CN1973610A - 一种沙漠治理方法及其涉及的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种沙漠治理方法，尤其是一种大面积根治沙漠的方法；本发明涉及一种用机电自动控制方式治理沙漠的装置。本发明的重要特点在于采用现代先进的光机电自动控制技术，能在沙漠上空预先建立一种简易的保护系统，使沙漠表面形成有利于植物生长发育的环境，能够大面积种植植物，使植物在人工护理的情况下生长发育繁衍，改善沙漠土质、地理环境和气候，甚至还可以使处以保护系统下的地区适合于人类生活，以便照料生态系统中的植物，并对保护系统进行经常性维修，达到从根本上治理沙漠的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种沙漠治理方法，尤其是一种大面积根治沙漠的方法；本发明涉及一种用机电自动控制方式治理沙漠的装置。
背景技术
目前，占我国陆地国土面积17.58％的沙漠土地以平均每年2460平方公里的速度扩展，内蒙古乌兰察布盟后山和阿拉善盟、新疆塔里木河下游、青海柴达木盆地东南部、河北坝上等地，沙化土地平均扩展速率达4％以上，“沙进人退”的局面还没有从根本上得到遏制，防沙治沙已成为新世纪一项十分紧迫的战略任务。
一种现有治理沙漠的技术是采用飞机在沙漠雨季大面积撒播耐干旱的植物种子以期能够有部分成活达到部分治理沙漠的目的，这种技术植物种子的发育率低，在沙漠干旱和昼夜温差巨大等恶劣环境下，即使在一段时间种子有幸发育，成活的可能性也不大，效率极低，而且即使有性发育成活的植株在生长过程中缺乏人工照料，造遇到沙尘暴、干旱及病虫害时会遭到灭顶之灾，无法达到根治沙漠的目的。
另一种防沙治沙技术是在沙漠边沿植树造林以及种植草皮等，如长期进行的耗资极其巨大三北防护林等，对沙漠只能够起到防范作用，在干旱、害虫及沙尘暴等威胁下受到严重损害，暴露在沙漠化环境下、干枯无水分、养份的沙漠状态下植物难以生存，已实施的三期工程耗资数百亿，但是沙漠还是逐渐逼近北京城郊，成效极为有限，正在实施的四期工程也很难预料会有根本性突破。
政府采用这两种方法，鼓励农民自发性投入大量人力物力，在半沙漠、沙漠地带从事进行经济性活动，减缓了沙漠化速度，但是只能够起到一定防范作用。没有组织，以经济利益为目的的自发性行为，总的来看，由于缺乏统筹规划和技术指导，浪费巨大，效率低下，不能够达到根治沙漠的目的。
专利00122918.4公开的“防治荒漠化系统”由若干个纵横排列的“假树”组成，用“连杆”连接“假树”的十字型底座四端，在由“联轴节”固定“连杆”与十字型底座四端，通过“树”的十字型底座相互连接而成的，防治荒漠化扩展和沙尘暴危害的工程。它具有调节本地区生态环境，降低风速、阻挡风沙的作用。用途：可安装在沙漠和沙尘暴沙源地，来防治荒漠化和沙尘暴危害。可安装在穿越沙漠、戈壁滩的铁路和公路两侧以确保车辆安全。可安装在沙漠与土地之间的沙漠一侧，是防治荒漠化和沙尘暴危害的第二道防线。它具有防护林的功能和形状，运用仿生学、力学、土木工程等学科，选用化工、土木工程等材料制造而成的工程系统。但是这种方法不能够为建立植物生态系统提供有效的帮助，在这种地区不能够建立能根治沙漠的植物生态系统，因此不能够达到根治沙漠的目的。
专利200410081493.2公开了一种包括密封透光结构、集水结构、滴灌结构和植被的治理沙漠装置。密封透光结构与沙土共同构成一个封闭的空间，使得其中的水分不会散发掉，改变了沙漠局部气候环境，利于植被生存；集水结构将宝贵的雨水收集起来；滴灌结构提高了水的利用率；多年以后，治理沙漠装置所覆盖的沙漠将变成真正意义上的绿洲；本装置可以回收再利用，不会对环境造成污染。这种系统特征在于在较小空间范围内建立一个有利于植物生存的环境，生长植物，以期达到治理沙漠的目的。但是这种系统造价昂贵，难以大面积扩大化。密闭体系不利于植物长期生长，生长于密闭体系中的植物离开保护的密闭体系后存活率会降低，生长的植物也很难长大、繁殖，以达到形成规模化治理沙漠的目的。
