北京至拉萨高速公路乌海段风积沙沙阻病害的治理

1、    北京至拉萨高速公路乌海段风积沙沙阻病害的治理     摘要：通过对北京一拉萨高速公路乌海段风积沙治理设置挡沙板工程实蓝后良好效果的分析，肯定了沙漠公路 防沙治沙的必要性和可行性，并对进一步防沙治沙提出了新的设计思想。 1乌海地区自然概况     北京一拉萨高速公路乌海市巴新麻段位于黄河东岸，桌子山侧山前平原，属于干旱荒漠地区，均为流动沙丘。由于其所处的地理位置受地貌影响，四季干旱，少雨雪天气，而且风沙较大，管养路段又缺少植被保护，部分路段出现不同程度沙阻现象，严重路段甚至影响行

2、车安全。年平均风速4147 m/s，最大风速为28 ms。其中58 m/s的风速占667，7515 ms风速占324，1520 m/s的风速占09，沙粒粒径以细粒，极细粒为主。全年8级以上大风天数为1532 d，最多52 d，411月以东南风为主，1l3月以 西北风为主，年平均沙尘暴256次，扬沙519次，以春季为主。该地区年平均降雨量152mm年蒸发量3 481 mm，东南风、西北风盛行，沙丘运动具有往复式前进的特点，这决定了该路段一年四季都有出现沙害的可能。该路域风沙运动总体呈现向东移动，容易造成路基、路面沙埋。 2风积沙沙阻病害治理现状 21挡沙板设计结构   

3、60; 2005年12月在北京一拉萨高速公路巴新麻段K1054+000一K1054+200段设置挡沙板，长度为200m，高度为2O m。对K1064处长度40 m，高为15 m的挡沙板，两段挡沙板斜支撑一端焊接于立柱，另一端焊接于防撞护栏立柱，每20 m预埋一根63#槽型钢板立柱，立柱基础采用50 cm×50 cm×50 cm预制混凝土块。上部中间预留45 cm深的立柱插孔，槽型钢板立柱插入后用水泥混凝土灌注固定柱与柱之间为5#角钢框架，5#角钢框架内用4#角钢横竖连接。两边及每隔20 m处设斜支撑一处，以增加强度，为防止钢材锈蚀，表面涂刷绿色油漆。 22挡沙板效果

4、60;   在北京一拉萨高速公路乌海段K1054和K1064两处设置挡沙板，并派专人观测挡沙板工程实施后的治沙效果，详细记录。     在k1054、k1064两处未设置挡沙板，风速为1015 ms时，风沙从路基北侧护坡上路。3040 min后，厚度为5cm长为180 m风积沙已覆盖全部路面，约为11475 m3,严重影响了车辆的安全通行。在K1054、K1064两处设置挡沙板后，风速为1015 ms时，绝大部分风沙被挡沙板挡住。只有少数风沙从挡沙板预留3锄的缝隙中穿过，3040 min后，全长200 m的风积沙路段仅有575 m3风积沙，对车

5、辆的安全行驶已无影响。     通过对北京一拉萨高速公路乌海段K1054和K1064两处的观测，发现挡沙板阻沙效果显著。为使公路防沙治沙由被动转向主动，稳定提高公路防沙治沙生态效益，引进“新材料、新工艺、新技术、新成果”科学合理化的防沙治沙，对风积沙治理提出新的设计思想。 3风积沙治理前景 31机械沙障固沙阻沙工程 311公路两侧机械沙障固沙性能     沙障固沙即用障碍物固定流沙，也称为机械沙障固沙，其作用原理是采用柴、草、树枝、粘土、卵石、板条等材料，在沙面上设置各种形式的障碍物，以此控制风沙流动的方向、速度、结构，改变蚀积状况，

6、达到防风、阻沙、固沙等目的。     按防沙原理和设置方法的不同，机械沙障可分为平铺式沙障和直立式沙障两大类。平铺式沙障又分为带状铺设式和全面铺设式，平铺式沙障是固沙型沙障，利用柴、草、卵石、粘土等物质铺设在沙地上，隔绝风与沙表的接触，达到风虽过而沙不起的作用，就地固定流沙，其缺点是对过境风沙流中的沙粒截阻作用不大。直立式沙障按地上高度的不同分为高立式沙障(高出沙面50100 cm)、低立式沙障(高出沙面2050 cm，也叫半隐蔽式沙障)及隐蔽式沙障，隐蔽式沙障几乎全部埋入与沙面平齐，或稍露障顶。直立式沙障按透风程度的不同又分为透风式、紧密式、不透风式三种形式。直

7、立式沙障大多是积沙型沙障，风沙流遇到沙障的阻挡，风速就会降低，所带沙子的一部分就会沉积在沙障周围，起到防治风沙危害的作用。透风结构沙障，风沙流经过沙障时摩擦阻力加大，互相碰撞，消耗了动能，使风速减弱，载沙能力降低，在沙障后形成积沙，前积沙少，沙障不易沙埋，在沙障后面，积沙范围延伸较远，沙堆平缓地纵向伸展，因而积沙时间长，积沙量大。不透风或紧密结构沙障，风沙流经过沙障，在障前被迫抬升，而越过沙障后又急剧下降，在沙障前后产生强烈的涡动，消耗了风速动能，减弱了载沙能力，于是在沙障前后形成沙粒的堆积。隐蔽式沙障是埋在沙层中的立式沙障，障顶与沙面平或稍露出沙面，对地上风沙流影响不大，主要是制止地表严重风

