本发明涉及三棱柱体在流体力学上的应用，具 体涉及三棱柱体在 防风、 清淤、 护提、 阻挡海啸、 阻挡沙丘移动中的应用。 背景技术

目前， 沙漠环境正在恶化， 我国北方时有沙城暴发生， 严重影响 人们生活和经济发展。 为改善环境， 防治沙漠迁移， 人们为之付出了 艰辛的劳动。 然而， 效果并不明显。

现有的防风方法主要包括种植防风林、拉防风 网、建防风墙等方 法。 种植防风林主要是种植杨树、 枣树等树种， 然而其生长缓慢， 周 期较长， 见效慢， 另外沙漠环境恶劣， 成活率不高。 拉防风网和防风 墙等方法， 虽然短期起作用，但使用寿命短，建设工程量 大， 成本高。

河流涉及灌溉、 航运、 饮用水等众多经济利益和社会利益。 由于 河流上游不断有泥沙冲刷下来， 在河道中形成淤积， 特别是在码头、 桥梁等处容易形成淤积， 造成河道不畅， 河床不断被垫高， 甚至使得 某些河成为了悬河。 容易造成决提， 下游断流等严重问题。 另外也严 重影响了航运。 现有技术通常釆用高压泵对淤积处进行冲刷， 然而效 果较差， 而且工作量大。 另外， 也有釆用掘淤的方法将淤泥运走， 这 种方式工作量更大， 不灵活， 难以广泛使用。

提坝是防止洪水泛滥的主要手段，每年在护提 上投入了大量的人 力物力， 然而， 每次洪水泛滥的时候， 决提事件时有发生， 造成了良 田淹没、 房屋冲毁等重大经济损失， 并且严重威胁了广大受灾群众的 生命和健康。 决提主要是由于提坝经长期冲刷， 使得提坝脆弱， 但洪 水来临时超过其所能承受的临界压力， 从而一溃千里， 造成决提。 目 前常釆用的护提方式是对提坝直接加固， 例如用水泥、 石材等加固提 坝，或者是在提坝上种植草皮树种以减缓水流 对提坝冲刷造成的水土 流失。这些方式均是从提坝本身入手，前者造 价颇高，后者效果较差。 海啸一般由水下地震、火山爆发或水下塌陷和 滑坡等大地活动引 起。 当地震发生于海底， 因震波的动力而引起海水剧烈的起伏， 形成 强大的波浪， 向前推进， 将沿海地带淹没。 目前对待海啸的方法主要 是通过预测及时躲避。 然而， 许多海啸并不能准确预测， 即使预测准 确也仍会造成严重的后果。 发明内容 本发明基于流体力学的原理，通过提供一种三 棱柱体来解决上述 问题。

本发明的第一个目的是提供一种三棱柱体分阻 流体，用于减弱流 体流速。

本发明的第二个目的在于提供上述三棱柱体分 阻流体的用途。 本发明首先提供三棱柱体在流体分流和 /或阻流中的应用。

其中， 所述流体可以是气流、 沙流或水流。 所述三棱柱体较佳地 为等边三棱柱体。

所述三棱柱体可以是多个， 排列成一排或多排， 其中第一排正对 着流向。

并且， 所述三棱柱体可以是为中空或实心三棱柱体。 另外， 还可 以在中空三棱柱中种植植物。

本发明提供的三棱柱体分阻流体， 为排列成单排或多排三棱柱 体， 其中第一排三棱柱体的一角正对着流向。优选 该三棱柱体排列成 多排时， 前后多排三棱柱体迎风的一边形成扇形结构， 或者各排三棱 柱体的位置呈交叉排列。 优选所述三棱柱体为等边三棱柱体。 所述流 向包括气体流向， 例如空气； 液体流向， 例如水； 固体流向， 例如沙 尘。

上述三棱柱体通过改变流体的走向， 达到削弱流速的目的。 呈扇 形排列时， 当流体经过第一个三棱柱体时， 流体被沿着三棱柱体的两 边分向两侧，紧接着后面的三棱柱体又改变其 风向使得风沿着扇形方 向行进， 直至风被弱化抵消。 呈交叉排列时， 当流体经过第一个三棱 柱体时， 流体被沿着三棱柱体的两边分向两侧， 到达第二排三棱柱体 时继续被分到两侧， 风在行进中受阻， 并相互抵消削弱。