这两种专利公开的技术成本过高，而且不能从根本上改善沙漠环境，仅起到了防止沙漠扩大化的作用。前一种专利技术适用于生活区、文物保护区、沙漠边缘等局部地区的风沙阻挡，保护局部地区的环境不被进一步沙化。后一种专利技术适用于沙漠地表治理，需要表面封闭式覆盖，理论上可行，现实中很难做到完全封闭式覆盖，只能局部实现，不可能实现大面积范围推广。
发明内容
本发明提供一种能够大面积根治沙漠的方法及其涉及的装置。
为实现本发明的目的，提供了一种沙漠治理装置，包括遮阳板，竖立的支撑体，位于支撑体顶端用于固定遮阳板一端的支架杆，一端固定在支撑体上另一端能撑起遮阳板的支杆。支架杆与遮阳板之间可以有转动相对运动；支杆能撑起或放下遮阳板，放下时遮阳板垂下整个装置呈直杆状；所述的支撑体可以为钢筋混凝土结构，纯钢结构，也可以为水泥结构，或土木结构等。支撑体上安装有攀登装置，便于维护人员攀登控制运动支杆收放、维修设备。沙漠治理装置还包括自动控制装置，控制运动支杆收放。支干根据要求的收放起到调节遮阳板间距、以达到调节通过遮阳系统到达生长与沙漠表面动植物生态系统的阳光量和强度的目的，同时还可以调节气流流动情况、雨水以及露水对沙漠中生长的植物十分珍贵的资源的作用。
遮阳板可以为镀有多晶硅膜等光电转换膜的刚性平板，光电转换膜吸收阳光转换出的电通过导通线缆收集到电能源收集装置中。遮阳板镀的光电转换膜和不锈钢平板之间，可以预先镀有金属铜或银膜，也可以为预先镀有镍酸镧等无机导电膜。
本发明，采用上述的沙漠治理装置，用于大面积根治沙漠地区或其他干旱、沙化的地区，在需要治理的地区带安装所述的沙漠治理装置，这些装置可以在沙漠上空形成遮阳保护层，按照要求阻挡阳光、减缓表面气流流动、抑制沙尘暴的形成、减少沙漠表面昼夜温差、减少沙漠表面水分蒸发，在沙漠表面形成大面积适合于植物生长、并适合于植物护理粉系统维修人员工作的区域，在人工护理条件下大面积快速繁殖植物，逐步改变沙漠表面土质和气候，达到根治沙漠的目的。这些用于构成保护层的平板上可以利用现代先进的太阳能镀膜技术，将沙漠中危害植物生存、造成区域间较大温差引起强烈空气对流而产生沙尘暴等毁灭性灾难的过量阳光转化为绿色能源电能，实现并网发电，将有害能源转化为为人类造福的绿色能源。这种方法的特点是运用现代先进光机电知识技术，在沙漠上建立一套保护系统，保护系统可以在沙漠表面形成大面积适合于植物生长发育的环境，实现植物生态系统繁衍，达到从根本上治理沙漠的目的，保护系统可以长期存在，直到培育出的植物能够自身繁衍。达到所保护的植物实现自身繁衍后，保护系统的遮阳板等关键部件可以移走，重复利用。
本发明包括位于沙漠上方的主要功能为遮挡阳光的遮阳保护系统和位于沙漠表面的以植物为主体的生态系统两个组成部分。其相互配合可以达到根治沙漠的目的。
在沙漠恶劣的气候环境中，任何植物都不可能在缺乏护理的条件下大面积成活。本发明的重要特点在于采用现代先进的光机电自动控制技术，能在沙漠上空预先建立一种简易的保护系统，使沙漠表面形成有利于植物生长发育的环境，能够大面积种植植物，使植物在人工护理的情况下生长发育繁衍，改善沙漠土质、地理环境和气候，甚至还可以使处以保护系统下的地区适合于人类生活，以便照料生态系统中的植物，并对保护系统进行经常性维修，达到从根本上治理沙漠的目的。
本发明的目的，特征及优点将结合实施例，参照附图作进一步的说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中：1为遮阳板，2为支架杆，3为支撑体，4为支杆，5为植物，6为沙漠，7为维护人员。
具体实施方式
参照上图，提供下述实施例。通过实施例将有助于理解本发明，但不限制本发明的内容。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
