黄灌区开发工程不断深入推进，以金沙湾治沙站为基础，在治沙研究所的基础上，创建了治沙研究基地建设工程。这是一个具有环境保护性质的研究基地，研究的主要对象是沙漠及其沙漠生态状况，中心目的是为了防治土地不断沙化。研究基地的建设资金由两部分组成：一部分由国际环境保护组织提供，另一部分由中国西部治沙研究院提供。工程总投资二亿元以上，相当于黄河提灌工程总投资的三分之一。工程前期投资五千万元，主要用于修建研究基地的办公场地和实验站区，为站区配备水电道路。
这是一个建设工期长、施工条件恶劣的工程，以张学武为工程总负责人的项目实施领导小组，总共有三十人组成。这些人，大多数都是动乱环境中艰难成长起来的科技工作者，他们对改造沙漠的事业有着火热的激情，由他们负责项目的规划和落实，充分表明了国家治理沙漠的坚强决心。
这是一个实验性的工程，在世界上也属首例，没有成功的经验借鉴，前景很难预料。按照张学武和赵楠的理论，对沙漠的治理，首先应该将着眼点放在改造利用上，通过改造利用，变害为宝。然后利用沙漠自身创造的财富，推动沙漠的治理工作，最终实现沙漠治理的可持续发展。这个方案，是建立在沙漠形成原理基础之上的最佳方案，更加切合沙漠治理的实际，便于在实际工作中推行实施。国际环保组织和中国西部治沙研究院经过认真论证，选定了这个方案，并以这个方案为沙漠治理的理论基础，在腾格里沙漠开始进行治理性实验。
根据张学武和赵楠的设想，国际环保组织以腾格里沙漠为研究对象，投放巨资进行实验，试图通过这样的实验，破解土地沙化治理的世界难题，为世界各国治理沙漠探索一条行之有效的途径。
工程蓝图已经测绘完成，筹建工作正在艰难进展。这是一个规模宏大的工程，整个工程的建设，内容涉及治沙研究公司指挥中心的建设、林区管理站点的建设和实验场地的建设，建设期十年，使用人力在数百万人次以上，这样做的目的就是要形成在短期内消灭部分沙漠的效果。张学武和赵楠作为这个项目的负责人，既是治沙研究公司的筹建者，同时也是沙漠治理的研究者和实施者。
蓝图的实施，首先定位在研究中心的基础设施建设上，同时还启动了实验基地的试点建设。一期工程，确定在八步沙北部的金沙湾修建研究中心，建成建筑面积达一万平方米的治沙研究中心和一座沙漠林区供水泵站、十个实验园区，并实现研究中心与实验园区水电路网的连接。这是一个宏大的实验项目工程，工程构想超前，规模宏伟，施工难度非常巨大。施工中，不仅因为水、电、交通使用不便，使得运输筹集材料异常困难，更要命的是这里气候炎热、风沙很大，给施工人员造成了生活上的巨大困难，从而使得施工进展速度非常缓慢。
面对这样的困难，张学武率领项目组的全体同志迎难而上，克服干旱的北方沙漠带给他们的种种困难，凭借着年轻的科学工作者决心征服沙漠的高昂热情，认真进行着工程技术的指导和质量的监督。
三年艰苦奋战，历经千难万险，张学武带领公司员工，终于在腾格里沙漠腹地金沙湾建成了腾格里治沙研究中心的综合大楼和林区供水泵站！治沙研究中心综合大楼的建成，就像在浩瀚苍茫的大漠中树起了一面旗帜，又像是一艘远航的巨舟，给濒临死亡的沙漠带来了无限的生机。
与此同时，张学武启动了林区管理分站的建设，拉开了向沙漠全面进军的序幕，使得腾格里沙漠的治理，一步跃进到了运用现代科学技术手段进行治理的全新阶段。
依据工程蓝图，项目组根据当地的实际情况，以治沙研究中心为“龙头”，以分布在腾格里沙漠边沿的灌区为依托，在腾格里沙漠东西两线各自建成五个林区管理分站，将八百平方公里腾格里沙漠，分割成了十个林区，采用管网输水输电的方式，将研究中心配送的水电输送往各个林区，为林区进行辖区内沙漠的治理提供了有利的条件，全面铺开了治理沙漠的工作。
张学武看着眼前临风矗立的腾格里治沙研究中心综合大楼，早年跟随郭云在沙漠中砍柴时见到的海市蜃楼景象，突然又一次浮现在他的眼前，他激情难抑，以至于热泪奔涌而下——那时他产生了一个冲动，那就是此生此世，他一定要用自己的努力，在他腾格里沙漠中重塑沙洲城的壮美景象，让那沉冤千年的古城，重现她的美景！如今，他已经朝着这个方向迈出了坚定的一步，想到不久的将来，这个几乎是梦想的愿望有可能会在他们的手中实现，张学武情不自禁地流下了激动的泪水。