草方格沙障在高速公路防风固沙中的应用探究

孙玉帅 程丹江 艾源

摘要：风沙地区的高速公路是连接各个沙漠城镇的纽带，但是由于常年的风沙环境，高速公路会受到沙埋和风蚀等危害。草方格沙障是一種生态绿色的治沙方式，被广泛应用到沙漠地带的防风治沙中。本文主要分析研究了草方格在高速公路中防风固沙的应用。

关键词：草方格;高速公路;防风固沙

中国现在的沙漠总面积达到一百三十多万平方公里，这些沙漠广泛分布在中国西北部，并且不成片的沙漠被很多城镇隔开，所以在我国广袤的沙漠地区依然居住着很多人群。为了带动这些城市的经济发展，西北地区的很多高速路段都会经过沙漠地带。通常情况下，沙漠地区的风沙会给高速公路带来各种影响，这一点也引起了广大研究人员的关注，本篇论文从草方格的特点和风沙对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风固沙中的应用。

一、草方格沙障

上个世纪五十年代我国铁路技术工作者在修建包兰铁路时，意外地发现了草方格治沙的方法，并且这个方法很快在全球范围内的沙漠地区被广泛应用，后来这种方法被誉为中国“魔方”治沙法。

（一）草方格的制作

首先将需要铺设草方格的沙地根据当地主导风向合理规划成一个个的正方形区域（一般正方形的尺寸为1×1m）;然后挑选优质干燥的麦草或其他植物，并将这些麦草整齐均匀地码放在规划好的正方形上，具体放置方式如图1所示（麦草铺放的方向垂直于正方形的边）;最后用铁锹或其他工具将麦草按照正方形的边压入沙土中。这里需要注意的是麦草铺放的厚度要合适，并且保证压好的麦草露出地面的高度在10～20厘米之内[1]。

（二）草方格治沙的原理

插入沙地中的麦草具有一定的高度，所以草方格可以降低风的运动，具有一定的挡风性。并且在沙地中铺设大量的草方格降低沙漠表面的光滑度，可以进一步改变沙漠表面沙子的运动，从而降低了风速。这样就降低了沙子的流动性，起到了防风固沙的作用。另外当风沙吹过草方格时，由于气流作用可以使风沙顺利过境，就可以避免草方格周围出现流沙堆积。并且沙漠边缘铺设的草方格还可以有效阻止沙丘前移，避免沙漠扩张。

通过在沙漠地带铺设草方格可以增加沙地的含水量，这是因为草方格可以减少沙地水分的蒸发，并且可以锁住外来的水分。草方格可以小范围地改善沙漠环境，沙地水分增多，就可以使草方格周围的植物更好的生长，长此以往，草方格周围的沙土就会被更好的固定。另外草方格还有改善沙漠土壤的作用，草方格铺设四到五年左右，沙面以下的麦草等植物会逐渐腐烂，这就可以为沙漠土壤增加营养物质和微生物，进一步促进了沙漠绿化植物的生长。由此可见，在沙漠中铺设草方格，就会在沙漠中形成一个小的生态体系，可以更好地实现沙漠治理和造林绿化的目标[2]。

二、风沙对高速公路的危害及草方格的应用

四通八达的高速公路网络系统，不仅可以更好地促进国民经济发展，还是贴近群众的基础建设。所以我国每年会投入大量的资金建设和养护高速公路。沙漠地区的高速公路长期处于风沙环境中，经常会受到各种危害，这些危害不仅会影响行驶在高速公路上的车辆，还会对高速公路及附属建筑造成严重的损害，下面将简单介绍风沙对高速公路的危害。

（一）沙埋危害及草方格应用

沙埋是一种在沙漠地区最常见的危害，沙土随着风的运动不断移动，当风力减弱或消失后，大量的沙土又会落到地面，这些沙土就会掩埋田地、公路、房屋等建筑。并且沙子随风的运动会使沙漠的面积逐渐扩大，使更多的土地被沙漠吞噬，所以沙埋给沙漠及周边地区的人民带来严重的经济损失，甚至威胁到他们的生命安全。通常情况下，根据积沙形状的不同可以将沙漠地区公路的沙埋分为堆状、片状以及舌状沙埋三种形式。沙埋不仅会给高速公路带来更多养护和清扫的支出，还会影响高速公路中车辆的行驶。所以说沙埋是沙漠高速公路面临的最大危害，如果不及时处理和防治，公路可能会被沙土彻底掩埋，就只能面临重建或废弃。