这种种沙漠治理装置，呈伞状包括遮阳板1，竖立的支撑体3，位于支撑体3顶端用于固定遮阳板1一端的支架杆2，一端固定在支撑体上另一端能撑起遮阳板1的支杆4。支架杆2与遮阳板1之间可以有转动相对运动；所述的支杆4能撑起或放下遮阳板1，撑起时整个装置呈伞状，放下时遮阳板1垂下整个装置呈直杆状；所述的支撑体3可以为钢筋混凝土结构，也可以为纯钢结构或水泥结构、土木结构等。支撑体3上安装有攀登装置，便于维护人员7攀登控制运动支杆4收放、维修设备。沙漠治理装置还包括自动控制装置，控制运动支杆4收放。
遮阳板1为镀有多晶硅膜等光电转换膜的不锈钢平板，光电转换膜吸收阳光转换出的电通过导通线缆收集到电能源收集装置中。遮阳板1镀的光电转换膜和不锈钢平板之间，可以预先镀有金属铜或银膜，也可以预先镀有镍酸镧等无机导电膜。
本说明书还提供一种沙漠治理方法，采用上述的沙漠治理装置，用于治理沙漠地区或其他干旱、沙化的地区。在需要治理的地区带间隔的安装所述的沙漠治理装置，阻挡阳光及减缓表面气流流动，在沙漠治理装置组建的环境下种抗旱植植物。支撑体高度为位于沙漠表面平均高度8米。支撑体行间距为4米，列间距为4米。钢筋混凝土支撑柱下部直径为直径为0.7米，以保证支撑体有足够的强度。支撑上方的不锈钢平板长4米，宽2.5米，用来遮挡阳光以及可能的沙尘暴带来的堆积在保护层平板上的沙尘。不锈钢板和水泥支撑体之间有不锈钢杆，两块相邻不锈钢板通过不锈钢杆相连接，不锈钢板和不锈钢杆的连接是活动的，能够使不锈钢板能够沿垂直方向以不锈钢杆为轴心在上下转动。钢筋混凝土支撑体边上有可供人上到支撑体上方的升降装置或梯子，以供清洗平板上的沙尘或者替换受损的平板的维修人员工作之用。
从支柱上向两侧斜向上伸出两个长3米的不锈钢支杆，以支撑倾斜放置的平板。支杆能够在自动控制系统控制下伸缩，用来调节相邻两块平板之间的间距，达到调节穿过平板到达下方生长中的植物上的阳光的强度和总量。在夜间和下雨天这些支杆可以完全收缩，遮阳平板完全下垂，使雨水或露水自由通过到达沙漠表面的植物中，以利于植物生长。
本发明采用遮阳板1在沙漠上空形成大面积遮阳覆盖保护区，阻挡部分直接照射沙漠的阳光并减缓沙漠表面气流的流动，调节沙漠表面温度并降低沙漠表面的阳光照射强度，使沙漠表面的气温适合于植物生长的同时，能够有适合植物生长的阳光；遮阳保护系统还可以阻挡沙尘暴等对植物有致命伤害的强流风沙，保护生长于遮阳系统下的植物性生态系统。在遮阳系统保护下培育生态系统，达到根治沙漠的目的。
遮阳板1上表面可以镀上用于将阳光转化为电的膜，这种膜可以是光电转化效率较高的多晶硅膜，为了在沙漠中长期使用，膜上应该有遮挡阳光、沙和水的透光保护膜。
本发明首先建立了一个调节沙漠表面阳光幅照的保护层，以营造一个适合于植物生长的环境。遮阳系统保护层包括由刚性平板构成的遮阳平板面以及立于沙漠的刚性支撑体。这些大面积建立的位于沙漠上方的遮阳平板面间的间距可以通过控制系统根据需要进行调节，根据间距大小确定穿过保护层的阳光量，从而达到调节沙漠表面阳光幅照强度的目的。这些保护平板层在沙尘暴发生时能够完全闭合，达到保护生长与其下方的植物生长系统的目的。这种保护曾还能够达到减缓沙漠地表面和植物叶面水分蒸发的目的，在下雨或者深夜有露水时，保护层能够收缩，使雨水或露水能够到达植物生长的地面或生长中的植物上，这些对植物的健康生长，减少对人工浇水的依赖是十分有用的，特别是在沙漠水贵于油的环境下更为显得必要。
大量有间距规则排列的平板保护层支撑体，能够减缓沙漠表面的空气流动，对抑制沙尘暴的形成有益。
构成保护层的平板和支撑体的材质在考虑沙漠侵蚀的同时，也要考虑制造太阳能多晶膜和传递电能的导电需要。平板还需要考虑被雨水或沙尘覆盖时保护太阳能多晶膜的需要。平板结构要考虑调节板间间距以及下雨或露水时收缩平板的需要。