上述三棱柱体之间的间隔距离可以设置在 1~5 个三棱柱体的边 长长度之间。 当然， 并不限于这种间隔距离。

本发明三棱柱体分阻流体可用于防风、 清淤、 护提、 阻挡海啸、 阻挡沙丘移动等等方面。

在防风应用时， 尤其是适用于沙漠防风。 三棱柱体的边长和高度 可以根据当地的具体环境调整。 一般三棱柱体边长为 3~10cm, 高为 0.10~2m。 优选三棱柱体的边长为 6〜8cm， 高为 30~50cm。 对于经常 发生台风的地方可以将三棱柱体做得比较高大 和坚固，例如可以做成 高 5~20m、边长 5~10m。 所述三棱柱体可以是中空的， 其底部埋至沙 漠的湿沙层， 内部填充沙子。这样可以节省成本。根据当地 风速大小， 可以选择不同材料制成的三棱柱体， 可以是废弃塑料、 木材、 纸板、 水泥、 钢材等等。 在防风的同时， 还能有效阻却沙丘移动。

进一步， 上述三棱柱体还可以用于种植植物。 此时， 三棱柱体可 以设置成中空或半中空模式， 在该三棱柱体中种植植物。其底部埋至 沙漠的湿沙层，内部填充沙子或栽培基质，在 该三棱柱体中种植植物。 种植植物时， 宜将植物的根部达到湿沙层。 此外， 在播种植物时， 种 子应当位于湿沙层处。采用该三棱柱体种植植 物， 种子发芽后可以在 三棱柱体中避开大风的侵害， 另外还可以有效抵御干單和高温， 使得 种子容易发芽生长。一般用于种植的三棱柱体 ,其高度宜为 10〜50cm， 较佳地为 30~50cm， 三棱柱体中的沙子填充到与外面干沙相平即可 ， 这样内部有一定适合幼苗生长的空间。

在用于种植时， 可以使用单个的三棱柱体进行种植， 也可以使用 若干三棱柱体形成种植群。

在流体除污中应用时， 三棱柱体的一角正对着流体流向， 三棱柱 体的底部与淤积物相接或埋于淤积物中。当流 体沿着三棱柱体的两边 分流时， 流体流过的空间被压缩，使得流体沿着三棱柱 体向上和向下 涌动， 并且在流体通过三棱柱体之间的流速加快， 从而将三棱柱体底 部或两侧的淤积物冲刷而起， 并随着流体的流动被带走。 若流体流速 过低或静止时， 也可以通过辅助设备使流体流动起来，例如用 涡轮使 流体流动起来。

这种清淤的方式尤其适用于河道泥沙淤积的清 理， 如在码头、桥 墩等处淤泥的清理。三棱柱体的下端可以埋入 泥沙中 0.15~0.35cm处。

三棱柱体之间可以用绳索、 钢丝（索）相连接成排， 以方便操作 和加固， 所述各排三棱柱体两端可用固定桩固定。该固 定桩可进一步 固定在移动装置上， 以方便移动作业。 此外， 固定桩在移动装置上可 以实现上下、 左右、 前后等多方向的移动， 以便调整三棱柱体的位置 以及插入河床的深度。

在应用于护提时， 三棱柱体固定在邻接提坝处的河床上。 固定方 法可以是锚定在河床上， 或者是给三棱柱体提供相应支架， 以便于固 定。

在应用于阻挡海啸时， 三棱柱体固定在常发生海啸的海岸上。 三 棱柱体宜釆用高强度的材料制成， 并且宜高大深埋， 以便抵御海啸时 的海浪冲击。

本发明还提供一种种植系统， 包括以上所述的三棱柱体分阻流 体，在所述三棱柱体中种植植物。该种植系统 可以用于沙漠或者戈壁。 在沙漠中种植时， 三棱柱体的墙壁可以就地取材， 例如主要由沙砌成 (沙通过粘合剂砌成沙墙）。 这种种植系统所用三棱柱体高可以为 5〜誦 m、 边长可以为 20~100m， 例如做成高 30m、 内边长 48.056m, 可种植面积达到 1000m ² 。

