青藏铁路沙害及其防治研究进展

青藏铁路是中国乃至世界上海拔最高、穿越沙漠冻土的高原铁路。建成以来风沙危害日趋严重,成为危及铁路安全运营的一大隐患,因此,沿线的风沙防治一直备受关注。由于青藏高原风力强劲,沙物质丰富加上人类活动的影响,铁路沙害呈现出分布相对集中,冻融与风力、水力复合侵蚀,不断发展并持续累积,风沙活动稳定性差等特点。沙害分为路基风蚀、道床积沙、磨蚀等类型。累计有轻度、中度、严重沙害路段440 km,主要分布在锡铁山、伏沙梁、红梁河、秀水河-北麓河、沱沱河、通天河、扎加藏布、错那湖等8个路段。目前铁路沙害防治以机械措施为主,在设置初期有一定的防沙效果,但随着时间的推移,最终会被积沙埋没而失效。因此,青藏铁路防沙应以生物措施（恢复植被）为主,机械措施为辅。     

基于缓解沙漠高速公路风沙危害的路基参数优化——以榆靖高速公路为例

在沙漠地区修筑高速公路时,风沙对公路路基的危害是公路安全和运营的最大影响因子之一。为了寻求最适合沙漠地区高速公路风沙危害最经济的理论路基断面形式,通过对榆（林）靖（边）沙漠高速公路各种路基实测数据应用数学模型进行定量分析,查明了影响路基沙害程度的主要参数,提出了减少路基沙害程度的设计理念,并对不同路基形式的沙害程度进行了比较,给出了路基沙害程度较小的路基断面形式及参数值。研究成果对今后在沙漠地区修筑高速公路设计及施工具有一定的指导意义。     

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。     

乌吉铁路沿线沙害分析及综合治理途径

乌达至吉兰泰运盐铁路穿越乌兰布和沙漠西南缘,全长130km,沙害极为严重。主要危害特点:由于修建铁路及通车以来人为经济活动的加剧,破坏了原有植被,导致沙化,危害铁路;风沙流是危害乌吉铁路的主要形式;由于风的多向性,使风沙作不规则的往复式摆动,造成铁路积沙;风沙危害严重地段集中在35~40km,47~52km,69~83km和99~105km等区间。通过对该线沙害程度、特点及自然因子的分析,提出"以封为主","封、飞、造"、"固、阻、输(导)"相结合的综合治理措施。     

Sand Calamity along Wuda-Jielantai Railway and Integrated Control Approaches

乌达至吉兰泰运盐铁路穿越乌兰布和沙漠西南缘,全长130 km,沙害极为严重。主要危害特点由于修建铁路及通车以来人为经济活动的加剧,破坏了原有植被,导致沙化,危害铁路;风沙流是危害乌吉铁路的主要形式;由于风的多向性,使风沙作不规则的往复式摆动,造成铁路积沙;风沙危害严重地段集中在35～40 km,47～52 km,69～83 km和99～105 km等区间。通过对该线沙害程度、特点及自然因子的分析,提出“以封为主”,“封、飞、造”、“固、阻、输(导)”相结合的综合治理措施。     

玉门地区铁路防沙体系建设的研究

论文分析了戈壁风沙流区铁路沙害现状,提出了玉门地区铁路防护体系建设中树种选择的依据,并筛选了二白杨、沙枣、花棒、柠条以及线叶柳等一些适合该区铁路防护林营造的树种。研究结果还表明,在该地区的铁路沙害防治中,工程措施和生物措施相结合是一种行之有效的治理措施,"客土造林"和乔、灌、草相结合是提高铁路防护林效益的关键。该研究结果为今后该地区的沙漠化整治和铁路防沙体系的建设提供了一定的依据。     

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。     

兰新线玉门段戈壁风沙流地区铁路沙害的治理

兰新铁路通过戈壁地区线路长达1050km,铁路营建后受到戈壁风沙流危害,兰铁玉门段向阳湖、垦场区间长约30公里,危害尤烈。产生的原因是戈壁铁路修建中,破坏地表使蕴藏的沙粒失去掩蔽,成为风沙的来源和加强风沙流活动,并在铁路上形成积沙。经二十多年努力,采取"以林养障(沙障)","林外截沙源,路内消积沙"的防护措施,取得了成效。     

塔里木沙漠公路风沙危害评估指标体系

本文通过对塔里木沙漠公路沿线风沙危害环境的综合分析,提出了沙漠公路风沙危害程度的评估指标和评估方法,并对不同程度公路沙害的空间分布特征作了概括。     

锡北地方铁路风沙防治措施研究北大核心CSCD

为了探究高含盐细砂地区风沙流对铁路运营的影响,为该类地区铁路的设计及修建提供理论依据和实践参考,开展了以锡铁山至北霍布逊铁路线建设为实例的风沙防治措施研究。首先根据工程地质条件确定出了混凝土插板式挡沙墙与地表石方格相结合的风沙灾害防治方式;然后通过CFX软件对风沙湍流场进行了有限元数值模拟,发现了挡沙墙之间的距离对防风沙效果的影响规律;最后根据数值模拟结果得出了1.5 m高的挡沙墙之间的最佳距离为30 m,并进行了实地监测验证了其良好的防风沙效果,并基于实测数据(挡沙墙附近积沙高度达67.5 cm)推荐定期清理墙后积沙的时间3 a。     

