中国交通干线风沙危害防治模式及国际应用前景

高寒风沙环境大网格高立式沙障风沙危害防治模式——青藏铁路

2006 年建成通车的青藏铁路,是世界上第一条海拔最高、穿越多年冻土及沙漠的高原铁路。调查研究表明,该铁路沿线大部分地处高寒干旱半干旱区,而少雨多大风、风旱同期的气候状况为风沙活动提供了动力条件。随着全球气候变化,青藏高原冰川退缩、多年冻土退化、冻融交替,导致地表土壤结构松散,沙源增多,风蚀沙化加剧。此外,铁路修建等人类活动对原始地表扰动也逐渐增加。青藏铁路沿线风沙危害日趋严重,沙害路段达到 270 km,风沙危害防治刻不容缓。

针对青藏铁路沿线不同区域自然环境特点和沙害持续加剧的现实,在沙源丰富地段建立了结合生物、化学措施,以机械措施为主的远阻近固、输导结合的综合防护体系。研究表明,由于空气密度不同,与低海拔地区相比,高海拔低气压环境具有较高的起动摩阻风速,且跃移沙粒比重及跃移高度也相对增高。依据高海拔区这一沙粒运动形式及风沙流结构特征,提出了通过增加工程措施布设高度以降风速、固流沙的思路,研发了大网格高立式沙障防沙关键技术(图 2)。采用高密度聚乙烯(HDPE)高立式阻沙栅栏、大网格高立式固沙障、石方格、碎石压沙等机械措施,结合喷洒固沙剂、地表植被保护与恢复等措施,构建了适宜青藏铁路的风沙危害综合防治技术体系。

基于高寒风沙环境大网格高立式沙障风沙危害防治技术,在青藏铁路沿线河谷型、季节性干湖盆型、退化草地型等沙源区,因地制宜布设了一系列防护措施,使得风沙流得到有效控制,天然植被盖度达到 30% 以上,年累计清沙量大幅降低,目前仅 12 000 m³,防治成效明显。该模式填补了高寒风沙区交通干线沙害防治的研究空白,为高寒生态脆弱区风沙危害的科学防治提供了借鉴。

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