在上述种植系统的三棱柱体中具有储水池。所 述三棱柱体的外部 缠绕一圏或多圈接水槽， 接水槽的低端与储水池相通， 雨水通过接水 槽导入到储水池中。

此外， 所述种植系统中的三棱柱体顶部具有可闭合的 透明封顶。 并且， 通过热泵技术调节三棱柱体中的温度； 通过温差发电， 为 系统提供电能， 温差发电是利用昼夜温差或地表与地下温差。

本发明基于流体力学的原理， 借边使力， 简单易行， 成本低， 效 果好， 为当前沙漠风沙治理、 河流泥沙清理疏通、 护提以及抵御海啸 提供了有效途径。 此外， 本发明的种植体系， 通过三棱柱体的分阻流 作用， 可以实现治理沙尘暴、 调整大气环流， 进而能够调整环境干湿 度、 减少單涝， 是环境改善和沙漠治理良好的工具。 附图说明

图 1是扇形三棱柱体分阻流体俯视示意图， 箭头表示的是流向。 图 2是交叉型三棱柱体分阻流体俯视示意图。

图 ₃ 是单排三棱柱体分阻流体示意图。

图 4是在三棱柱体中种植植物的示意图。

图 5是沙漠综合栽培利用的示意图。

图 6是连接成排用于清淤的三棱柱体。

图 7是在沙漠中铺设的三棱柱体分组流体。

图 8显示的是生长出的幼苗。

图 9显示的是成片生长出的植物。

图中， 1 为三棱柱体， 11 为第一排三棱柱体， 12为第二排三棱 柱体， 13为第三排三棱柱体， 14为第四排三棱柱体， 2为植物种子, 3为干沙层， 4为湿沙层， 5为绳索， 6为道路， 7为小型三棱柱体， 8为大型三棱柱体， 9为生活区， 10为种植区。 具体实施方式

以下实施例用于说明本发明， 但不应理解为对本发明的限制。 实施例 1 三棱柱体分阻流体（扇形） 如图 1所示， 本例中三棱柱体分阻流体有四排， 第一排三棱柱体 的一角正对着流向， 第 1~4排三棱柱体的 a面形成了一个扇形。

三棱柱体为等边三棱柱体， 每边长 10cm， 髙 lm。 底部埋于沙漠 中 15cm。 两个三棱柱体之间间隔为 10cm。

在起风时， 当风经过分阻流体后，风速显著减弱，沙的流 动很小。 经测量， 初始风速为 8.3m/s气流， 经过分阻流体后风速降至 6.4m/s。 实施例 2 三棱柱体分阻流体（交叉）

如图 2所示， 本例中三棱柱体分阻流体有三排， 第一排的一角正 对着流体向， 两个三棱柱体之间的间隔为 30cm， 第二排三棱柱体位 于第一排两个三棱柱体之间，第三排三棱柱体 位于第一排与第二排三 棱柱体在行上的投影的中间，三排三棱柱体之 间的行距为 2个三棱柱 体的边长。 三棱柱体高 2m， 边长为 10cm。

沙漠中在起风时， 当风经过分风桩后， 风速显著减弱， 沙的流动 很小。 经测量， 初始风速为 9.6m/s 气流， 经过分阻流体后风速降至

实施例 3 三棱柱体分阻流体（单排）

如图 3所示， 本例中三棱柱体分阻流体排列为单排， 一角正对着 流向。 在沙漠中起风时， 当风经过分风桩后， 风速有所减弱， 沙的流 动较小。 实施例 4 三棱柱体分阻流体（沙漠植物栽培） 本例中， 三棱柱体排列结构实施例 1相同。

三棱柱体边长为 6cm， 高 30cm， 其中下端 15cm埋于沙中， 达 至湿沙层， 在三棱柱体底部种入植物种子西瓜， 上面填入沙子， 与外 侧沙子齐平（如图 4 )， 正常浇水施肥。 结果 1000粒种子种植后发芽 率达到 99%, 植物生长良好， 幼苗基本无枯死 （存活率达到 96% )。 而相同条件下种植的对照组 （未在三棱柱体中种植）， 则全部死亡。 相同方法，用不同边长（3cm， 5cm, 8cm )和高度（ 20cm， 30cm, 40cm ) 的三棱柱体用于种植植物， 均取得了类似的效果。

这种效果的实现主要得益于三棱柱体的烟简效 应，通过烟简效应 可以将沙漠的地气向上提升， 从而使种植环境的温度、水分均得到改 善。 实施例 5 三棱柱体分阻流体（沙漠植物综合栽培）

