聚乳酸纤维沙障断源输沙效果研究

【摘要】：聚乳酸(PLA)纤维是一种可降解纤维,使用后在土壤微生物的作用下可降解为二氧化碳和水。本试验在毛乌素沙地乌审旗境内,选用四个典型新月形沙丘(分别称为A、B、C和D沙丘)。A沙丘为一组,将其迎风坡固输结合的PLA沙障,集流区分别布设集流边与主风向成不同角度“八字形”三角形断面集流边集流沙障,通过测定各区域的风速、积沙和地表蚀积状况,进行对比分析,得出最优的集流角度;B、C和D沙丘作为一组,将B和C沙丘迎风坡分别布设固输结合的矩形断面集流边“八字形”集流沙障;D沙丘作为对照,通过测定各区域的风速、积沙和土壤含水量状况,进行对比分析,得出以下结论: (1)固输结合的PLA沙障能有效地提高集流区风速、增强近地表的风蚀;从聚风效能和地表蚀积量分析得到四个集流角度的聚风效能关系为:25°集流区20°集流区0°集流区30°集流区。 (2)三角形断面PLA集流输沙沙障集流区内部,10~50cm风速随高度上升较快,而50cm到100cm风速上升变缓,在50cm处出现拐点,导致风速廓线出现“S”型弯曲变化;不同集流角度对风速廓线的影响程度不同,30°集流区对风速廓线影响最明显。 (3)矩形断面30°PLA集流输沙沙障集流效果要好于25°集流输沙沙障(P0.01);集流区的风速廓线不再遵循典型的指数分布规律,进风口和中下部50cm以下风速随高度升高幅度较大,而在50~200cm风速升高幅度变缓,中上部和出风口处50cm以下风速上升幅度小,而在50~200cm风速升高幅度较大。 (4)新月形沙丘上铺设PLA沙障后,提高了沙丘土壤表面水分。障格内土壤含水量明显高于裸沙丘上的土壤含水量,并且障格内土壤含水量变化趋势稳定;沙障对沙丘0~40cm的土壤含水量影响较大。