臨策鐵路沙害區劃與治理

郝才元

(呼和浩特鐵路局工務處，內蒙古 呼和浩特 010057)

1 沙害區劃

臨策鐵路位于中國西北內陸干旱區，線路大部分區域通過烏蘭布和沙漠、雅瑪雷克沙漠、巴丹吉林沙漠和廣袤的巖漠、礫漠(戈壁)分布區，是我國北方沙漠化強烈發生地區。根據臨策線地形地貌，沙害劃分為烏蘭布和、雅瑪雷克、巴丹吉林沙漠區、山前洪積平原區、巴彥淖爾－阿拉善剝蝕平原區、巖漠、礫漠(戈壁)分布區。

1.1 烏蘭布和、雅瑪雷克、巴丹吉林沙漠區

臨策線穿越烏蘭布和、雅瑪雷克、巴丹吉林沙漠邊緣區，具體地段為:k67+500－k78+500穿越烏蘭布和沙漠邊緣，k209－k221穿越雅瑪雷克沙漠邊緣，k651－k680穿越巴丹吉林沙漠邊緣。穿越沙漠邊緣區，植被稀少，風沙活動劇烈，線路積沙嚴重。

1.2 山前洪積平原區

臨策線k55－k91線路，處于黃河河套平原的后緣山前地段，地勢北高南低，地形略有起伏，地面高程1 030～1 335 m，植被覆蓋率一般為10%～30%，主要生長植物為梭梭柴、紅柳等灌木。沿線地表風積沙現象較為嚴重，主要呈現為半固定沙地、半固定沙丘等地貌景觀。在線路北側山前、溝口多見大型洪積扇，并殘留有一、二級階地，多呈平臺狀。

1.3 巴彥淖爾－阿拉善剝蝕平原區

臨策線k91－k325線路，在巴彥淖爾－阿拉善剝蝕平原區中夾雜分布有低山丘陵、山間洼地。地形相對較為平緩，略呈波狀起伏，局部地段起伏較大。該地貌單元較為復雜，主要以剝蝕地貌為主，其間包含有低山丘陵、山間洼地、湖積平原、沖洪積傾斜平原、沙漠戈壁、風積沙丘等地貌。剝蝕丘陵多呈低矮渾圓狀，湖積平原區可見少量硬鹽殼和龜裂地，山間洼地中受風沙影響可見固定、半固定沙丘、沙地，戈壁平原平坦、開闊，地面微起伏，植被稀少，零星生長梭梭、白刺、檸條等灌木。

1.4 巖漠、礫漠(戈壁)分布區

臨策線k325－k651線路，為廣袤的巖漠、礫漠(戈壁)分布區，沿線植被稀少，主要以植被類型低矮灌木叢為主。由于氣候干旱，且暴雨集中，致使水土流失較為嚴重。該地段風力強勁、風沙活動劇烈，線路沙害嚴重。

2 沙害成因

2.1 自然因素

2.1.1 臨策線連續不斷穿越烏蘭布和沙漠、雅瑪雷克沙漠、巴丹吉林沙漠和廣袤的巖漠、礫漠(戈壁)分布區，鐵路沿線沙源豐富，這為風沙運動提供了豐富的沙源基礎。因此，臨策線在風力的作用下發生沙害是必然的。

2.1.2 由于臨策鐵路沿線其他路段沙源雖然不是很豐富，但是地處內蒙古高原，風速較大，年平均風速2.1～4.7 m/s，最大風速27.0 m/s，平均年大風日數61.1 d，浮塵、揚沙、沙塵暴出現的日數也較多，伴隨著沙塵天氣的出現，經常會發生鐵路沙害。

2.1.3 沙物質來源

臨策鐵路沿烏蘭布和沙漠北部邊緣至狼山腳下進入內蒙古高原阿拉善臺地，再沿巴丹吉林沙漠北部邊緣與中蒙邊境線之間的戈壁荒漠行進，且其戈壁段為剝蝕丘陵區。從地質分布上為其提供了極其豐富的沙來源。

2.1.4 風力情況

此段鐵路沿線年均風速為3.2 m/s，最大風速25 m/s，(≥8級)日數為38.4 d，沙塵暴日數為10.7 d，揚沙日數為48.6 d。四季盛行西風、西北風，其次為東風及東南風，最多風向為W、WNW，頻率為11%［1］。

