草方格沙障在高速公路防風固沙中的應用探究

孫玉帥 程丹江 艾源

摘要：風沙地區的高速公路是連接各個沙漠城鎮的紐帶，但是由于常年的風沙環境，高速公路會受到沙埋和風蝕等危害。草方格沙障是一種生態綠色的治沙方式，被廣泛應用到沙漠地帶的防風治沙中。本文主要分析研究了草方格在高速公路中防風固沙的應用。

關鍵詞：草方格;高速公路;防風固沙

中國現在的沙漠總面積達到一百三十多萬平方公里，這些沙漠廣泛分布在中國西北部，并且不成片的沙漠被很多城鎮隔開，所以在我國廣袤的沙漠地區依然居住著很多人群。為了帶動這些城市的經濟發展，西北地區的很多高速路段都會經過沙漠地帶。通常情況下，沙漠地區的風沙會給高速公路帶來各種影響，這一點也引起了廣大研究人員的關注，本篇論文從草方格的特點和風沙對高速公路的危害入手，分析探索了草方格沙障在沙漠高速公路防風固沙中的應用。

一、草方格沙障

上個世紀五十年代我國鐵路技術工作者在修建包蘭鐵路時，意外地發現了草方格治沙的方法，并且這個方法很快在全球范圍內的沙漠地區被廣泛應用，后來這種方法被譽為中國“魔方”治沙法。

（一）草方格的制作

首先將需要鋪設草方格的沙地根據當地主導風向合理規劃成一個個的正方形區域（一般正方形的尺寸為1×1m）;然后挑選優質干燥的麥草或其他植物，并將這些麥草整齊均勻地碼放在規劃好的正方形上，具體放置方式如圖1所示（麥草鋪放的方向垂直于正方形的邊）;最后用鐵鍬或其他工具將麥草按照正方形的邊壓入沙土中。這里需要注意的是麥草鋪放的厚度要合適，并且保證壓好的麥草露出地面的高度在10～20厘米之內[1]。

（二）草方格治沙的原理

插入沙地中的麥草具有一定的高度，所以草方格可以降低風的運動，具有一定的擋風性。并且在沙地中鋪設大量的草方格降低沙漠表面的光滑度，可以進一步改變沙漠表面沙子的運動，從而降低了風速。這樣就降低了沙子的流動性，起到了防風固沙的作用。另外當風沙吹過草方格時，由于氣流作用可以使風沙順利過境，就可以避免草方格周圍出現流沙堆積。并且沙漠邊緣鋪設的草方格還可以有效阻止沙丘前移，避免沙漠擴張。

通過在沙漠地帶鋪設草方格可以增加沙地的含水量，這是因為草方格可以減少沙地水分的蒸發，并且可以鎖住外來的水分。草方格可以小范圍地改善沙漠環境，沙地水分增多，就可以使草方格周圍的植物更好的生長，長此以往，草方格周圍的沙土就會被更好的固定。另外草方格還有改善沙漠土壤的作用，草方格鋪設四到五年左右，沙面以下的麥草等植物會逐漸腐爛，這就可以為沙漠土壤增加營養物質和微生物，進一步促進了沙漠綠化植物的生長。由此可見，在沙漠中鋪設草方格，就會在沙漠中形成一個小的生態體系，可以更好地實現沙漠治理和造林綠化的目標[2]。

二、風沙對高速公路的危害及草方格的應用

四通八達的高速公路網絡系統，不僅可以更好地促進國民經濟發展，還是貼近群眾的基礎建設。所以我國每年會投入大量的資金建設和養護高速公路。沙漠地區的高速公路長期處于風沙環境中，經常會受到各種危害，這些危害不僅會影響行駛在高速公路上的車輛，還會對高速公路及附屬建筑造成嚴重的損害，下面將簡單介紹風沙對高速公路的危害。

（一）沙埋危害及草方格應用

沙埋是一種在沙漠地區最常見的危害，沙土隨著風的運動不斷移動，當風力減弱或消失后，大量的沙土又會落到地面，這些沙土就會掩埋田地、公路、房屋等建筑。并且沙子隨風的運動會使沙漠的面積逐漸擴大，使更多的土地被沙漠吞噬，所以沙埋給沙漠及周邊地區的人民帶來嚴重的經濟損失，甚至威脅到他們的生命安全。通常情況下，根據積沙形狀的不同可以將沙漠地區公路的沙埋分為堆狀、片狀以及舌狀沙埋三種形式。沙埋不僅會給高速公路帶來更多養護和清掃的支出，還會影響高速公路中車輛的行駛。所以說沙埋是沙漠高速公路面臨的最大危害，如果不及時處理和防治，公路可能會被沙土徹底掩埋，就只能面臨重建或廢棄。

