公路風吹雪雪害綜合防治措施

邢瑞民

(錫林郭勒盟乾圖交通設計有限責任公司，內蒙古 錫林浩特 026000)

1 公路風吹雪雪害概述

由于受惡劣的自然環境及多種自然災害的影響，嚴重制約了公路運輸功能的發揮，其中風吹雪雪害就是公路上經常發生的災害之一。如何解決我國公路風吹雪雪害地區公路建設與養護中的雪害的預防、治理難題，提高公路風吹雪雪害地區公路建設水平和質量，是擺在公路設計、建設、養護運營人員面前的一個難題。近年來，相關專業人士通過對公路風吹雪雪害地區的研究及應用，提出了各類防治措施，對我國雪害地區公路的總體規劃、設計、施工、養護管理等方面，將起到重要的指導作用。

2 公路風吹雪雪害綜合防治

公路雪害綜合防雪措施是指兩種或兩種以上防雪措施的組合，適用于公路風吹雪重度區或雪源豐富、風吹雪雪害嚴重的局部路段。主要有：擋雪墻間的組合、防雪林間的組合、防雪林與擋雪墻組合、淺槽風力加速堤與防雪林組合、淺槽風力加速堤與防雪柵欄組合、育草蓄雪與掛草網圍欄組合等。

2.1 擋雪墻組合

2.1.1 積雪效果比較

2.1.1.1 單層與雙層擋雪墻的積雪效果比較。 在風洞中對雙層擋雪墻與單層擋雪墻的積雪量進行了模擬試驗。對比組合選用1.5m和2.0m高的雙層擋雪墻與同等高度的單層擋雪墻對比，試驗過程中還變換了風雪流吹刮的方向，以觀測主風向與擋雪墻夾角變化對積雪量的影響。由相關試驗結果可知，雙層擋雪墻的積雪量也與墻高呈正相關關系，即2.0m高雙層擋雪墻的積雪量>1.5m高雙層擋雪墻的積雪量。隨著風雪流運動方向與擋雪墻夾角的增大，各種類型的擋雪墻積雪量都呈增加趨勢。不論風雪流與墻的夾角如何變化，雙層擋雪墻積雪量都比單層擋雪墻的積雪量大，且前者的平均積雪量是后者平均積雪量的3.7倍。

2.1.1.2 擋雪墻背風側積雪效果比較。 風洞模擬試驗結果顯示：擋雪墻背風側積雪范圍(雪舌長度)與吹刮的時間有關，吹刮時間越短，雪舌越短，吹刮時間越長，雪舌越長。試驗中如果吹刮時間為3min，雪舌長度相當于7倍墻高；如果吹刮時間達到6min，雪舌長度超過10倍墻高。吹刮時間實際上反映了自然界大風的持續時間以及雪源的供給情況。在內蒙古草原上，降雪量的影響比風速的影響更大。如果沒有降雪或者只有少量降雪，擋雪墻背后的積雪范圍不可能很大。風洞試驗證明，在風雪流雪源不充足時，雙層擋雪墻第二道擋雪墻背風側的積雪范圍要小于單層擋雪墻背風側的積雪范圍。但是在風雪流雪源充足的情況下，不論單層還是雙層擋雪墻，背風側積雪范圍都隨著擋雪墻高度的增加而增大。不透風式單層擋雪墻背風側最大積雪范圍為10H(H為擋雪墻墻高)，透風式單層擋雪墻背風側最大積雪范圍為14H。雙層不透風式擋雪墻第二道墻背風側積雪范圍為9H，透風式擋雪墻第二道墻背風側最大積雪范圍可達15H。就是說，透風式擋雪墻背風側積雪范圍要大于不透風式擋雪墻，而且，隨著孔隙度的增大，不論是雙層還是單層擋雪墻背風側的積雪范圍都比不透風式擋雪墻的積雪范圍大。

2.1.1.3 組合式擋雪墻的適用范圍與建設技術。 組合式擋雪墻的主要作用就是增加了積雪量。風洞試驗結果證明，雙層擋雪墻的平均積雪量是單層擋雪墻平均積雪量的3.7倍。所以，在降雪量較大、上風區雪源豐富，受地形限制擋雪墻僅能發揮阻雪作用時，可以考慮建設雙層擋雪墻。從調查資料看，如果地形條件允許，草原牧區一般不宜建設雙層擋雪墻，因為還有很多更好的辦法可以選擇，例如，可以選用輸雪的單層擋雪墻、可以采用掛草網圍欄與育草蓄雪組合的辦法防治雪害、可以建設防雪林等方法。

2.2 防雪林組合

由不同樹種組成的混交林，其積雪效果優于單一樹種組成的純林，由灌木與喬木或灌木與灌木組成的混交林，其林內積雪厚度要大于喬喬混交林(針闊或針針)的積雪厚度，前者的平均積雪厚度約為后者的1.2倍，根據最大積雪厚度計算的積雪量，前者約為后者的2.1倍。因此，防雪效果最佳的應是喬灌混交林、灌灌混交林或灌木純林，其次是喬喬混交林，在喬喬混交林中，針闊混交林的防雪效果優于闊葉混交林。

