【摘要】： PLA纖維是一種生物可降解纖維,使用后借助于土壤中微生物的作用會(huì)分解成二氧化碳和水。本文以由日本東麗公司生產(chǎn)的PLA纖維織物為研究對(duì)象,于2007年至2009年間,分別在烏蘭布和沙漠和毛烏素沙地設(shè)置了3個(gè)試驗(yàn)區(qū),采用室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與野外觀(guān)測(cè)相結(jié)合的方法,對(duì)PLA纖維材料在作為沙障材料使用時(shí)在施工設(shè)計(jì)、防護(hù)效益、靈活使用、材料在使用后本身的降解特性及降解影響因子等方面進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究,并且對(duì)PLA沙障的推廣應(yīng)用前景也進(jìn)行了探討,主要結(jié)論如下: (1)PVC管+剪刀的施工方法簡(jiǎn)便、高效,PLA沙障的施工受天氣及立地條件影響較大,土壤水分含量影響施工速度,坡面坡度影響障體穩(wěn)定性,格狀沙障的穩(wěn)定性較帶狀好。材料經(jīng)煮沸處理后可顯著改善障體漏沙現(xiàn)象,處理后材料基本指標(biāo)(長(zhǎng)度、質(zhì)量、周長(zhǎng)等)都會(huì)發(fā)生不同程度的變化,但對(duì)整體施工速度的影響不大。 (2)PLA沙障在參考傳統(tǒng)方式設(shè)置時(shí)即起到了很好的防護(hù)效益。a. PLA沙障內(nèi)風(fēng)速廓線(xiàn)呈現(xiàn)獨(dú)特的“S”型變化規(guī)律,對(duì)近地表風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)的影響也較大,可以明顯降低近地表風(fēng)速,增加地表粗糙度,改善地表蝕積狀況。b. PLA沙障對(duì)于植被恢復(fù)具有促進(jìn)作用,沙障規(guī)格、沙丘部位及障體保存情況都對(duì)障內(nèi)植被恢復(fù)有重要影響。c.坡位對(duì)于障內(nèi)表層土壤含水量的變化有顯著影響,沙障規(guī)格之間無(wú)顯著差異,與裸沙丘相比,PLA沙障有助于提高深層土壤的含水量,對(duì)于深層土壤則具有一定的恒溫作用。沙障設(shè)置一年后土壤機(jī)械組成沒(méi)有發(fā)生明顯變化,土壤中速效養(yǎng)分含量卻有較大變幅。 (3)PLA沙障因其可操作性強(qiáng)而具備多種配置方式,從利于沙丘穩(wěn)定的角度來(lái)看,新月型沙丘的理想配置方案為:坡底、坡下鋪設(shè)1m×1m的小規(guī)格,坡中設(shè)置1.5m×1m規(guī)格,其中長(zhǎng)邊走向垂直于主風(fēng)向,坡上設(shè)置2m×2m規(guī)格。PLA沙障的集流輸沙效果體現(xiàn)迅速且明顯,在風(fēng)力治沙領(lǐng)域潛力很大。 (4)PLA纖維作為沙障材料在沙區(qū)使用時(shí),材料的機(jī)械性能受風(fēng)沙活動(dòng)影響最大,光照和水分影響次之。PLA沙障設(shè)置一年半以后,材料平均分子量有所下降,但降幅不大,纖維表面整體保持完好。PLA纖維材料在高溫高濕條件作用下能夠迅速降解,溫度越高,降解速度越快,且沙內(nèi)快于沙表。土壤水分含量對(duì)材料降解也有顯著影響,且水分含量越高,降解速度越快,且沙表快于沙內(nèi)。土壤基質(zhì)對(duì)材料降解也有影響。 (5)與草方格沙障及沙柳沙障相比,PLA沙障材料成本較高,但運(yùn)輸、施工費(fèi)用均較低,使用壽命長(zhǎng),維護(hù)費(fèi)用低。綜合分析認(rèn)為PLA沙障具有很大的發(fā)展?jié)摿皬V闊的推廣應(yīng)用前景。
【圖文】：

