成一個光滑凹面，積沙不是太多，只在障埂附近有積沙因而不易被沙埋。

4.成本的可比性

治沙也要講究成本。與麥草沙障和粘土沙障相比，尼龍網沙障成本還是比較高的。據測算，以設置一畝地沙障計算，尼龍網沙障需要投資1600元左右，麥草沙障需要投資850元，粘土沙障則視取土遠近費用平均在1360元左右。

四、結論及建議

綜上分析，尼龍網沙障在沙區治理中能夠有效發揮固、阻、輸、導的作用，能夠有效降低風速，明顯降低輸沙量，定向塑造風沙地貌，改變沙地營林條件，且操作簡便。其致命弱點是固定立柱處易被掏蝕，沙障融易被沙埋。

鑒于尼龍網沙障存在的優劣性，尼龍網沙障在平緩沙地，零星沙丘的治理中，以及在沙漠中疏林地的更新改造上，具有很好的應用前景，而在大規模的沙區治理中，因其成本過高和存在弱點不宜過多采用，但在麥草資源稀缺的情況下，也可大規模應用。若能將其加以改進克服其致命弱點其應用前景將更為廣泛。

參考文獻

[1]黎小娟，李寧，周智彬.尼龍網方格沙障的風沙流顆粒分布特征[J].水土保持學報，2016，30（05）：128～1340.

[2]黎小娟.尼龍網方格沙障防護效應研究[D].北京：中國科學院大學，2017.