青藏铁路错那湖段沙害防治措施研究

通过分析青藏铁路错那湖段气候特征、地质地貌、植被、沙丘分布及特征的基础上,分析了该地段铁路沙害的类型与成因,并对近年来在青藏铁路错那湖段采用的固沙和阻沙工程防沙措施进行了评价。从工程性价比、风沙流成因和防护效果的综合角度出发,提出了采用尼龙网沙障、混凝土沙障、活动板挡沙栅栏、截沙沟等阻沙措施和卵（碎）石覆盖沙面、覆膜沙袋沙障等固沙措施以及植物措施相结合防沙措施的建议,这种防沙体系的结构配置对该地段铁路沙害防治具有重要的指导意义,对青藏高原其他地区的铁路、公路防沙也有一定的借鉴意义。     

青藏铁路格拉段典型沙害路段风沙地貌专题图编制

随着青藏铁路全线开通,风沙危害已成为影响铁路安全运营的主要环境问题之一。铁路沿线风沙危害路段主要集中在措那湖、沱沱河、北麓河等地。基于高分辨率卫星遥感影像QuickBird数据,通过野外实地勘察,同时参考Google Earth影像和DEM数据,绘制了3个典型沙害路段的风沙地貌专题图,地貌图比例尺为1:50000,采用二级分类系统,一级类为6个,共包含18个二级类。由于青藏铁路地处西风带中部急流区,风力强劲;铁路沿线生态环境脆弱、地表类型复杂,冻融和风蚀时空交错,地表沙物质丰富,风沙活动强烈而频繁,铁路沙害正呈现出迅速增长的态势。鉴于此,很有必要绘制青藏铁路沿线风沙灾害现状及防治措施布局的专题地图,为科学合理地制定青藏铁路沿线风沙危害综合防护体系提供依据。     

青藏铁路典型路段风沙灾害现状与机械防沙效益估算

通过对青藏铁路格尔木—拉萨段沿线风沙灾害的实地调查,发现该路段风沙灾害具有时空分布相对集中,沙源复杂多样,以轻微沙害为主,潜在危害严重的特征。对红梁河、北麓河、沱沱河、扎加藏布和错那湖段等典型路段的沙害进行现场实测,并结合Google Earth影像分析,利用三棱锥柱和趋势模拟的计算方法,估算出重点地段主要防沙设施的积沙量约为1.32×105 m3,为制定更加有效的防沙体系提供科学依据。     

青藏铁路察尔汗盐湖段风沙活动特征

研究青藏铁路沿线的风沙活动特征,可以为认识高原铁路风沙危害的形成机理、建立完善有效的护路防沙体系提供参考。在实地考察风沙地貌的基础上,架设测风塔获取风况信息,采集了沙丘表层沉积物样品,对铁路沿线察尔汗盐湖段的风动力条件、沙丘沉积物粒度特征和沙丘形态特征进行了分析。结果表明：（1）研究区域年平均风速为3.7 m·s^-1,风速最大值出现在春季。起沙风以WNW方向为主,属于中风能环境,低风向变率,宽单峰型风况。合成输沙方向（298.14°）与铁路走向（208.86°）垂直相交。稳定的西北风、风沙流与铁路线路走向垂直的风况特征是青藏铁路沙害形成的动力条件。（2）沉积物以中沙、细沙为主,但细沙组分占优;分选性较好,粒径分布表现出与铁路线越近、颗粒越粗的规律。粒径0.063~0.04 mm的沙粒为青藏铁路风沙危害提供了物质条件。（3）铁路线两侧沙丘分布特征及变化指示该路段风沙活动强烈,现有防沙体系退化严重,风沙危害日益突出。     

戈壁地区铁路防沙林带的防护效应

兰新铁路在途经玉门戈壁地区由于风沙流活动,使路基积沙,通车安全受威胁。为了防治铁路沙害,自1969年开始于铁路两侧营建防风沙林带以来,效果较好。铁路沙害被控制(见表1),建林前后沙害明显减轻。为弄清防护林带原理和改进防护效能,在路段主风一面(左侧)的林带内外,布置了防风沙效应的观测进行研究。     

人工聚沙堤防治铁路沙害的初期试验研究

本文介绍了在高寒干旱的青藏铁路线伏沙梁地段,采用人工聚沙堤阻截外来风沙流的试验。通过初期试验观测,对人工聚沙堤的聚沙形式结构和防沙效果进行了阐述,提出人工聚沙堤是整治该段铁路沙害的一种主要措施。     

