高寒地區(qū)河谷型沙害形成機(jī)理與防治技術(shù)研究.pdf

1、由于江北公路通過西藏山南地區(qū)雅魯藏布江河漫灘、階地、及雅江一級支流洪積扇上，因?yàn)樵搮^(qū)域風(fēng)沙地貌廣泛發(fā)育的原因，造成了沙害嚴(yán)重，空氣質(zhì)量與生態(tài)環(huán)境較為惡劣。通過對高寒地區(qū)河谷型帶狀分布沙害進(jìn)行調(diào)查研究，針對性地分析了常用工程沙害防治方法及其適用條件，對江北公路典型沙丘的移動規(guī)律、基于江北公路實(shí)際地理環(huán)境下的沙害植被防治技術(shù)、工程防護(hù)技術(shù)以及沙害綜合防治技術(shù)等進(jìn)行了研究，形成了山南地區(qū)江北公路沙害防治的系統(tǒng)成果。既指導(dǎo)山南地區(qū)江北公路的建設(shè)

2、，保證公路暢通，又可為西藏其它地區(qū)或全國類似地區(qū)的沙害治理提供借鑒和參考。
　　 本文通過理論分析、現(xiàn)場實(shí)測、風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)、數(shù)值模擬、沙害路段固沙試驗(yàn)相結(jié)合的方法研究了高寒地區(qū)河谷型公路沙害的形成機(jī)理和綜合防治技術(shù)，取得了如下一些主要成果。
　　 1、通過對山南地區(qū)江北公路沿線沙害的調(diào)查研究和資料收集，掌握了公路沿線的氣象、工程和水文地質(zhì)、筑路和防護(hù)材料、生態(tài)環(huán)境、風(fēng)沙分布、風(fēng)沙類型等，得出了江北公路全線可能出現(xiàn)的沙害類型及

3、沿路線各段的分布狀況，在此基礎(chǔ)上，對江北公路沿線沙害可能對公路造成危害的程度以及可能出現(xiàn)的規(guī)模等進(jìn)行了分析和歸納，為沙害防治措施的選取及防治方案的制訂提供了依據(jù)。
　　 2、通過現(xiàn)場原位試驗(yàn)和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，對自然沙面的風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了研究，測定了沙丘局部風(fēng)速分布、沙丘積蝕量、沙丘地表粗糙度、沙丘輸沙率及沙粒起動風(fēng)速等關(guān)鍵指標(biāo)，探索了高寒河谷地區(qū)沙害沙粒運(yùn)動的特性、沙粒受力起動的機(jī)理，沙波紋、沙脊和沙丘形成的動力學(xué)過程，提出了高寒

4、地區(qū)河谷型公路沙害的形成機(jī)理。
　　 3、采用石方格作為沙障時，風(fēng)速在方格前后一定范圍內(nèi)分別形成阻滯低速區(qū)、風(fēng)速上升區(qū)和集流加速區(qū)。風(fēng)速廓線在距沙床面39cm高度內(nèi)隨高度的增加急劇變化，風(fēng)速隨高度的分布總體遵循對數(shù)規(guī)律；沙粒在高速下與石方格進(jìn)行碰撞，部分流沙能量消耗而堆積，部分流沙則改變流向；輸沙率在分布高度范圍內(nèi)較為分散，輸沙量隨高度的變化曲線呈現(xiàn)明顯的中部大，兩端小的外凸形式，具有較好的防沙效果。
　　 4、采用土工

5、格室作為沙障時，氣流在沙障的前后、障項(xiàng)、障中形成風(fēng)速的增減區(qū)，減速區(qū)消耗了風(fēng)的動能，加速了能量的損耗，從而使風(fēng)沙流在此發(fā)生沉降，達(dá)到了固、阻沙的目的；增速區(qū)促進(jìn)了風(fēng)蝕，從而形成格室沙障兩側(cè)積沙，中間出現(xiàn)風(fēng)蝕凹面。風(fēng)速廓線表現(xiàn)出在距沙床面23cm高度內(nèi)風(fēng)速隨高度的增加變化比較急??；輸沙率隨高度的增加而迅速減小，輸沙率仍然主要集中在低高度段，對于低風(fēng)速條件的風(fēng)沙流具有相對較好的防沙效果。
　　 5、通過在風(fēng)洞中對不同植被蓋度、不同風(fēng)

6、速下風(fēng)速流場和風(fēng)沙流分布結(jié)構(gòu)的分析，研究了不同蓋度植被的固沙特征。在高風(fēng)速下，輸沙率與蓋度成指數(shù)函數(shù)關(guān)系。而在低風(fēng)速下，輸沙率與蓋度的關(guān)系曲線可大致分為兩段，在一定的風(fēng)速下，植被防沙設(shè)計(jì)僅需達(dá)到一定的臨界蓋度(最小蓋度)即可。輸沙量隨植物蓋度增加而逐漸降低，風(fēng)沙流中的沙粒分布在一定的高度范圍內(nèi)，但分布的高度隨蓋度的增加呈下降趨勢。
　　 6、對于公路的沙害防治來說，綜合防治主要強(qiáng)調(diào)的是因害設(shè)防，多種防治措施并舉。通常根據(jù)公路沙害