为了避免沙漠地区的高速公路受到沙埋的危害，一般都会修建各种防风沙的设施，草方格就是其中最常见的一种。和其他防沙设施相比草方格沙障的应用具有很多优势。在高速公路周围铺设草方格，可以将沙土很好地固定，减少沙土随风流动，有效避免了沙埋的发生。

（二）风蚀危害及草方格应用

沙漠地区常年都伴随强烈的风沙天气，所以风沙会对沙漠里的各种建筑造成风蚀，根据风对物体的侵蚀方式不同，风蚀一般会分为两种，分别是磨蚀和吹蚀。风沙对高速公路的磨蚀主要是因为沙漠地带的风中会裹挟大量沙子，而这些沙子就会对高速公路及附属建筑进行磨损，危害最大的就是对高速公路路基和路面的磨蚀。吹蚀主要是因为高速公路等建筑长期受到风吹日晒，公路建筑逐渐松散，风就会带走建筑中沙土质的建筑材料，当高速公路的方向和当地主导风向平行时，吹蚀现象就会更加严重，一般受损部位主要集中在高速公路的两侧路肩和边坡的上方。沙漠地带的高速公路在通常情况下都是受到磨蚀和吹蚀的共同作用。和沙埋对高速公路的危害相比，风蚀的危害在短时间内不会太明显也不会带来严重的后果，但是沙漠地区的高速公路长期受到风蚀的作用，就会出现路基变窄变低，路肩和坡面被吹空吹散，甚至会发生坍塌。风蚀的日积月累为高速公路的养护造成了大量的经济支出，并且如果不从根源上做好防风固沙，这个危害将无法消除[3]。

要想减少并消除风沙地带高速公路的风蚀危害，就需要将关注点放在防风上。在高速公路周围铺设草方格可以增加沙地的粗糙度，使高速公路周围的风速降低，起到了挡风防风的作用，减少了风沙对路面和路基的磨蚀，还可以将草方格应用到路基防护上，就可以避免风沙对路基的吹蚀。另外由于草方格可以增加铺设地点沙土的含水量，改善了高速公路周围沙地的生物环境，可以在高速公路周围栽种更多的植物，这样就可以从根源上起到防风固沙的作用。

（三）草方格沙障施工要点

草方格沙障所使用的材料比较常见，多为芦苇、稻草和麦秆等，这些材料要不能出现霉变等问题。在施工前期阶段，需要在这些材料上洒一些水使其保持湿润，从而将材料的柔韧性提升。根据施工范围和风沙侵扰现状在周围地区合理的规划好网格具体位置，待完成草方格位置规划以后，需要将材料进行裁剪，一般的要使得的材料长度保持在50厘米左右，将其沿着位线均匀且合理的摆放完好，利用平头铁锹将材料插入到沙土内，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，施工人员要利用设备或者人工将材料根部位置的沙土压实，另外应用铁锹扒出草方格沙障中心的沙子，使得草方格整体性成为一个潜弧形洼地。材料漏出来的高度要保持在10厘米到20厘米左右，每个草方格当中使用的材料重量基本保持在3千克左右。

草方格沙障内的材料在进行栽植的时候，需要保持其疏密相间，同时要保障其连续性和均匀性。修正平顺草方格栽植范围内的地面，栽植的草方格沙障要具有良好的防护效果和外观。完成草方格栽植以后必须要对其根部位置压实，避免受到风沙影响而出现连根拔起的现象，不仅造成防风沙效果下降，还会增加施工难度，草方格内部的沙土不能出现虚散现象。草方格栽植要按照轴线方向完成，由于草方格沙障的材料比较干燥，所以要每间隔30米到40米的距离设置隔离火源的防火带，防火带的宽度控制1米左右。在施工期间，更要杜绝火种。

结语

通过分析草风格治沙特点和沙漠高速公路面临的危害，我们可以看出在高速公路周围铺设草风格沙障不仅可以实现高速公路防风固沙的要求，还可以改善高速公路周围的沙漠生态环境，为沙漠治理作出贡献。

参考文献：

[1]邓时容. 基于草方格沙障与微生物岩土技术的治沙方法[J]. 科技风，2018，No.358（26）：220.

[2]谢虎雄，马发跃，武生智. 风沙环境中公路风沙灾害的数值模拟[J]. 中国沙漠，2019，39（02）：154-160.

[3]邓佳源，曲湘云. 草方格沙障在防风固沙中的应用[J]. 工程建设与设计，2019，No.419（21）：213-215.