阳光是地球能源之源，沙漠广大地区丰富的阳光资源在为害植物的同时，也是潜在的绿色清洁能源。在保护平板层上镀上一层高效的多晶硅光电转换膜，可以在保护下方植物的同时，获得大量的电能，这对减缓国家能源紧张，减少石油、煤炭等石化能源对环境的污染十分有意义。同时多晶硅膜层可以吸收太阳光，抑制太阳光直接直射到平板上产生高温带来的副作用。
这样大规模的治沙工程也能够使该地成为旅游热点，加上社会的人道资助，可以减缓对实施这样伟大工程的巨大投资的顾虑。
生态系统包括能够在遮阳系统覆盖下的沙漠中生存的植物及保养这些植物的设施和水源，还包括维护和管理遮阳系统的设施。
沙漠对植物生存主要危害除了缺乏养分外，恶劣的环境是为害植物的重要原因，其主要表现在沙漠中的过强的阳光、昼夜极大的温差以及沙尘暴。其中暴晒的太阳是这些危害的主要原因。强烈无遮拦的太阳光和沙子较差的保温性能直接导致昼夜极大的温差、对植物有害的过强阳光幅照以及由此带来的干旱环境；引起沙尘暴的飓风的重要来源之一也是强烈的阳光幅照，阳光在同一时间对沙漠不同地区的幅照强度不同，引起地区间的温差，造成沙漠表面强烈的空气对流，在沙漠表面缺乏障碍物的条件下，这些强烈对流容易形成飓风，引起沙尘暴。因此，如果能够人工调节沙漠上方的阳光幅照情况，使其按照要求而不是目前不受控制的条件下进行温和幅照，将能够带来适合于植物生长的阳光幅照强度的同时，减少沙漠昼夜温差，抑制沙漠表面空气对流，减少沙尘暴的发生，为植物生长营造一个较好的环境，结合目前发展的许多植物种植技术，就可以在沙漠上种植植物，达到根治沙漠的目的。
Claims (8)
1、一种沙漠治理装置，其特征在于：该装置包括遮阳板(1)，竖立的支撑体(3)，位于支撑体(3)顶端用于固定遮阳板(1)一端的支架杆(2)，一端固定在支撑体上另一端能撑起遮阳板(1)的支杆(4)。
2、根据权利要求1所述的沙漠治理装置，其特征在于：所述的支架杆(2)与遮阳板(1)之间可以有转动相对运动；所述的支杆(4)能撑起或放下遮阳板(1)，所述的支撑体(3)可以为钢筋混凝土结构，也可以为水泥结构，或砖瓦结构。
3、根据权利要求1或2所述的沙漠治理装置，其特征在于：所述的沙漠治理装置还包括自动控制装置，控制运动支杆(4)收放。
4、根据权利要求1或2所述的沙漠治理装置，其特征在于：所述的支撑体(3)上安装有攀登装置，便于维护人员(7)攀登维修设备。
5、根据权利要求1所述的沙漠治理装置，其特征在于：所述的遮阳板(1)可以为镀有光电转换膜的刚性平板，膜吸收阳光通过光电转换转换出的电通过导通线缆收集到电能源收集装置中，可以用于并网发电。
6、根据权利要求5所述的沙漠治理装置，其特征在于：所述的遮阳板(1)镀的光电转换膜和不锈钢平板之间，可以预先镀有金属铜或银膜，也可以预先镀有无机导电膜。
7、一种沙漠治理方法，采用上述的沙漠治理装置，用于大面积根治沙漠地区或其他干旱、沙化的地区，其特征在于：在需要治理的地区带安装所述的沙漠治理装置；这些装置在沙漠(6)上空形成遮阳保护层，阻挡阳光、减缓表面气流流动、抑制沙尘暴的形成、减少沙漠表面昼夜温差、减少沙漠表面水分蒸发，在沙漠表面形成大面积适合于植物生长、并适合于植物护理及系统维护人员(7)工作的区域；在人工护理条件下大面积快速繁殖植物(5)，逐步改变沙漠表面土质和气候；保护系统可以长期存在，直到培育出的植物(5)能够自身繁衍，达到所保护的植物(5)实现自身繁衍后，移走所述的沙漠治理装置，换地区重复利用，达到根治沙漠的目的。
8、根据权利要求7所述的沙漠治理方法，其特征在于：在所述的沙漠治理装置上利用太阳能镀膜技术，将沙漠中危害植物生存、造成区域间较大温差引起强烈空气对流而产生沙尘暴等毁灭性灾难的过量阳光转化为绿色能源电能，实现并网发电，将有害能源转化为为人类造福的绿色能源。
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