8、蚀，起控制风蚀基准面的作用，风蚀到一定程度即停止，不会使地形发生变化。     修建高立式沙障，要选用枝条、芨芨草、芦苇、板条和高杆作物。把材料做成70130 cm的高度，在沙丘上划好线，沿线2030cm深的沟，将材料基部插入沟底，下部加些稍头，两侧培沙，扶正踏实，培沙要高出沙面10 cm，好在降雨后施工。这种沙障防沙效果较好，适合于沙源距被保护区较远、量较多的地段使用。但要注意被保护对象，像房屋附近不要采用这类沙障，设置后还必须注意维修。     修建半隐蔽式草沙障，要选用麦杆、稻草、芦苇、软秆杂草，先在沙丘上划线，将材料均匀横铺在

9、丝道上，用平头锹沿线压在平铺草条的中段用力下踩至沙层15 cm左右，然后从两侧培沙踩实，这种沙障取材方便，施工简单，固沙效果好。粘土沙障的材料是粘土，根据设计划线，沿线堆放粘土，形成高1520 cM的土埂，断面呈三角形，注意一定不要有缺口。粘土沙障成本低，可就地取材，有较强的保水能力，对植物生长有利，受地区限制，也易影响降雨入渗。修建平铺式沙障，要选用柴草、粘土、砾石等，将其均匀覆盖在沙丘表面。厚度可灵活掌握，一般510cm。粘土不要打碎，铺砾石要紧密排列，不可留较大空洞，防止掏蚀。带状平铺按要求留出空带。 312机械沙障固沙的主要指标 孔隙度。通常，我们把沙障孔隙面积与沙障总面积之比叫作沙障

10、孔隙度，用它衡量沙障的透风性能。一般孔隙度在25时，障前积沙范围为障高的2倍，障后积沙范围为障高的78倍。而孔隙度达到50时，障前没有积沙障后积沙范围约为障高的1213倍。设计的候，孔隙度一定要在2550之间。不然，孔隙度越小，积沙范围越窄，沙障很快被沙埋，就失去作用了。相反，孔隙度过大，也起不到固沙作用。 高度。理论上，当沙地部位和沙障孔隙度相同时，积沙量与沙障高度的平方成正比。根据风沙运动规律，沙障高度一般设3040 cm，最高1 m。 方向。沙障设置应和主风方向垂直，通常在沙丘迎风坡设置。设置的时候，先顺主风方向在沙丘中部划一道轴线作为基准，由于沙丘中部的风较两侧强，因此沙障与轴线的夹角

11、要稍大于90°。而不超过100°。可使沙丘中部的风向两侧顺出。若沙障与主风的夹角小于90°，气流易趋中部使沙障掏蚀破坏。 配置形式。配置形式有行列式、格状式等等形式。行列式配置，多用于单向或反向起沙风为主的地区，在沙丘迎风坡设置时，丘顶要留空一段，划出一道设沙障的最上范围线，然后自该线起，按所需间距向两翼划出设障线道，使沙障线微呈弧形。格状式配置在多风向的沙区或地段采用。生产上大量应用的是1 m见方的草方格沙障。 间距。沙障间距即相邻两条沙障之间的距离。距离过大，风蚀严重，距离过小，浪费材料，因此，必须确定好沙障的行间距离。沙障间距与沙障高度、沙面坡度、风力强弱有

12、关，沙障高度大，障间距应大，反之亦然。沙面坡度大的，障间距应小，坡度小的，间距要大。 风力弱间距可大，风力强间距要小。坡度小于4°的平缓沙地上，障间距应为障高的15倍左右。坡度较大处应遵循顶底相照的原则，即下一排沙障顶部与上一排沙障底部相平或略高些。 材料。一般用的是麦草、板条、砾石、粘土、稻草、芦苇、高秆草、条芭、秸杆等材料，这6项指标在设计时都要考虑到。设计好后，要准备材料、施工。 3.2化学固沙阻沙工程     利用天然或人工合成的有机或无机胶凝材料固沙面，达到防止沙粒移动、保墒集水、改变土壤结构、改变地表温度等目的的技术被称为化学固沙技术。通常的

13、做法是在流沙表面喷洒化学胶结物质，使沙粒固结在一起，形成一层抗风蚀的膜或壳，隔断风力对沙面的直接作用。 3.3工程措施与生物措施相结合的固沙阻沙工程     在采用工程阻沙、固沙、封沙的同时，又根据不同沙地类型，选择当地的适宜草树种，进行人工撒播，且根据各树种的生物学、生态学特性及公路林的特殊要求，引进适宜沙生，且生长快、繁殖容易的各种乔灌树种进行科学配置，形成多层次的植物群体，抵御风沙功 效大，生长稳定。 3.4应用滴灌技术结合固沙阻沙工程     将滴灌技术和工程治沙相结合，在迎风坡23以上及沙丘顶部采用滴灌造林，其保存宰可达70

14、80%以上，与工程措施相结合，其成活辜达95100，保存率达96左右。滴灌造林2 a后生长稳定，发挥了防风固沙作用。滴灌技术，为沙漠公路绿化建设的高起点、高速度、高效益、多功能提供了保障条件： 4防沙治沙工程的生态效益     林木是陆地上最大的生态系统，它的消长对气候有重大影响。据测定沙漠绿地相对温度比非绿地区高出3060，气温比无林区低6l0。l hm2乔灌混交林，一天能吸收093 t CO2，放出062 t o2。除此之外还能吸附大气中的飘尘、粒尘、二氧化硫、氟化物等有害物质，净化了大气层，改善了人类生存条件。林地能将降水量的35贮存在沙地中，涵养水源的能力为无林沙地的7倍。林木根系增加沙地的粗孔晾度，比无林沙地提高20，还利于降雨向土壤中渗透，减少地表迳流，