利用三棱柱体可以实现沙漠植物的综合栽培。 在沙漠上以三棱柱 体形成一个矩形， 矩形的各边具有两排交错排列的三棱柱体， 三棱柱 体的一角， 实现阻流的目的， 减弱矩形内部的风速。 各边的三棱柱体 的高度为 30米（7米埋于地下）， 边长为 48.056米， 在这种大的三棱 柱体（称之为啥大棚） 中进行种植。

在三棱柱体矩形结构的中间， 可以进行各种类别植物的种植，形 成生态园。 并在可以在此基础上开发旅游业。

此外， 在三棱柱体内设有蓄水池， 在三棱柱体的外墙上缠绕接水 槽， 接水槽低端通到蓄水池（可釆用密闭式）中。 由于在沙漠上本身 的降雨量可以达到 100毫米， 通过收集降水， 进一步提高了储水量， 解决了用水问题。

沙漠地下 20~50米得深处一般温度恒定在 28°C，有些地方 lm以 下的温度可在 20°C以下， 而地表温度在白天可以达到 70~90°C， 因此 通过沙漠地表和地底的温差， 可以实现将热能转化为电能， 解决用电 的问题。 另外， 可以通过地底温度来调节沙大棚（三棱柱体） 的温度 问题。 这里主要用于热泵技术和温差发电技术， 将沙漠的能量进行有 效利用。 事实上， 沙漠本身是一个大的储能体， 其所蕴含的能量非常 充足。 通过热泵技术， 可以利用沙漠表面或地下的热能来调节三棱柱 体中的温度， 并且还可以将热能转化为其他形式的能量。 通过温差发 电技术， 利用沙漠地表和地下的巨大温差， 进行发电， 供应整个种植 系统。并且，通过温差发电所获得的能量还可 以用于调整或补充光源， 以利于植物生长。

上述综合种植结构， 三棱柱体的高度可以设置成 5~100米不等， 边长可以设置成 20~100米不等， 四边可以是一排或多排三棱柱体。 三棱柱体也可以排列成诸如圆形、椭圆型、三 角形或多边形等等形状, 也可以因地制宜， 设置成不规则形状。

另外，如图 5还可以在四周使用多排小型三棱柱体 7围成一圏（主 要其分流阻风作用）， 在主迎风面设置多个大型三棱柱体 8 (如前述 的沙大棚）， 在大型三棱柱体 8得后面设置功能区， 例如生活区 9和 种植区 10等。

在沙漠中进行植物种植具有无污染、 日照充足、 温差变化大、 水 源纯净、 干湿度均衡、 天然资源利用率高等等优点， 是开发高质量农 业产品、 药用产品优良途径。 此外， 通过三棱柱体的分阻流作用， 可 以实现治理沙尘暴、 调整大气环流， 进而能够调整环境干湿度、 减少 單涝， 是环境改善和沙漠治理良好的工具。 实施例 6 三棱柱体分阻流体（河道清淤）

如图 6所示， 将三棱柱体用钢丝连接成排， 三棱柱体的一条边位 于排线保持平行， 其相对的角正面朝外， 两个三棱柱体之间间隔 1个 三棱柱体边长的长度。

将该连接成排的三棱柱体置于河流中堵塞淤积 的泥沙上，其排列 垂直于水流的流向， 使得三棱柱体朝外的一角正对着水流的流向。 三 棱柱体在分流的同时， 将对堵的淤沙也随水流分走， 随着泥沙逐渐被 水流带走，堆堵的泥沙不断降低其高度，三棱 柱体也随之降低其高度， 以使其底部与泥沙相接触。 这样可以加快淤积的泥沙的清理。 实施例 7 三棱柱体分阻流体（护提）

分别将实施例 1、 2和 3的分阻流体固定在常被波浪冲刷的提坝 处（与提坝邻接的河床上）， 结果冲刷提坝的波浪力度明显减弱， 并 且其减弱程度与三棱柱体分阻流体的排数成正 比。与未釆用三棱柱体 分阻流体防护的提坝相比， 提坝被冲刷损坏的程度显著减弱。 工业实用性

本发明提供了三棱柱体的新用途， 其能够用于沙漠风沙治理、 河 流泥沙清理疏通、 护提以及抵御海啸。 此外， 本发明利用三棱柱体构 建的种植体系， 可以使沙漠得到有效的综合利用。