為了避免沙漠地區的高速公路受到沙埋的危害，一般都會修建各種防風沙的設施，草方格就是其中最常見的一種。和其他防沙設施相比草方格沙障的應用具有很多優勢。在高速公路周圍鋪設草方格，可以將沙土很好地固定，減少沙土隨風流動，有效避免了沙埋的發生。

（二）風蝕危害及草方格應用

沙漠地區常年都伴隨強烈的風沙天氣，所以風沙會對沙漠里的各種建筑造成風蝕，根據風對物體的侵蝕方式不同，風蝕一般會分為兩種，分別是磨蝕和吹蝕。風沙對高速公路的磨蝕主要是因為沙漠地帶的風中會裹挾大量沙子，而這些沙子就會對高速公路及附屬建筑進行磨損，危害最大的就是對高速公路路基和路面的磨蝕。吹蝕主要是因為高速公路等建筑長期受到風吹日曬，公路建筑逐漸松散，風就會帶走建筑中沙土質的建筑材料，當高速公路的方向和當地主導風向平行時，吹蝕現象就會更加嚴重，一般受損部位主要集中在高速公路的兩側路肩和邊坡的上方。沙漠地帶的高速公路在通常情況下都是受到磨蝕和吹蝕的共同作用。和沙埋對高速公路的危害相比，風蝕的危害在短時間內不會太明顯也不會帶來嚴重的后果，但是沙漠地區的高速公路長期受到風蝕的作用，就會出現路基變窄變低，路肩和坡面被吹空吹散，甚至會發生坍塌。風蝕的日積月累為高速公路的養護造成了大量的經濟支出，并且如果不從根源上做好防風固沙，這個危害將無法消除[3]。

要想減少并消除風沙地帶高速公路的風蝕危害，就需要將關注點放在防風上。在高速公路周圍鋪設草方格可以增加沙地的粗糙度，使高速公路周圍的風速降低，起到了擋風防風的作用，減少了風沙對路面和路基的磨蝕，還可以將草方格應用到路基防護上，就可以避免風沙對路基的吹蝕。另外由于草方格可以增加鋪設地點沙土的含水量，改善了高速公路周圍沙地的生物環境，可以在高速公路周圍栽種更多的植物，這樣就可以從根源上起到防風固沙的作用。

（三）草方格沙障施工要點

草方格沙障所使用的材料比較常見，多為蘆葦、稻草和麥稈等，這些材料要不能出現霉變等問題。在施工前期階段，需要在這些材料上灑一些水使其保持濕潤，從而將材料的柔韌性提升。根據施工范圍和風沙侵擾現狀在周圍地區合理的規劃好網格具體位置，待完成草方格位置規劃以后，需要將材料進行裁剪，一般的要使得的材料長度保持在50厘米左右，將其沿著位線均勻且合理的擺放完好，利用平頭鐵鍬將材料插入到沙土內，插入沙土的深度一般保持在10厘米到20厘米左右的深度即可。待完成草方格沙障施工以后，施工人員要利用設備或者人工將材料根部位置的沙土壓實，另外應用鐵鍬扒出草方格沙障中心的沙子，使得草方格整體性成為一個潛弧形洼地。材料漏出來的高度要保持在10厘米到20厘米左右，每個草方格當中使用的材料重量基本保持在3千克左右。

草方格沙障內的材料在進行栽植的時候，需要保持其疏密相間，同時要保障其連續性和均勻性。修正平順草方格栽植范圍內的地面，栽植的草方格沙障要具有良好的防護效果和外觀。完成草方格栽植以后必須要對其根部位置壓實，避免受到風沙影響而出現連根拔起的現象，不僅造成防風沙效果下降，還會增加施工難度，草方格內部的沙土不能出現虛散現象。草方格栽植要按照軸線方向完成，由于草方格沙障的材料比較干燥，所以要每間隔30米到40米的距離設置隔離火源的防火帶，防火帶的寬度控制1米左右。在施工期間，更要杜絕火種。

結語

通過分析草風格治沙特點和沙漠高速公路面臨的危害，我們可以看出在高速公路周圍鋪設草風格沙障不僅可以實現高速公路防風固沙的要求，還可以改善高速公路周圍的沙漠生態環境，為沙漠治理作出貢獻。

參考文獻：

[1]鄧時容. 基于草方格沙障與微生物巖土技術的治沙方法[J]. 科技風，2018，No.358（26）：220.

[2]謝虎雄，馬發躍，武生智. 風沙環境中公路風沙災害的數值模擬[J]. 中國沙漠，2019，39（02）：154-160.

[3]鄧佳源，曲湘云. 草方格沙障在防風固沙中的應用[J]. 工程建設與設計，2019，No.419（21）：213-215.