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青藏线铁路沙害治理及对策
浏览 次  2013-06-17  青海防沙治沙暨沙产业协会

                                                         李良洲  王进昌 

       摘要:本文从青藏线铁路沙害的成因及现状人手,分析了沙害治理存在的问题,进一步提出了治理沙害的对策。 

      关键词:青藏线铁  沙害  治理对策

      青藏线铁路东起西宁西站至格尔木近郊南山口,总延长845.54km,平均海拔3000m。沿线自然条件十分恶劣,干旱少雨,植被稀疏,风大多沙,沙尘暴频繁发生,是我国沙害最严重的铁路线路之一。

      青藏线铁路沙害地段累计延长179.17km,集中分布在哈尔盖一南山口668km范围内,其中重沙害地段40.2km,较重沙害地段65.5km,一般沙害地段72.1km。这里属典型的高原大陆性气候,年均降雨量从东到西逐渐减少(处于柴达木盆地边缘的乌兰沙区年降雨量160.2mm,锡铁山年降雨量只有23.4mm,格尔木年降雨量40.1mm),年均蒸发量达3255.8mm,风速从东到西逐渐增大(乌兰沙地最大风速27m/s,锡铁山、盐湖一带最大风速达30m/s),一般2~7月风害频繁,危害最大。

      青藏线哈格段临管运营初期,风沙埋没线路现象十分严重,对铁路运输造成很大威胁。据资料统计,青藏线哈格段自1984年临管运营以来到2002年,因沙害造成中断行车累计1462次,尤其是1990年以前,这里沙害频繁肆虐,年均影响中断行车达161次,甚至发生过一夜间因沙埋线路造成8个区间中断行车34次的记录。 1984年5月13日,客城段因流沙埋钢轨,造成货物列车脱线一次,破坏线路125m,中断行车25小时34分。1986年3月,陶力站因风沙夜间上道埋没岔道,造成一货物列车在站内3号岔颠覆,4辆油罐车燃烧报废,1辆爆炸,损坏线路300余m,中断行车15小时45分,直接经济损失30多万元。当时,青藏线沙害曾一度引起铁道部及兰州局领导的关注,并多次派专家赴青藏线调查帮助指导沙害治理工作。几十年来,在青藏线两代人的不断探索和辛勤努力下,青藏线风沙危害蔓延的情况得到了有效控制,并建立了适合青藏线沙害治理“远阻、中截、近固”三位一体的防护体系,确保了青藏线运输安全畅通。

      然而,随着大气环境的变暖、过度放牧及沙尘暴频繁发生,青藏线局地干草原退化严重,沿铁路一线大面积弃耕地逐年沙化,铁路沙害范围有不断延伸和扩展的趋势,不仅给今后治理投资增加了压力,也为我们青藏线这种单一的机械固沙模式提出了考验。

      一、沙害的成因及现状

      青藏线沙害地段主要分布在克土一托勒、尕巴一赛什克、柯柯一尕海、连湖一泉吉陕、锡铁山一盐桥、格尔木一南山口区段。

      克土一托勒沙害段,K105+465-K143+100,沙害总延长7.01km,为一般性沙害。该段位于青海湖北岸克土哑口地带,最大风速27m/s,属山前洪积一古湖相地层,地层0.1~1m为沙砾,其下为洪积、沉积细沙,地表为稀疏干草原,无天然灌木,吹蚀严重。沿青海湖边距线路1~3km处多位高大的沙山,在夏季强劲的西南风作用下,流沙逐渐向线路方向蔓延,在K105+465-K107+300段风沙已蔓延至距线路50~100m。

      尕巴一赛什克沙害段,K388+730-K395+800,沙害总延长7km,其中严重地段3km,较重地段2km,一般地段2km。该段位于柴达木盆地东缘,线路位于乌兰沙地山前洪积、冲积的二级阶地上,地层1~2m为含砾细纱,其下为4~12m洪积粉沙。线路左侧主风向(WSW)为开阔沙地,有零星小沙丘分布和灌丛沙堆,线路右侧近邻线路为高大的沙垄,就地起沙是造成该段线路沙害的主要原因。另外,在K393+200段线路北侧有一座高30~50m的沙山,在次风向(NE)作用下不断向线路输沙。近年来,由于赛什克农场大面积弃耕地的不断沙化,K399-K400段也成为新的沙害地段。

