临哈铁路典型路段风沙防治工程的三维气流场特征与防沙效率

发布时间：2025-05-20 02:19

　　 针对临河-哈密铁路沿线沙害现状,在临哈铁路K420和天鹅湖-策克口岸铁路K25风沙防治工程区分别设置三维气流场观测断面,使用三维超声风速仪,同步观测移动点和固定点的水平和垂直风速,对工程区的阻风效率、沙层湿度、粒度、植被特征进行了初步分析。结果表明:高立式沙障和聚乙烯(PE)网格沙障在1 m高度处,平均水平阻风效率分别为0.79和0.90;大网格(2 m宽、50 cm高)的平均水平阻风效率(0.67)优于小网格(1 m宽、20 cm高,对应值0.75)。多道沙障设置时,建议将沙障间距由目前的35 m减小到20 m,使每道沙障都处在前道沙障的风影区内,继而有更多的沙粒沉降固定在沙障之间;防沙网格内沙层体积湿度明显高于沙障积沙带,通常在20 cm深度达到最大值,深层湿度大于4%;地表沙粒平均粒径固沙网格内(0.259 mm)>沙障积沙带顶部(0.219 mm)>轨道间(0.146 mm);各防沙工程区内植物种总数为17种,梭梭、柠条、白刺和白沙蒿为主要建群种。

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【部分图文】：

图4 沙害现状（A、B：临哈铁路K432，沙砾质戈壁和剥蚀低山丘陵；C、D：临哈铁路K540，砾质戈壁、流动沙丘、沙片和剥蚀低山丘陵；E、F：天策铁路K10+800，沙砾质戈壁和剥蚀低山丘陵）

从空间来看，目前临哈铁路风沙灾害主要分布在额济纳旗至哈密段。沙害非均匀分布，主要在K67+77（流动沙丘、灌丛沙堆）、K85-91（山前流动沙丘、灌丛沙堆）、K209-217（流动沙丘、灌丛沙堆）、K325-339（低山戈壁、流动沙丘、沙片）、K342（低山戈壁）、K362-36....

图3 临哈铁路风沙防治工程区三维流场观测

临哈铁路K420位置观测断面长度430m（图2A），共计44个移动观测点。风向为西南偏西262°，铁路走向为西北偏西300°，风向与铁路走向呈38°锐角相交，基本满足观测需要。天策铁路K25位置观测断面长度481m（图2B），共计69个移动观测点。风向为西南260°，铁路走向....

图5 临哈铁路K420防沙工程样带各观测点1 m高度的阻风效率

图6E表明，除了迎风坡脚到沙障顶或道心，垂直风速基本呈现向上且增大趋势，其余位置气流通过沙障顶或道心后急速向下俯冲且增大，在背风坡脚和背风路肩位置时达到最大，说明防沙工程导致了下沉气流，有效抑制了起沙的发生。整体垂直风速-0.91～1.44m·s-1，变化趋势基本与三维风速比例....

图6 天策铁路K25防沙工程样带各观测点1 m高度的阻风效率

图5临哈铁路K420防沙工程样带各观测点1m高度的阻风效率3.4防沙工程区沙层湿度特征

本文编号：4046693