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机械沙障作为防沙治沙的主要工程措施之一,具有布设简便、成本低、见效快、防护时间长的优点,在沙地生态治理和重点建设项目保护中发挥了重要的作用。但目前在实践布设中主要以经验为主,缺少相应的标准来指导,此外现有研究多针对沙障的防风效能,而忽视其积沙能力。针对这些问题,本研究以我国北方典型沙障类型草方格沙障、HDPE透风网沙障、沙柳沙障为研究对象,通过野外试验和风洞模拟试验相结合的方法,分析不同配置模式沙障网格的风速频数、变异函数、风速加速率、有效防护面积、起沙风速、地表粗糙度等,探讨网格大小、孔隙度、障高对沙障防风效能和地表蚀积的影响。基于以上研究结果,进一步提出一种新的防风效益评价指标——附面层位移厚度,以期为风蚀防护工作提供理论依据和实践参考。主要结论如下:(1)草方格沙障的防风效能与网格边长成负相关关系;HDPE透风网沙障的防风效能与孔隙度成负相关关系,与边长、障高之间没有得到一致的规律性;沙柳沙障的防风效能与边长和孔隙度成负相关关系,和障高成正相关关系。不同风速条件下,均展现出沙柳沙障网格防风效能最大,HDPE透风网沙障网格防风效能次之,草方格沙障网格防风效能最小。(2)草方格沙障地表粗糙度随着边长的增大而减小;HDPE透风网沙障和沙柳沙障地表粗糙度随着障高的增加而增大。草方格沙障附面层位移厚度随着边长的增大而减小;HDPE透风网沙障和沙柳沙障附面层位移厚度随着边长和孔隙度的增大而减小,随着障高的增大而增大。和地表粗糙度相比,附面层位移厚度更能准确的反映沙障的防护效果。(3)草方格沙障起沙风速与边长成负相关关系;HDPE透风网沙障起沙风速与障高和孔隙度成负相关关系;沙柳沙障起沙风速在边长2m、障高20cm、孔隙度为0.3时出现极大值。(4)草方格沙障积沙量随着边长的增大而减小:HDPE透风网沙障积沙量在边长为2m、障高20cm、孔隙度为0.3时达到极大值;沙柳沙障积沙量在边长为1m、障高为20cm、孔隙度为0.3时达到极大值。本研究中系统全面的测量了不同配置模式沙障网格的积沙量,并进行可视化处理,同时提出了新的评价指标——附面层位移厚度,是现有研究中所不曾涉及到的。在有效固定沙地后,如何进行沙地生态系统的修复,优化工程措施与生物措施、化学措施的复合配置是接下来要研究的方向。此外,利用空气动力学从微观的角度对风沙运动规律进行探索也是亟需发展的方向。