在防雪林建設時，從防雪效果及景觀建設的角度考慮，在當地條件許可的情況下，應首先考慮喬灌混交林，其次是灌灌混交林或灌灌純林，以達到防風阻雪的目的；只有在當地條件特別是水分條件好的情況下，才考慮建設針闊喬木混交林或闊闊喬木混交林。

2.3 防雪林與擋雪墻組合

當擋雪墻位于林帶上風區，風雪流遇到擋雪墻的阻擋首先會在墻的前后堆積，然后才會在防雪林中堆積。而擋雪墻位于林帶下風側，風雪流遇到該組合時首先會在林地中堆積，這兩種組合有很大的積雪容量，可以阻截更多的積雪。

依據防雪林與擋雪墻組合的積雪數據分析表明，不論是土質擋雪墻還是石質擋雪墻，與林帶組合以后都可以增加積雪量，而且，擋雪墻與灌木林的組合比擋雪墻與喬木林的組合效果更好。林帶與擋雪墻組合以后，可以加大路面不積雪的保險系數，提高了路域環境的美感度，能夠獲得更好的視覺效果。

在風雪流強度大或風雪災害嚴重的地段，如果采用單一的防雪林或單一的擋雪墻難以奏效時，可考慮采用防雪林與擋雪墻的組合措施。在這種組合中，一定要明確哪種措施是主要措施，哪種是輔助措施。至于林帶和擋雪墻如何配置，可以根據地形、土壤和水分供給狀況的各種因素決定。如果將林帶布置在靠近公路一側，路域景色更優美一些；如果將林帶布置在遠離公路的上風區，林帶下風區再布置擋雪墻的話，一定要給擋雪墻留出足夠的空間，以免擋雪墻背風面的雪舌延伸到公路上。

2.4 淺槽風力加速堤與防雪林組合

對于同一規格的淺槽風力加速堤，當其與蓋度60%和80%的灌木防雪林組合時，林內積雪厚度和積雪量隨著植被蓋度的提高而增加，林后至槽緣及背風側路基坡腳處的積雪量和積雪范圍隨蓋度的增加而減少，兩種組合條件下，淺槽風力加速堤內淺槽中心處僅有極少量積雪，可忽略不計，淺槽的其他部位均無積雪。但是，淺槽的作用主要是輸雪，要求風速越大越好，防雪林的作用是阻截風雪流、削弱風速，要求林帶越密越好。將淺槽風力加速堤與防雪林搭配，顯然不是一種理想的組合模式。風洞試驗中雖然有林比無林時的吹雪效果好，但自然界的情況是復雜的，如果林帶與淺槽之間的距離太小，或者風速沒有達到試驗時的12m/s，加速堤的加速作用和輸雪作用就要受到林帶的抑制。故這種組合不值得推薦。

2.5 淺槽風力加速堤與防雪柵欄組合

淺槽風力加速堤與防雪柵欄組合的風洞模擬試驗結果表明：當在淺槽風力加速堤前設置透風度20%、30%的防雪柵欄后，柵欄兩側都出現雪粒堆積，最大積雪深度與柵欄高度相近，淺槽風力加速堤基本沒有積雪，路基背風坡腳積雪厚度為0.5mm，積雪范圍為50mm×800mm。而沒有增設柵欄的淺槽風力加速堤在淺槽中心及其他部位均有少量積雪，路基背風側積雪厚為1.0m。這個結果說明，增設柵欄以后，通過淺槽風力加速堤的風雪流含雪量有所減少，因此，有利于加強淺槽風力加速堤的輸雪能力。

2.6 育草蓄雪與網圍欄組合

2.6.1 積雪效果比較。 調查表明，單一掛草網圍欄前5H～6H、圍欄后8H～10H的區域可積蓄大量的積雪，特別是在欄前、后1H范圍內，積雪厚度可達到圍欄掛草高度，距離圍欄越遠，積雪厚度越小，在圍欄背風面8H～10H處積雪厚度只有十幾厘米至幾十厘米，雪堆的形態近似于三角形。單一的掛草網圍欄形成的積雪范圍有限，以其最大積雪范圍計算，也僅僅局限于其圍欄前后共計15H的區域，且一般均達不到最大積雪范圍。

2.6.2 適用條件。 圍欄封育是草原牧區恢復退化草場生產力的主要技術措施。由于這一技術適用性強，效果好，很快在內蒙古草原牧區得到推廣。最近幾年，圍欄封育的面積成倍增加，而且都取得了比較理想的效果。可以說，圍欄封育恢復草場的技術措施完全可以在全國的草原牧區使用。因此，育草蓄雪的技術措施和使用掛草網圍欄阻擋風雪流的技術措施是有效的，而且組合措施比其中的任何一項單一的技術措施更有效，更實用。為了防治公路雪害而進行的育草蓄雪和網圍欄建設工作首先要沿公路布設，網圍欄應與公路平行。

3 結束語

雖然國外在雪害成因、防治與預警技術等方面技術較為成熟，但由于各國氣候、土壤、降雪量、雪害形式等的差異，使我們不能照搬國外的技術。為此，立足國情，面向道路工程建設、養護與管理需求，單一的防治措施往往不能取得很好的防治效果，需要因地制宜采取綜合措施。筆者就如何解決我國公路風吹雪雪害，提出6種公路雪害綜合防治措施，可有效抵制風吹雪對公路造成的危害，以提高公路風吹雪雪害地區公路養護質量。