從日本東麗公司引進(jìn)，它是由玉米為原材料生產(chǎn)的聚乳酸聚乳酸的分子式見(jiàn)圖 2.1（1），聚乳酸纖維生產(chǎn)工藝過(guò)程如本形狀為長(zhǎng)的圓筒形，類(lèi)似于袖筒的形狀，將圓筒織物加工，6 卷打包為一箱，每卷重 3kg，見(jiàn)圖 2.1（3）。研究中將聚填以就地取材的沙土就形成了最基本的障體，按照一定的設(shè)障，，裝滿(mǎn)后沙障障高在單層平鋪時(shí)均在 15cm 左右。聚乳酸 PLA 纖維，也可簡(jiǎn)稱(chēng)作 PLA，依據(jù)沙障的一般命名習(xí)慣，PLA）纖維織物制作的沙障統(tǒng)稱(chēng)為 PLA 沙障。

3.1 PLA 沙障適宜灌沙工具的優(yōu)化選用PLA 纖維材料在作為沙障使用時(shí)是以長(zhǎng)圓筒狀織物裝沙進(jìn)行設(shè)置的，自然狀態(tài)下織物周長(zhǎng)為 16cm，最大周長(zhǎng)達(dá) 23.2cm。這種形式設(shè)置的沙障可歸屬于沙袋沙障類(lèi)型，沙袋沙障防沙治沙技術(shù)目前已在一些公路防沙治沙中應(yīng)用，甘肅省治沙造林研究所也擬在民勤綠洲流沙固定工程中使用，但在使用過(guò)程中總結(jié)出來(lái)的唯一不足之處就是沙袋的灌沙效率低下，一般使用的是常見(jiàn)的鐵鍬，還有農(nóng)民裝糧食的工具等，但整體效果不好，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，相對(duì)增大了固沙成本。因此，需要開(kāi)發(fā)一種高效省力的灌沙工具，以提高沙障設(shè)置效率，降低治沙成本。在探索過(guò)程中在對(duì)傳統(tǒng)方式進(jìn)行驗(yàn)證的同時(shí)，首先實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一種裝沙漏斗，理念是在欲設(shè)置沙障沙丘上規(guī)劃好以后，將漏斗置于坡頂，沙袋一頭固定在漏斗上，另一頭延沙障設(shè)置線(xiàn)甩在坡下，當(dāng)在坡頂裝沙時(shí)，沙子進(jìn)入沙袋后借助重力作用再輔以一定的人力，沙子會(huì)較容易運(yùn)動(dòng)至坡下沙袋的另一頭，一條沙袋裝好以后，移動(dòng)漏斗位置，開(kāi)始下一個(gè)沙袋的灌沙工作。對(duì)于格狀沙障的垂直走向，由于這種方法裝沙速度應(yīng)該可以，因此，有兩人裝沙的同時(shí)，其它工作人員直接進(jìn)行擺放即可。源于這種理念裝沙漏斗的設(shè)計(jì)圖及其在現(xiàn)地施工圖如下。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：X171

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 韓春冬;高君亮;虞毅;高永;;PLA沙障對(duì)毛烏素沙地新月形沙丘土壤水分的影響[J];內(nèi)蒙古林業(yè)科技;2010年04期

2 李謙;高永;汪季;周丹丹;遲悅春;;聚乳酸纖維沙障對(duì)表層土壤含水量的影響[J];中國(guó)水土保持科學(xué);2012年03期

3 袁立敏;高永;李謙;黨曉宏;王春穎;張延旭;;沙袋沙障對(duì)沙丘植被特征的影響[J];水土保持通報(bào);2011年05期

4 原偉杰;虞毅;王戈;高永;高君亮;王淮亮;;可降解聚乳酸沙障降解性能研究[J];水土保持通報(bào);2012年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 胡小龍;內(nèi)蒙古多倫縣退化草地生態(tài)恢復(fù)研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2011年

2 樸起亨;幾種不同材料機(jī)械沙障防風(fēng)效應(yīng)研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2010年

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1 張宇;伊敏露天煤礦排土場(chǎng)聚乳酸纖維護(hù)坡技術(shù)研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

2 韓春冬;聚乳酸纖維沙障斷源輸沙效果研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

3 楊敏;植物生長(zhǎng)延緩劑對(duì)檸條生長(zhǎng)及其抗性的影響[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

4 袁立敏;PLA沙障對(duì)土壤物理性質(zhì)影響及其防護(hù)效益研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2641086