此段為內陸寒潮性大風，當來自西伯利亞的冷重空氣強度達到一定的程度，冷空氣沿蒙古高原向南沖出，形成大風天氣，同時，由于這些地區的特殊地形地貌(北高南低、植被稀少)，氣流直下，流速不斷加快，形成大風。在戈壁中由于白天增熱快，熱空氣上升，冷空氣來補償，夜晚沙漠中降溫快，形成低壓，這樣就容易形成局部強對流天氣。此地區地表相對穩定、風力強勁、起沙風速高是該地區的主要特點，強風造成地表失穩及上風區地表被破壞是形成該地區強風沙流的主要原因。

2.2 人為因素

在修建臨策鐵路時，鐵路兩側植被破壞嚴重，使脆弱的生態環境，雪上加霜;沿線牧區，冬季草場載畜量低，草地沒有休養生息的機會，退化程度進一步加劇。

2.3 鐵路自身結構的障礙作用

鐵路線本身就是風沙流運動中的一道障礙物。沿線鐵路線有許多的高路基和深路塹，高路基和深路塹的存在，降低和改變了風沙流運動的速度和方向，沙物質必然會在線路附近堆積，日積月累形成沙害。

當風沙流遇到鐵路路基時，平坦的輸沙場遭到破壞，風沙流受到鐵路路基的阻擋，其結構、性質都將發生變化，風速降低，攜沙能力下降，形成超飽和風沙流，在線路附近的弱風區發生卸載，形成積沙，造成線路沙害。當風沙流越過路塹時，由于附面層發生分離，部分沙粒下沉，造成路塹積沙。

3 沙害特征

3.1 沙害的普遍性

因為任何地方的風成沙都會在風力的作用下形成風沙流，在風沙流發育及其形成的路徑上發生遷移，而鐵路的建設則形成了對風沙流的阻礙，如同在風沙流的前進方向上設置了不透風障礙物，使得風沙流遷移受阻而堆積。臨策線鐵路穿越烏蘭布和沙漠、雅瑪雷克沙漠、巴丹吉林沙漠和廣袤的巖漠、礫漠(戈壁)分布區，沙源豐富，全線都受到不同程度的風沙危害。

3.2 沙害的陣發性

鐵路沙害并非每一時刻均在發生，而是只有風速達到起沙風后，才能形成風沙流，并在運動過程中發生動態的蝕積搬運。風具有明顯的脈動性和陣發性和地域上的不均勻性，在斷續的風力作用下，風沙流也具有陣發性，從而形成風沙流時強時弱的特性，由此而形成風沙流每一時刻堆積的大小、規模、面積、厚度的不同。

3.3 影響因素的多樣性

鐵路沙害受多因素影響，其影響因子有鐵路本身的斷面形式、路域范圍的沙丘高度、密度、類型、活動性、距鐵路距離、沙丘表面溫度、濕度等沙丘特性、植被特征、防護體系寬度及其有效性、風沙流特性、風速大小、強度、主風方向及主風與鐵路路基斷面的夾角、人為因素等。這些因素的綜合作用共同作用于風沙流形成鐵路沙害。這就使得穿越沙害嚴重區的鐵路沙害很難做到因害設防而是需要全面設防。

4 沙害治理

臨策鐵路沙害治理堅持治標與治本相結合，預防與整治相結合的原則，采取“清、阻、固、造(播)、封、禁”相結合的綜合治理措施，因地制宜、因害設防，建立完整的防沙治沙體系。

4.1 烏蘭布和、雅瑪雷克、巴丹吉林沙漠區

4.1.1 設置圍欄防護。迎風側200～300 m，背風側100～150 m進行圍欄封育，設置刺線圍欄防護，并積極協調當地政府在封育范圍內禁牧。

4.1.2 播種沙生植物。在封育范圍內，采用飛播、撒播等手段，雨前適播種沙生植物種，增加植被蓋度，達到阻沙、固沙的目的。植物種:籽蒿、花棒、沙拐棗、小葉錦雞兒、梭梭等。

4.1.3 營造鐵路防護林。樹種選擇堅持適地適樹的原則，以灌為主，喬、灌、草結合。樹種有:檉柳、沙棗、梭梭、檸條、籽蒿、花棒、沙拐棗、小葉錦雞兒、楊柴、小葉楊等，造林密度:闊葉喬木2 m× 3 m、灌木2 m×2 m。灌溉方式根據水源情況，采取節水灌溉技術，灌溉周期應根據植物需水量、降水量及蒸發量確定。

