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风积沙路基公路设计施工,防沙成果

【摘要】:对和田河流域沙漠取样进行颗粒度分析见表6-6、表6-7,从表中可看出阿和沙漠公路带粒径分布情况是反常的。

6.1.1.1 基本自然环境

阿和沙漠公路位于和田河绿色走廊的东侧外边缘,虽然离和田河较近,但降水量极少,而蒸发强烈,植被极为贫乏、只有那些抗风沙的、耐干旱及盐碱的植物种类才能真正生存下来,和田河中下游河两岸基本上为连续的天然生长的胡杨、灰杨、红柳、芦苇、甘草、拂子茅等植物组成的绿色带,绿带在两岸呈现对称分布。河岸宽度变化在500~2 800 m之间。在单一主河道,宽约500 m,绿带宽可达2 800 m。在受到强烈侧蚀的大凹岸,绿带宽度只有100~200 m,甚至无绿带。据有关文献记载,塔克拉玛干沙漠中心的年降雨量在30 mm以下,其边缘地区年平均降水量在10~60 mm之间,见表6-1。

表6-1 全年各月的降水量(mm)

根据和田与洛浦气象观测记载,其年平均降雨为35 mm,年平均蒸发量为2 394.8 mm,平均干燥度为19.1,见表6-2,为极端干旱区。

表6-2 和田、洛浦的干燥度

6.1.1.2 风向、风速特点

风力是沙区最广泛、最活跃的外动力。风力除塑造了现有的沙漠、沙地和戈壁以外,还对修建的沙漠公路形成下列各种沙害:①对已修建的公路有风蚀作用,风力作用于迎风面路基,经过风力的不断剥蚀,路肩松散的沙土流失,导致路基坍塌和陷落。表6-3为不同风速与风蚀模数的关系。其结果说明,随着风速增大,风蚀模数随之增大,且在风速达到20 m/s以上时,风蚀模数增大最快。②大风造成已有沙丘位移,掩埋修建的公路或使部分路段积沙,为了清除沙害,必须投入较多的人力、物力。

野外观测和风洞试验资料表明,起动风速临界值对不同粒径的沙质地表是不同的,见表6-4。

表6 4 起动风速与粒径关系

大风时间持续的长短也是沙区沙害的一种直接指标,根据气象资料,和田地区各县市平均大风日数和最大风速统计见表6-5。

表6-3 风速与风蚀模数的关系


6 5 和田地区各县市平均大风日数和最大风速

(续表)

对沙漠公路建设来说,风力塑造了沙丘形态,但风场随季节、年度、地形变化而发生变化,这种变化导致了沙丘的变化。因此,对某一区域沙漠公路的选线设计,要通过对沙丘形态的识别,间接推测该地区的风力大小、主导风向,从而确定公路的走向、高度和迎背风面坡比和防沙工程的规模与形式。

6.1.1.3 沿线风积沙特性

沙漠中沙物质的来源决定了物质构成,而不同物质组成对沙漠中的公路建设又有着直接影响。对和田河流域沙漠取样进行颗粒度分析见表6-6、表6-7,从表中可看出阿和沙漠公路带粒径分布情况是反常的。

表6-6 和田河沙样颗粒粒度分析

(续表)

注:/表示无数据。

表6-7 和田河流域沙漠沙粒径分布情况

从表6-7中可见,整个河流域<0.25 mm颗粒含量在98%以上都很高,<0.125 mm颗粒含量是(三河会合处)>(绿洲边缘沙漠)>(老和田河)>(和田河下游三角洲);而沙粒的平均粒径则是(和田河下游三角洲)>老和田河(三河会合处)>(绿洲边缘沙漠)。三组数据显示,和田河流域的沙粒径很明显上游沙粒要粗于下游沙粒,说明和田河中、下游沙漠沙的补给源,除河流淤积外受两岸外风沙流沉积和新月形沙丘移动来沙的影响最大。

6.1.1.4 自然区划的确定

沙漠地区自然条件对公路工程的影响主要有以下几个方面:公路选线的合理性;路基、路面的稳定性;公路防沙;环境保护;公路养护。影响公路建设和养护的自然因素见表6-8。

表6-8 影响公路建设和养护的自然因素

将上述阿和沙漠带的自然条件和自然区划指标,与“沙漠地区公路建设成套技术”内的自然区划表予以拟合,其结果如下:

(1)一级区划:为代码V11的极端干旱炎热沙漠区。

(2)二级区划:

①按植被盖度:为编号V111~1极干旱炎热流动小区。

②按沙丘高度:为编号V112~1极干旱炎热低矮沙丘小区。