【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纖維織物為研究對象,于2007年至2009年間,分別在烏蘭布和沙漠和毛烏素沙地設置了3個試驗區(qū),采用室內(nèi)實驗與野外觀測相結合的方法,對PLA纖維材料在作為沙障材料使用時在施工設計、防護效益、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行了全面系統(tǒng)的研究,并且對PLA沙障的推廣應用前景也進行了探討,主要結論如下: (1)PVC管+剪刀的施工方法簡便、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(長度、質(zhì)量、周長等)都會發(fā)生不同程度的變化,但對整體施工速度的影響不大。 (2)PLA沙障在參考傳統(tǒng)方式設置時即起到了很好的防護效益。a. PLA沙障內(nèi)風速廓線呈現(xiàn)獨特的“S”型變化規(guī)律,對近地表風沙流結構的影響也較大,可以明顯降低近地表風速,增加地表粗糙度,改善地表蝕積狀況。b. PLA沙障對于植被恢復具有促進作用,沙障規(guī)格、沙丘部位及障體保存情況都對障內(nèi)植被恢復有重要影響。c.坡位對于障內(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,對于深層土壤則具有一定的恒溫作用。沙障設置一年后土壤機械組成沒有發(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而具備多種配置方式,從利于沙丘穩(wěn)定的角度來看,新月型沙丘的理想配置方案為:坡底、坡下鋪設1m×1m的小規(guī)格,坡中設置1.5m×1m規(guī)格,其中長邊走向垂直于主風向,坡上設置2m×2m規(guī)格。PLA沙障的集流輸沙效果體現(xiàn)迅速且明顯,在風力治沙領域潛力很大。 (4)PLA纖維作為沙障材料在沙區(qū)使用時,材料的機械性能受風沙活動影響最大,光照和水分影響次之。PLA沙障設置一年半以后,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,但運輸、施工費用均較低,使用壽命長,維護費用低。綜合分析認為PLA沙障具有很大的發(fā)展?jié)摿皬V闊的推廣應用前景。
【圖文】：

從日本東麗公司引進，它是由玉米為原材料生產(chǎn)的聚乳酸聚乳酸的分子式見圖 2.1（1），聚乳酸纖維生產(chǎn)工藝過程如本形狀為長的圓筒形，類似于袖筒的形狀，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，按照一定的設障，，裝滿后沙障障高在單層平鋪時均在 15cm 左右。聚乳酸 PLA 纖維，也可簡稱作 PLA，依據(jù)沙障的一般命名習慣，PLA）纖維織物制作的沙障統(tǒng)稱為 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是以長圓筒狀織物裝沙進行設置的，自然狀態(tài)下織物周長為 16cm，最大周長達 23.2cm。這種形式設置的沙障可歸屬于沙袋沙障類型，沙袋沙障防沙治沙技術目前已在一些公路防沙治沙中應用，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，但在使用過程中總結出來的唯一不足之處就是沙袋的灌沙效率低下，一般使用的是常見的鐵鍬，還有農(nóng)民裝糧食的工具等，但整體效果不好，費時費力，相對增大了固沙成本。因此，需要開發(fā)一種高效省力的灌沙工具，以提高沙障設置效率，降低治沙成本。在探索過程中在對傳統(tǒng)方式進行驗證的同時，首先實驗設計了一種裝沙漏斗，理念是在欲設置沙障沙丘上規(guī)劃好以后，將漏斗置于坡頂，沙袋一頭固定在漏斗上，另一頭延沙障設置線甩在坡下，當在坡頂裝沙時，沙子進入沙袋后借助重力作用再輔以一定的人力，沙子會較容易運動至坡下沙袋的另一頭，一條沙袋裝好以后，移動漏斗位置，開始下一個沙袋的灌沙工作。對于格狀沙障的垂直走向，由于這種方法裝沙速度應該可以，因此，有兩人裝沙的同時，其它工作人員直接進行擺放即可。源于這種理念裝沙漏斗的設計圖及其在現(xiàn)地施工圖如下。
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：X171

【引證文獻】

相關期刊論文 前4條

1 韓春冬;高君亮;虞毅;高永;;PLA沙障對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;;聚乳酸纖維沙障對表層土壤含水量的影響[J];中國水土保持科學;2012年03期

3 袁立敏;高永;李謙;黨曉宏;王春穎;張延旭;;沙袋沙障對沙丘植被特征的影響[J];水土保持通報;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;2012年03期

相關博士學位論文 前2條

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

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

相關碩士學位論文 前4條

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

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

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

本文編號：2641086