| 题名 | 四种化学固沙剂固沙性能研究 |
| 作者 | 冯筱 |
| 答辩日期 | 2016 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 徐新文 |
| 关键词 | 土壤风蚀 化学固沙剂 抗风蚀性 保水性 土壤硬度 固结层厚度 |
| 学位专业 | 环境工程 |
| 英文摘要 | 风蚀荒漠化是干旱、半干旱地区重要的环境问题，对环境和人类生存造成一系列危害，必须采取有效的防沙固沙技术和措施来防止土壤风蚀的发生。化学固沙技术具有见效快，使用方便等优点，应用较为普遍。虽然化学固沙材料种类繁多，但真正大规模应用于固沙实践的却不多，尤其对适用于盐渍化地区的固沙剂鲜有报道。基于此，本文以最新研制的醋酸乙烯酯类化学固沙剂（WGS-3，WGS-4和CS-204）和抗盐性化学固沙剂（KY-1）为研究对象，主要通过室内风洞实验、保水性实验、土壤硬度和固结层厚度测试，对这两类固沙剂的固沙性能进行了对比分析，研究结果可为材料的优化和推广提供参考依据。主要研究结果如下： （1）三种醋酸乙烯酯类固沙剂均具有良好的固沙效果。在相同条件下，固沙剂WGS-3的抗风蚀性较WGS-4和CS-204差；CS-204的抗风蚀性略强于WGS-4。挟沙风较净风更易使沙面（喷施固沙剂后）产生风蚀。在挟沙风条件下，风蚀量随固沙剂喷洒量增加而减小，随吹蚀坡度的增加而增大。同一固沙剂，土壤硬度和固结层厚度随着喷洒浓度的增加而增加；同一喷洒浓度下，土壤硬度大小表现为WGS-3>WGS-4>CS-204，固结层厚度大小表现为CS-204>WGS-4>WGS-3。土壤硬度只是影响抗风蚀性的一个方面，固结层的韧性和弹性也是抗风蚀过程中不可忽略的一个机械属性。 （2）三种固沙剂均可有效抑制土壤蒸发。随固沙剂喷洒浓度增加，固沙剂喷洒土壤的保水性能增加；在土壤蒸发过程中，随时间增加，固沙剂对土壤水分蒸发的抑制作用呈减小趋势。三种固沙剂保水性能WGS-4最显著，CS-204次之，WGS-3最弱。 （3）结合野外实际固沙需求，综合考虑固沙剂的抗风蚀性和保水性，可选用WGS-4和CS-204，喷洒浓度2.0%~3.0%，喷洒量1 L/m2，能有效抵御12m/s左右的风力，并能有效减缓土壤水分的蒸发作用。 （4）河沙的粒度对固沙剂CS-204的抗风蚀效果影响不明显。相同喷洒浓度下，细沙、中沙和粗沙的固结层厚度依次增加，但土壤硬度无明显规律可循。 （5）KY-1抗盐性固沙剂对含盐沙质土具有显著的固沙效果。在相同土壤盐分含量条件下，当固沙剂喷洒浓度增加时，土壤坑风蚀性、土壤硬度和固结层厚度均增加。在一定的固沙剂喷洒浓度下（浓度0除外），随着土壤盐分含量的增加，土壤抗风蚀性、土壤硬度和固结层厚度呈先减小后增加的变化趋势；仅喷洒水时，土壤抗风蚀性、土壤硬度和固结层厚度随盐分含量的增加而增加。可见，土壤盐分本身也具有胶结沙颗粒的作用，可提高固沙效果，而固沙乳液和盐分协同作用，固沙效果更好。 （6）固结层厚度也是衡量土壤抗风蚀性的一个方面，固结层厚度较大时，土壤硬度较大，土壤抗风蚀性较强。固沙剂喷洒浓度分别为0，1.0%和2.0%时，风蚀率随着土壤硬度的增加呈指数减小趋势，当喷洒浓度增加至3.0%时，相关性较弱。从经济的角度考虑固沙，当土壤盐分含量高于30 g/kg时，固沙剂使用浓度为2.0%~3.0%，土壤盐分含量低于30 g/kg时，固沙剂使用浓度为3.0%或者稍高于3.0%，且喷洒量为1 L/m2时，可有效抵御15 m/s的风速。 （7）野外观测期间，醋酸乙烯酯类固沙剂固结层保存较好，并无风蚀痕迹，虽然实验观测时间较短，但从目前的观测结果来看，固沙剂具有一定的野外固沙能力。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 环境工程 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.xjlas.org/handle/365004/14736]  |
| 专题 | 新疆生态与地理研究所_研究系统_荒漠环境研究室 |
| 作者单位 | 中科院新疆生态与地理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 冯筱. 四种化学固沙剂固沙性能研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2016. |
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