北疆铁路沿线风沙危害的研究

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1、第24卷第2期中国沙漠Vol.24No.22004年3月JOURNALOFDESERTRESEARCHMar.2004文章编号:10002694X(2004)0220182205北疆铁路沿线风沙危害的研究孙庆伟,王涛,韩致文,张伟民(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙漠与沙漠化重点实验室,甘肃兰州730000)摘要:北疆铁路沿线存在着严重的风沙危害。在三个典型路段风沙危害有不同的表现形式,北疆铁路沿线风沙危害发生与当地干旱多风的气候条件、铁路沿线下伏含沙地层、铁路施工对地表的破坏以及艾比湖周围

2、沙漠化的发展有关。作者通过实验计算空气动力学粗糙度,比较了三种典型的机械防沙措施的效果,指出了其中存在的不足。并根据研究结果,提出了一个优化的防沙体系方案。关键词:北疆铁路;风沙危害;沙漠化;空气动力学粗糙度中图分类号:U216.413文献标识码:A北疆铁路从乌鲁木齐向西沿天山北麓直达中国疆铁路沙害的成因、沙害的分布规律以及表现形式,与哈萨克斯坦的边境口岸阿拉山口,位于我国亚欧大研究了北疆铁路现有体系的防沙效益,指出其中存在陆桥的最西段,是我国与中亚联系的重要通道。由于的不足,并根据实际调查情况

3、和研究结果提出了一个北疆铁路大部分位于天山北麓的冲积洪积扇中下部,兼顾长期经济和生态效益的防沙体系方案。以至于从托托车站到阿拉山口120km的路段中有1北疆铁路风沙危害严重的地段55km长的路段自1992年建成通车起就一直受到风沙活动的长期危害(图1)。尽管北疆铁路公司采取了1.1沙泉子附近机械固沙和生物固沙措施,并开展了相应的研究,在本区间线路长约20km。铁路位于天山山前冲积[1]一些路段初步控制了风沙危害,然而由于缺乏长期洪积扇中下部,植被以梭梭、麻黄、沙拐枣、猪毛菜为的实地观测,对当地风

4、沙危害的规律和长期发展趋势主,覆盖度在10%左右。除少数地段有流动和半流动认识并不十分清楚。因此,现有的防沙体系存在着一沙丘发育外,地表主要为砾石和粗沙混合层,这种结些不足之处,尤其是铁路通过的流动和半流动沙垄地[2]构的地表抗风蚀能力较强,所以铁路附近的就地起段,沙害依然严重,而且原来的许多机械防沙设施出沙没有沙漠地区流动沙丘对铁路的直接危害大。但是现老化,面临着风蚀和沙埋的危险。根据中国科学院由于修筑铁路路基时取土导致铁路线两侧100m以寒区旱区环境与工程研究所与乌鲁木齐铁路局北疆内的地表砾

5、石层和植被遭到破坏,疏松的下伏地层出铁路公司的有关合作研究协议,作者详细考察了北露,被风吹蚀,在许多地段形成了沙片和沙波纹等风沙地貌,这是对铁路最直接的威胁(图2)。另外,在铁路北侧2km处就是干涸的艾比湖的湖底,现在已经形成密集的灌丛沙堆,由于正好位于线路的上风向,这里风沙地貌的发育对铁路的影响值得关注。1992—1997年该段线路因道床积沙导致断道停车事故共72次,带来直接经济损失约1310000元,其他经济损失3118864元。1998年采取实验性的机械和生物防沙措施后,本区间的沙害已经得

6、到了初步的控制。1.2精河火车站至蘑菇滩站图1北疆铁路风沙危害路线周围的地貌图Fig.1LandformsalongNorthXinjiangrailwaysuffered本区间线路长约20km。铁路位于天山冲积洪fromblownsandharm收稿日期:2003201216;改回日期:2003206208基金项目:973项目“中国北方沙漠化与防治研究"(G2000048705)资助作者简介:孙庆伟(1976—),男(汉族),山东博兴人,博士研究生,主要从事沙漠化研究。E2mail:xianx

7、ue@ns.lzb.ac.cn2期孙庆伟等:北疆铁路沿线风沙危害的研究183和阿拉山口的年平均降水量分别是109mm和98mm。气候的极度干旱导致当地植被稀疏,地表裸露,除了绿洲地区和艾比湖湖滨地区外,大部分地区的植被覆盖度仅在10%左右,缺少植被覆盖的地表很容易遭风蚀而起沙。2.2大风频繁阿拉山口是我国著名的大风口,全年大于8级的-1大风日数平均164d,最大瞬时风速55m·s,而从精图2沙泉子段线路两侧沙障内部形成积沙河开始铁路正好位于大风主线上,据统计,精河年平Fig.2Sandaccum

8、ulationinsidesand2barrier均大风日数是32d,最大瞬时风速40m·s-1。频繁的besideShaquanzisectionofrailway大风为风沙地貌发育提供了有利条件。积扇扇缘地带,精河绿洲与艾比湖湖滨交接地区,地2.3丰富的沙物质来源势平坦,地下水位较浅,有地下水露头。植被以柽柳、梭梭、白刺、盐穗木、罗布麻、芦苇等耐盐植物为主,覆北疆铁路位于天山北麓冲积洪积扇中下部、扇盖度在20%以上。此处铁路沙害的直接原因是铁路缘地带和湖滨地区,地表物质疏松,沙物质来源丰富。