【摘要】：沙漠環(huán)境治理之中,固沙裝備鋪設(shè)草方格治沙最為科學(xué)有效,但是在裝備研制過(guò)程中大多依靠經(jīng)驗(yàn),并沒(méi)有成熟的理論支撐,進(jìn)行固沙裝備的實(shí)地試驗(yàn)也會(huì)受到季節(jié)性和環(huán)境制約。本文旨在研究沙障鋪設(shè)過(guò)程中插入阻力和牽引的大小和影響因素,通過(guò)受力分析和沙槽試驗(yàn)臺(tái)裝置的設(shè)計(jì),完成插入阻力和牽引力實(shí)際測(cè)量,為固沙裝備鋪設(shè)系統(tǒng)和牽引動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論參數(shù)。主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:對(duì)刀盤在沙地中插草過(guò)程進(jìn)行了參數(shù)化建模,分析了刀盤各運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的受力因素,并進(jìn)行了參數(shù)化計(jì)算和公式推導(dǎo),建立了不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下插入阻力和牽引力平衡方程。對(duì)沙槽試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了機(jī)械結(jié)構(gòu)和調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì),其結(jié)構(gòu)主要包括刀盤、沙槽、支架、升降滑軌、測(cè)力裝置、驅(qū)動(dòng)裝置等。驅(qū)動(dòng)裝置選用步進(jìn)電機(jī)作為動(dòng)力源,通過(guò)繩索牽引帶動(dòng)升降滑軌裝置水平移動(dòng),其中升降滑軌可實(shí)現(xiàn)插入深度100nm的調(diào)節(jié),測(cè)力裝置通過(guò)兩端鉸接實(shí)現(xiàn)拉壓傳感器的安裝和試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取。對(duì)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了參數(shù)化計(jì)算和驅(qū)動(dòng)原理圖設(shè)計(jì),通過(guò)步進(jìn)電機(jī)調(diào)頻和細(xì)分實(shí)現(xiàn)鋪設(shè)速度可調(diào)節(jié)。進(jìn)行了試驗(yàn)前的準(zhǔn)備和調(diào)試工作,完成了沙土制備、含水率和密度的測(cè)量,對(duì)鋪設(shè)的沙障材料稻草進(jìn)行了分析和定量處理。組裝試驗(yàn)臺(tái)對(duì)調(diào)速和測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試,完成了不同試驗(yàn)因素下的初步測(cè)量,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的合理性,提出了本文的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法和試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。進(jìn)行沙地插草的單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn),對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行極差和顯著性分析,得出一定條件下鋪設(shè)速度對(duì)插入阻力和牽引力沒(méi)有影響,而插入深度和鋪設(shè)厚度對(duì)其影響顯著。通過(guò)回歸擬合最終得到插入阻力、牽引力與插入深度、鋪設(shè)厚度之間的二次回歸模型,進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證了模型的合理性和準(zhǔn)確性。
【圖文】：

最終發(fā)現(xiàn)通過(guò)草方格治沙是最為科學(xué)有效的方法，它能夠?qū)⑸镏紊澈凸こ讨五义仙车膬?yōu)點(diǎn)相結(jié)合，快速解決沙地侵蝕和沙漠治理（劉大為，２０１３）。逡逑草方格一種固定式的沙障（圖１－２為甘肅民勤沙漠地帶草沙障鋪設(shè)實(shí)物圖），逡逑在沙漠地帶可以阻礙沙體流動(dòng)，適用于風(fēng)向多變的沙區(qū)。草方格沙障的尺寸有多種逡逑（ｌｍＸｌｍ、２ｉｎＸ２ｍ等），研究發(fā)現(xiàn)ｌｉｎＸｌｍ的沙障固沙效果最佳，草方格沙障露出逡逑地表高度１５０？２００ｍｍ，沙土表面的風(fēng)速能夠減弱２０％？４０％邋（劉姝穎，２０１４）。逡逑２逡逑

丨５：Ａ邐二逡逑圖１－１中國(guó)土地沙漠化分布現(xiàn)狀逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｄｅｓｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｉｎ邋Ｃｈｉｎａ逡逑中國(guó)沙漠化嚴(yán)重的地域主要分布西北地區(qū)和內(nèi)蒙古自治區(qū)。內(nèi)蒙古區(qū)域?qū)儆阱义细珊�、半干旱的溫帶氣候區(qū)，主要是風(fēng)力作用導(dǎo)致土壤侵蝕進(jìn)而加劇荒漠化，其中逡逑八大沙漠和四大沙地對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響較為嚴(yán)重。八大沙漠包括了巴丹吉林沙漠、逡逑庫(kù)布齊沙漠、騰格里沙漠、庫(kù)木塔格沙漠、塔克拉瑪干沙漠、古爾班通古特沙漠、逡逑烏蘭布和沙漠、毛烏素沙漠；同時(shí)，科爾沁沙地、呼倫貝爾沙地、渾善達(dá)克沙地、逡逑松嫩沙地這四大沙地是我國(guó)主要的沙源地（楊根生，２００１；王濤，２０１５）。西北地逡逑域地形復(fù)雜，存在平原、山脈、盆地等多種地貌，而且氣候多變、氣象要素分布不逡逑均，容易發(fā)生水土流失，，導(dǎo)致土壤貧瘠和生態(tài)環(huán)境脆弱。逡逑我國(guó)對(duì)荒漠環(huán)境治理和防風(fēng)固沙工作高度重視，出臺(tái)了邋一系列環(huán)境保護(hù)法規(guī)逡逑以及沙漠環(huán)境治理扶持對(duì)策。早在１９５９年，中國(guó)科學(xué)院在蘭州設(shè)立固沙團(tuán)隊(duì)開展逡逑沙化環(huán)境治理研宄
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S776

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本文編號(hào)：2667193