公路防沙设计中夸大沙害严重性原因分析

在多年实践的基础上逐渐认识到,在多种因素影响下,研究人员在进行公路防沙设计时,往往会夸大沙害的严重性。要解决这一问题,首先应认识到,当有风沙吹向公路时,并不一定会有较为严重的沙害;其次,要认识到在沙漠的不同区域,如沙丘分布区与平坦的流沙地等,其风沙运动规律及沙害特征等,会有很大不同;此外,还应注意到防沙工程对外侧来沙的容纳量要比我们以前所认为的要大得多。本文从沙害强度与输沙率之间的关系、阻沙栅栏的导沙与阻沙作用、固沙带中积沙的不均匀性、公路的输沙作用、沙害防治的评价标准等方面入手,对此问题进行较为全面地探讨。     

青藏线客城区段沙害成因与防治途径的研究

青藏铁路哈（尔盖）－格（尔木）段位于青藏高原，横穿柴达木沙漠，不少地段曾因沙害造成中断行车和机车掉道等事故，其中以客城最为突出。对青藏线客城区段气候、地质、地貌等自然因素和人为因素的研究表明：风大多风是该区段风沙猖獗的动力因素，分布广泛的洪积沙层则构成了风沙流的物质基础，不适当的人为活动加剧了当地的沙漠化，致使线路沙害日趋严重。在该锻铁路防沙中，采用的竹片栅栏与碎石方格相结合的机械措施取得较好的防沙效果，经过观测，阻沙措施降低了风速；固沙措施增加了地面的粗糙度，减少了沙面的流动性，为植物的生长创造了有利条件。植物固沙试验表明，白刺是当地最佳的治沙植物种，它具有冠幅大，根系发达、固沙效果好等特点，虽然地下水矿化度高，但用它浇灌，可提高白刷成活率。防沙措施取得了明显的防沙效果和经济效益，确保了该段行车安全。     

青藏铁路西格段戈壁风沙流防治体系研究

青藏铁路西宁至格尔木段(西格段)日照冻融变化强烈、风力强劲,为了解决该环境下戈壁风沙流对路基的危害,以PE(polythene)固沙网为平面防治并结合高立式沙障为立面防治措施,组成了戈壁风沙流防治体系,通过现场观测及室内风洞实验,验证了该防治体系的防风固沙效果和工程可靠性。工程应用表明,该防治体系具有抗风蚀性能强、可重复利用、寿命长及绿色环保等特点,能够有效防治铁路戈壁风沙流的危害,并对养护工作量的减少起到了重要作用,可以替代传统石方格、竹栅栏等防风固沙措施。对类似于西格段这种戈壁风沙流速较大、海拔高、生态脆弱、传统防沙材料贫乏和工程防沙措施失效的地区,新型防治体系具有借鉴和示范作用。     

敦煌-格尔木铁路沿线风动力环境特征

敦煌-格尔木铁路沿线地形复杂、起沙因素多变、沙源丰富,沙害问题日益严重。目前对其风沙活动规律还未有研究,不利于防沙工作的开展。为此,通过对自北向南的5个观测点（S1、S2、S3、S4、S5）风速和风向的观测、计算和分析,利用平均风速、起沙风况及输沙势对敦格铁路沿线的风动力环境特征进行研究。结果表明：S5、S4和S3的风况对铁路风沙灾害防治意义较大。S5年平均风速、起沙风频率和输沙势最大,春季风沙活动最为强烈,且风向单一、风力强劲,风沙运动方向基本与铁路垂直,沙粒易在铁路附近堆积。S4夏季风沙活动最为强烈;S3春季风沙活动最为强烈,且风向单一,S4和S3的风沙运动方向与铁路夹角小于90°,附近沙源广阔,铁路易受风沙侵蚀,阻碍交通运营。     

青藏铁路格拉段风动力环境及其对铁路沙害的影响

以青藏铁路格拉段沿线主要气象站点1955—2014年的气象数据及部分野外观测数据为基础,从风向、大风沙尘暴日数、输沙势和年均风速变化等方面阐述了青藏铁路格拉段风动力环境特征,并揭示了其对铁路沙害的影响。格拉段铁路沿线风向单一、风能环境较高、铁路沙害可能进一步发展。本研究在青藏铁路沙害监测和防沙体系完善方面具有指导意义,同时也为其他沙区公路、铁路防沙设计提供借鉴。     

青藏铁路沱沱河路段风沙危害特征及其动力环境分析

利用青藏铁路沿线沱沱河站详细的风况资料,结合风沙灾害的实地调查数据,在分析沙害特点、来源及其危害特征的基础上,从输沙强度、合成输沙势、起沙风玫瑰及其季节变化等方面对沱沱河路段风沙活动特点及其动力环境做了详细研究。沱沱河路段起沙风向具有明显的季节性,冬春季风向单一,主导风向为西风,持续时间较长。夏季东北风有所增加,出现短暂的多风向季节。年输沙势DP为705.81VU,属于高能风能环境。年方向变率（RDP/DP）为0.84,年合成输沙势RDP为590.42VU,合成输沙方向RDD为89.1°,合成输沙风向以西风为主。     