      柯柯一尕海沙害段,沙害总延长62.01km,其中严重沙害15.72km,较重沙害13.84km,一般沙害32 .45kmo该段沙害以柴凯一陶力最为严重。整个沙害位于南北宽2~5km的山间谷地,地表植被稀疏,为沙漠平原。由于常年风大多风,地表吹蚀裸露严重,大部分地段露出了地表下的洪积细纱,是造成沙害的主要风沙流来源。

      连湖一泉吉峡沙害段,K561+ 700-K673+300,沙害总延长56.75km,其中严重沙害11.5km,较重沙害27.15km,一般沙害18.1km。线路位于古湖相地层的剥蚀残丘和剥蚀平原,两侧为平坦的荒漠,风蚀严重地段有地表被剥蚀后形成的沙垄,地表为沙砾层,其下丰富的粉沙是沙害的来源。

      锡铁山一盐桥沙害段,K690-K720+300,该段沙害总延长21.3km,其中严重沙害8km,较重沙害6.3km,一般沙害7km。该段位于柴达木盆地腹地,线路两侧为开阔地,寸草不生,风沙流丰富,是青藏线最为严重的沙害地段。伏沙梁处线路两侧有4~10条南北宽2.4~4km、东西长22km的纵向沙梁伸向线路。远距离输沙、就地起沙共同成为该段沙害地风沙流来源。另外,由于锡铁山矿不断向下游线路方向排放矿物粉尘,近十年来,造成K689+500-K694+500段也成为重沙害地段,近几年来,由于沙尘暴频繁发生,该段沙害不断向锡铁山站扩展蔓延,目前该段沙害已向东发展至K688+400处。

      格尔木一南山口沙害段,K815+500-K845+100,沙害总延长16.7km,其中严重沙害8km,较重沙害8.7km。线路位于山前冲积平原上,两侧为开阔沙地,无植被,地表3~8cm以下细粉沙丰富。近几年来,由于沙尘暴频繁发生,K812+600-K813+900也发展成为新的沙害地段。

      总之,干燥的气候环境、丰富的沙源及风大多风等自然因素是造成青藏线铁路沙害的主要原因;过度的放牧及樵采,使本来脆弱的生态环境遭到严重破坏,草场退化,植被更加稀少,加速了土地沙漠化的恶性循环;铁路筑路时的大量取土,破坏了原有地面植被及地表较为致密的结构,为就地起沙提供了新的沙源;沿线大量弃耕地的不断沙化,加速了沙化地的不断扩展。

     一、沙害治理及存在的问题

     1.工程治理措施的应用

     青藏线特殊的气候条件和复杂的地形地貌,决定了青藏线沙害治理以机械固沙为主。20多年来,青藏线工务部门结合当地风沙危害的特点,因地制宜,就地取材,按照“远阻、中截、近固”的原则,大量应用各种形式的阻沙提、挡沙墙、截沙沟及石(盐、草)方格等综合配套形式,形成了“三位一体”的防沙治沙体系,有效治理了青藏线风沙弥漫成段埋没钢轨的危害,确保了青藏线运输安全的畅通。

      2.植物固沙措施的试验

      为探讨青藏线能否进行植物固沙,20世纪90年代初,柯柯工务段、湟源工务段先后在乌兰沙区沙害段和克土沙害段进行了旱生植物固沙试验0 1990~1991年,乌兰沙区结合全沙区网围栏封育人工撒播籽蒿成功,1991~1992年引种柠条、花棒成功。到1 996年,该沙区线路两侧的流沙基本被固定,重沙害地段K388+730-K392+000线路上沙情况基本消除。目前,该沙区K388+730-K392+000段线路两侧有柠条80余亩,花棒10余亩,籽蒿310余亩,其他植物有十余种,盖度达到40%。克土沙害段K105+465-K106+300段经路、地联合,采取人工封育种植黑刺取得成功。现该段线路左侧风沙流方向已有长1.1km、宽近1km的人工黑刺林带,植被盖度达50%。