防護林結構采用窄帶多帶、帶狀混交，防護林間留空帶，使喬灌草植物防護效益互補，充分發揮自然植被作用［2］。

4.1.4 設置高立式沙障。在鐵路兩側適當距離設置高立式沙障，以阻止和延緩風沙前移速度，使沙粒在障礙物前后堆積，避免線路遭受沙埋。

高立式沙障距線路不宜過近，主害風側距路基坡腳100～150 m，次害風側100～120 m。設置沙障應綜合考慮風向，一般應與主風向垂直，或與線路平行。風向復雜(多風向)應設置成折線線。根據風沙流情況，設置1～2道高立式沙障。兩沙障距離20～30 m，積沙后，在沙障上可加高，增加阻沙效果。

4.1.5 固定地表流沙。在流動沙丘、半固定沙丘地段采取工程措施固定地表流沙，設置土工網格、粘土或砂夾石覆蓋。在土工網格、粘土或砂夾石覆蓋范圍內播種沙生植物，增加植被蓋度。

4.2 山前洪積平原區

4.2.1 設置圍欄防護。在沙害嚴重地段，迎風側200～300 m，背風側100～150 m進行圍欄封育，并積極協調當地政府在封育范圍內禁牧。

4.2.2 播種沙生植物。在封育范圍內，雨前適時播種沙生植物種，增加植被蓋度。植物種:籽蒿、花棒、沙拐棗、小葉錦雞兒等。

4.2.3 固定地表流沙。在流動沙丘、半固定沙丘地段采取工程措施固定地表流沙，設置土工網格、粘土或砂夾石覆蓋。

4.3 巴彥淖爾－阿拉善剝蝕平原區

4.3.1 設置圍欄防護。在沙害嚴重地段，迎風側200～300 m，背風側100～150 m進行圍欄封育，并積極協調當地政府在封育范圍內禁牧。

4.3.2 播種沙生植物。在封育范圍內，雨前適時播種沙生植物種，增加植被蓋度。植物種:籽蒿、花棒、沙拐棗、小葉錦雞兒等。

4.3.3 設置高立式沙障。在鐵路兩側適當距離設置高立式沙障，以阻止和延緩風沙前移速度，使沙粒在障礙物前后堆積，避免線路遭受沙埋。

4.3.4 固定地表流沙。在流動沙丘、半固定沙丘地段采取工程措施固定地表流沙，設置土工網格、粘土或砂夾石覆蓋。

4.4 巖漠、礫漠(戈壁)分布區

4.4.1 設置圍欄防護。迎風側200～300 m，背風側100～150 m進行圍欄封育，設置刺線圍欄防護，并積極協調當地政府在封育范圍內禁牧。

4.4.2 營造鐵路防護林。有水源條件地段，營造鐵路防護林。樹種選擇堅持適地適樹的原則，以超旱生灌木為主，灌、草結合。樹種有:檉柳、梭梭、檸條、白茨、紅紗、小葉錦雞兒等，造林密度:灌木2 m×3 m。灌溉方式根據水源情況，采取節水灌溉技術，灌溉周期應根據植物需水量、降水量及蒸發量確定。

4.4.3 設置高立式沙障。設置方法同上。

4.4.4 固定地表流沙。在鐵路兩側，采取工程措施固定地表流沙，設置土工網格、粘土或砂夾石覆蓋。在土工網格、粘土或砂夾石覆蓋范圍內播種沙生植物，增加植被蓋度。

5 結束語

臨策線沙害治理由于受沙害影響區段長，涉及面廣，沿線多為固定沙丘、半固定沙丘、山地、沙地和戈壁灘，降雨量少、人煙稀少，交通不便，立地條件差，治理難度大，所需人力、資金投入較大，依靠鐵路自身力量很難完成，需要依托國家項目資金支持，運用鐵路和地方政府成熟的防沙治沙實用技術，依靠各級政府的大力支持與配合，臨策鐵路的沙害是完全可以得到治理的。建議:將臨策鐵路沿線生態建設納入西部大開發、國家“十二五”生態建設規劃實施。

［1］ 中鐵工程設計咨詢集團有限公司.新建臨策線烏蘭敖包至策克段初步設計［R］.2006.

［2］ 趙性存，潘必文，趙銘球，等.中國鐵路沙漠工程［M］.北京:中國鐵道出版社，1988.

［3］ 郝才元.臨策鐵路沙害現狀及治理途徑［J］.鐵路節能環保與安全衛生，2011，1(2):93－96.