晋北沙漠化地区风沙环境信息服务系统设计

“3S”技术的发展为大范围风沙环境特征分析提供了重要的技术保障。传统的遥感影像处理软件和GIS软件无法满足植被盖度、土壤风蚀量和地表对大气释尘量等风沙环境信息的计算、评估和空间可视化需求。本文以晋北沙漠化地区遥感数据为基础信息,结合研究区地质、地理、气象和水文等多源信息资料,基于空间数据引擎技术和数据库技术,以C#语言、ENVI/IDL和ArcGIS Engine为混合开发平台,设计开发了晋北沙漠化地区风沙环境信息服务系统,详细阐述了该系统设计的目标和技术路线及该系统的体系结构和功能,形成了基于“3S”技术的典型区域风沙环境信息服务平台的设计思路和方法。该系统可为防治晋北地区土地沙漠化,减轻风沙危害,改善和减缓沙区生态环境日趋恶化的局面提供科技支撑。     

哈罗铁路沿线沉积物粒度特征

哈罗铁路开通对沿线资源的开发具有重要意义,然而自开通以来饱受风沙危害.对铁路沿线及防沙体系内沉积物粒度特征参数进行了对比分析,以期为该线风沙危害的科学防治提供有益参考.结果表明:(1)铁路沿线沉积物组成以中细沙为主,灌丛沙地分选性中等至很差,偏度以近对称为主,峰度中等至很窄;戈壁区沉积物整体分选性较差,偏度以极正偏为主...     

通天河七渡口风沙环境特征及沙害防治

通天河七渡口位于长江上游楚玛尔河和通天河交汇处,属于长江的水源涵养区和补给区,近年来该地区草场在风力侵蚀作用下出现沙漠化趋势。为控制沙化草地的进一步蔓延,我们在通天河七渡口进行了风沙环境观测,并开展了机械和植物固沙试验。结果表明:通天河七渡口年平均风速为1.95 m·s^-1,最大风速20.63 m·s^-1,主起沙风向为偏西风(包括W、WSW、WNW),次起沙风向为东北风(包括NNE、NE),年输沙势为93.06 VU,年合成输沙方向为107.54°,年总输沙量为3 007.30 g·cm^-1。经过两年的机械和植物固沙试验,沙障内形成了稳定的蚀积凹曲面,使沙层表面得到固定,有效控制了沙丘移动。随着沙障内人工植被的逐渐生长,试验区内地表微环境逐渐得到改善:(1)土壤颗粒变细,沙样粒径组分中粉沙和黏土增多,沙障内未种草地和沙障内人工种草地粉沙和黏土含量分别是流沙地的6.4倍和9.1倍;(2)表土有机质增多,流沙地、沙障内未种草地、沙障内人工种草地表土有机质含量分别为0.91、1.48、2.02 g·kg^-1;(3)沙层表面形成土壤结皮,土壤硬度增强,流沙地、沙障内未种草地、沙障内人工种草地土壤硬度分别为0.52、1.25、2.12 k Pa。     

中国沙区公路风沙危害及防治研究进展

本文聚焦公路风沙问题,回顾了中国沙区公路的发展历程、现状与特点,围绕公路沿线风动力环境、沙害特征、致灾机理、风沙防治措施、防护体系结构组成和防护效益等,系统总结了中国沙区公路风沙防治取得的成果以及存在的问题。针对公路沿线流沙和戈壁地表以及区域自然特征的差异,兼顾风沙防治、绿色廊道建植与景观功效,确保沙区公路防护体系持续稳定和效能发挥,系统梳理了中国沙区公路3种典型风沙防治模式。基于中国公路网络骨架体系日益完善的切实需求和沙区公路安全运营面临的挑战,侧重加强高速公路风沙防治工程技术的提升,提出了中国沙区公路未来的研究重点和发展趋势。     

野外近地表风沙流脉动特征分析

基于风沙流实时测量系统对流沙地表的输沙强度以及不同高度风速进行实时测量所获得的数据,分析野外实际风场中的风沙流脉动特征。结果表明:沙粒的存在削弱平均流场,但对风速的高阶统计矩和分布形式影响不大,不同高度、不同来流平均风速条件下,风沙流中风速仍近似符合高斯分布;瞬时输沙强度服从指数分布,滞后风速约1 s,脉动强烈;30 min输沙强度平均值和脉动标准差均随平均风速的增大而呈幂函数增加,但随风速脉动强度的变化呈先增大后减小的趋势。这意味着脉动风速对输沙率具有重要影响,需要在输沙率预测公式中予以考虑。