      3.存在的问题

      以工程治沙为主的机械固沙方式,在青藏线沙害治理中已应用了近20年。20年来,机械固沙在青藏线沙害治理中发挥了极大的作用,尤其在90年代前,大量机械固沙方式的设置,阻止了风沙流的前移,有效遏制了当时风沙蔓延危机行车安全的趋势,保证了青藏线运输的安全畅通。但随着近十几年来大气环境的变暖和沙尘暴的频繁发生,草场退化日益加剧,土地沙化面积逐年增多,投资的巨大压力,不仅使我们沙害治理工作面临挑战,传统的机械固沙模式也将受到越来越严峻的考验。

      1)固沙带有效防护周期短,加剧了投资周期

      青藏线线路两侧作为固沙带的草方格更新期限为2~3年,石(盐块)方格更新期限为3~4年,竹栅栏为4~5年,一旦在更新期内投资跟不上,这些设施将会被风沙埋没或毁坏,“三位一体”的机械固沙防护体系就很难发挥良好的防护作用。据统计,目前在乌兰一格尔木南山口一线的沙害地段,现有各种规格的草方格、石(盐快)方格累计达933万mL,近两年急需更新铺设的有130万m2;竹栅栏现有累计长275.7延长km,正常每年需投资最少200万元才能保证正常更新和维修。

      2)前沿阻沙带材料造价较高,加重了投资负担

      青藏线设置的防沙前沿阻沙带,多为片石挡沙墙、盐快挡沙墙及废砼枕挡沙墙,这些设施所用材料重量大、运距远,尤其在沙区运输极为困难,造价相对较高,维修又不方便,维修费用也相应增加。一旦被风沙所埋,就需重新设置或加高。目前,在柯柯以西,现有各种挡沙墙累计31延长km,而且多数是80年代所设置,现被风沙所埋或毁坏严重,对其维修和恢复也需很大的投资。

      3)新的沙害地段日益增加

      随着土地沙漠化的日益加剧,青藏线新沙害地段有所增加,原有沙害地段不断延伸扩展并加剧,与1990年前调查资料相比,近十多年来青藏线新增沙害地段3处计8.4km,给我们今后的投资带来更大的压力。

     三、沙害治理方式的探讨及对策

     (1)对克土一乌兰一线沙害,结合绿色通道建设,探索路、地联合治沙的路子,在人工围网封育的同时,发展无灌溉植物固沙。改造乌兰沙区滴灌网向K395+800段延伸,发展节水灌溉植物固沙林带。 

     (2)对柯柯一饮马陕一带干草原区线路两侧各50m范围设置网围栏人工封育,防止牛羊践踏,尽快恢复天然植被,以期达到植物和机械固沙相结合,降低投资成本。目前,这一带有些地段自然植被较多,而且在沙害地段的草方格、石方格内也有一些植物开始生长繁殖,因此,进行人工封育恢复天然植被是一条可行之路。 

    (3)锡铁山一南山口自然条件恶劣的沙害地段,要研究试验前沿阻沙带、石(盐、草)方格固沙带的替代材料,使其达到使用寿命长,可多次重复使用,而且维修使用方便。

   (4)对一些高大的沙梁,如乌兰和伏沙梁处的沙梁在一定范围采取机械一化学方法固定,阻止风沙流向线路方向前移。

    (5)对一些路堤高于3m的重沙害地段,可研究采取埋设涵管或设计连续多跨旱桥的方法,设置通风路基,消除高路堤的阻沙作用,防止流沙在线路两侧堆积。

    (6)结合地方政府退耕还林还草政策,对沿线弃耕地进行治理。