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。     

敦煌-格尔木铁路高大沙丘区的风沙环境特征及风沙危害综合防护体系

新建敦煌-格尔木铁路途经库姆塔格沙漠东部的沙山沟,沟内沙源非常丰富,高大沙丘广布,其风沙危害对铁路造成了严重威胁。本研究选择党河上游流动沙丘和黑山嘴流动沙丘两个具有代表性的高大沙丘区域,系统调查与观测了该区域高大沙丘土壤水分、植被、风沙环境和风沙危害,在掌握和分析两试验区环境特征的基础上,在党河上游流动沙丘区建立以工程措施为主的风沙防治试验示范区,在黑山嘴流动沙丘区建立工程与生物相结合的风沙防治试验示范区。研究旨在取得敦煌-格尔木铁路途经高大沙丘区风沙防护的相关工程经验,合理确定风沙防治措施,为铁路通过该区的风沙防护提供了理论依据和实践参考,对保证敦煌-格尔木铁路安全畅通运营具有重要意义。     

中国沙漠地区铁路的修筑

本文系统介绍了我国沙漠铁路修筑的经验。主要包括有四个方面的内容:(1)铁路沙害的概况、类型及形成原因。(2)沙漠地区铁路勘测要点、利用各种有利地形选择线路方案和有关平剖面设计方面的问题。(3)路基本体设计及其防护、路基两侧工程防护措施和固沙造林。(4)沙漠铁路施工养护的注意事项。这些经验经过较长时间的实践考验,已纳入铁路工程技术规范和铁路工程地质勘测规范中,并取得了较好的经济效益。     

腾格里沙漠东南缘铁路沿线流沙固定的原理与措施

本文研究地区位于腾格里沙漠东南缘,为温带草原化荒漠。包头至兰州铁路六次穿越腾格里沙漠,延长线达40公里。尤以中卫县沙坡头地区自然条件严酷,铁路线两侧全为高大密集的格状流动沙丘。如何固定这段线路两侧流沙,使铁路免遭风沙危害,成为列车运行畅通中极待解决的重大课题。沙坡头沙漠科学研究站经30年(1956-1986年)定位研究和实践,初步解决了以下几个问题:1.植物固沙的可行性程度; 2.适宜的固定植物种及其合理配置; 3.植物固沙的基本指标; 4.以"固"为主,"固阻"结合的铁路防护体系的可行性方案。这为我国西北沙漠地区今后铁路建设提供了一个沙害整治模式,在科学上和实践中均有重要意义。     

乌吉线沙害整治措施探讨

乌吉铁路穿越乌兰布和沙漠边缘, 平沙地区段路基积沙严重, 影响线路正常运营。为了保护路基免受沙埋, 铁道部科学研究院西北分院自1982年起在该线K85地段(本井)建立了防沙试验工点, 通过多年的研究工作, 取得了若干成果。     

铁路防沙工程方案的模糊综合评价

风沙灾害是威胁沙漠铁路安全运营的主要因素,科学合理的防沙工程可减小风沙危害和保护生态环境,但目前关于铁路防沙工程的评价方法还不多见。为了对防沙工程方案进行科学合理地评价,在分析铁路防沙工程影响因素的基础上,将其划分为工程设计因素和地理环境因素,利用提取的主影响因子建立铁路防沙工程模糊综合评价模型,将指数标度法与区间标度法结合,通过改进的层次分析法计算各影响因子的权重。方案评价时先确定单个评判对象对评语集的隶属程度建立单因素评判矩阵,再通过模糊综合评判矩阵计算评价值来实现方案评价。以敦格铁路某段的防沙工程为例,进行了实例验证。结果表明：该方法可适用于铁路防沙工程的方案评价,评价结果与工程实际情况基本吻合,具有一定的合理性和工程应用价值。     

砾石级沙粒胶结体抗风蚀效益的实验研究

塔克拉玛干沙漠腹地部分垄间地表发育了一种由众多沙粒胶结而成的大颗粒物质,称为沙粒胶结体(sand cemented bodies,缩写为SCB),其直径达到粗沙级、极粗沙级和砾石级。为了研究其对地表风沙活动的影响,本研究以野外采集的砾石级沙粒胶结体(gravel-size sand cemented bodies,缩写为GSSCB)为实验材料,在净风和挟沙风条件下进行了GSSCB覆盖沙面的抗风蚀模拟实验。结果表明:床面的蚀积状态与来流条件、GSSCB覆盖度和风速均有关,净风时所有覆盖度床面均呈风蚀状态,挟沙风时随覆盖度和风速而变化,床面可呈3种状态-风蚀、蚀积平衡、风积;在风蚀状态时,床面风蚀率随覆盖度增大以指数形式降低,随风速增大而以多种函数形式增加,抗风蚀效率随覆盖度增大而逐渐增加,但不同覆盖度范围增加率不同;挟沙风条件下呈蚀积平衡状态时的床面覆盖度临界C_b值与风速大小有关,随风速增加呈幂函数形式增加;在挟沙风条件下,覆盖度大于C_b值时床面呈风积状态,积沙率与风速的关系较为复杂,80%覆盖度床面积沙率随风速增大呈对数形式增加,但40%覆盖度床面积沙率则随风速增加呈指数形式降低。可见,由于与砾石的物理性质相近,GSSCB覆盖确实具有与砾石相类似的抗风蚀效益,并且在一定覆盖度条件下还能捕获风沙流挟沙颗粒。因此,塔克拉玛干沙漠腹地丘间地天然发育的GSSCB对于地表蚀积过程具有重要影响。GSSCB可作为一种新型固沙技术进行开发。     

风沙活动区工程线路走向与风沙危害程度的关系--以塔里木沙漠公路为例

在风沙活动区,公路或铁路等工程线路的走向无疑会对其本身及防护体系所受的风沙危害程度产生影响。本文以塔里木沙漠公路为例,提出在将风况与公路走向结合起来考虑的同时,以风沙活动强度垂直分量的转化率作为评价公路走向的一种数学方法,并用该方法对沙漠公路不同路段走向进行评价与说明。