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摘要：公路风沙侵蚀是西北公路建设和管理的重点内容之一。本文通过对青海格芒公路风沙段的环境特点、风沙源特点分析，将整个风沙段分为东端起始段、中间段和西端风沙重点段三个部分，分别采取相应的风沙治理措施进行综合治理，以期用最小的工程投入获得最好的治理效果。

关键词：治沙工程，公路治沙，综合治沙，治沙方案

引言

在我国北方每年季风盛行的季节，来自沙漠地带的风沙造成农田被沙子覆盖，林地小灌木及林下地表植物被掩埋[1]；穿越于沙漠中的交通干线如铁路、公路也面临道路设施损害何路面被埋没的威胁[2]。

研究风沙治理主要有两个方向：宏观方向和微观方向。宏观方向是从风沙起源、各类沙丘（活动沙丘、半活动沙丘和固定沙丘）的空间分布格局[3]以及风沙的角度、地表结皮[4]等，并结合风向、风速的风洞实验研究[5-6]，探索宏观治理的策略；微观方向是研究如何降低风沙侵蚀地带的危害，如建立植物防风防沙带、沙漠边缘农田及穿越沙漠的交通路线的工程治沙如草方格治沙、沙障[7-10]等，以最合理的资金投入最大限度减少风沙造成的损失。

工程治沙工程分类通常分为两类：一是平铺类，如化学治沙和地表结皮等在沙地表面全覆盖的治沙方法；另一类是立式沙障，如各种材料的治沙方格的“低立式”沙障和高于50cm的（高立式）沙障，低立式主要解决对沙土的沉积作用，而高立式解决降低风速以及引导风沙方向的作用。

在工程治沙实践中，尤其是在铁路、公路和铁路防风治沙中，主要采用沙障和积沙方格两种形式，其中积沙方格（简称单元格）占工程量的90%以上。治沙单元格成为工程治沙“细胞”，各种材料如麦草、柳条、芦苇、石块、胡麻秸秆等制成的高20cm-30cm高的治沙单元格被广泛研究和应用，并在新型积沙防护栏、芦苇沙障、草方格等一系列综合防护体系的探索上取得了良好的治理效果。

本文根据格芒公路风沙段的不同的风沙源和环境特点，采用“分段、分层次”、植物与工程治沙相结合的综合治沙策略，以期获得经济、合理、科学的风沙防治途径。

1 项目概况

青海格芒公路地处青海省西北部柴达木盆地，所处区域北面为阿尔金山，西南面为昆仑山支脉阿喀祁漫塔格山。地势由西北向东南微倾，地貌由山区至沟谷依次为低山丘陵、洪积砾石扇形地（戈壁）、冲积-洪积粉砂质平原。区域内以干旱荒漠、盐碱化荒漠为主，主要土类为盐化荒漠土、风沙土、钙质石质土等，主要植被有柽柳灌丛、芦苇等。格尔木辖区属大陆高原气候，少雨、多风、干旱，冬季漫长寒冷，夏季凉爽短促，降雨量年平均仅41.5毫米，蒸发量却高达3000毫米以上。日照时间长，年平均高达3358小时，光热资源充足。年平均降水量284.4毫米，年蒸发量1667毫米。

格尔木至老茫崖公路扩建工程起点位于格尔木市机场路，沿既有格茫公路布线，本标段起点桩号为K13+000，终点桩号为ZK191+000，全长176.1Km。其中，通过流动风沙区6300米，该路段两侧极少量柽柳、沙蒿、芦苇、灰绿碱篷等植物；来自西北方向风沙流活动强烈，形成活动、半活动沙丘，沙丘高0.2-5米；风成沙由主要由粉沙、细沙组成。

2 风沙段现状特点及存在问题

2.1 风沙段两侧地表特点

根据公路两侧的沙丘、地表现状及植物现状，可将风沙段由东向西分为三段：第一段为东端起始段，长约650米，两侧分布连绵起伏的柽柳沙丘，沙丘间有少量沙蒿、芦苇等植物。沙丘高度在1.2米至5.5米不等；第二段为中间段，长约4850米，其北侧为300米开阔的荒漠地段，地表结皮良好，有少量沙蒿、碱蓬植物分布。其北侧有固定沙丘分布；南侧为100至150米的荒漠与南侧铁路平行相接，地表结皮良好，有少量碱蓬等荒漠植物分布；第三段为西端风沙重点段，长约800米，其北侧70米以北有少量活动沙丘、半活动沙丘分布，南侧有来自铁路的过路风沙形成的活动沙丘，地表多为砾石和粗砂覆盖。

2.2 存在的问题

上述的三个分段中，东端起始段由于公路穿越柽柳沙丘地段，造成多个柽柳沙丘被切削，形成陡峭切削面，受风沙侵蚀的沙丘将对公路造成风沙掩埋的威胁。同时，柽柳沙丘间低洼地段植被稀少，将在雨季形成流沙，冲击和堵塞路边排水沟，进而损坏公路通行功能；中间段两侧地表结皮较好，没有形成活动沙丘。但是有可能在风沙较大的年份，南北两侧远处的沙丘仍可能对公路造成风沙侵袭的威胁；西端风沙重点段，来自南北两个方向的风沙量大，南侧来自铁路的过路风沙和来自北侧远处的活动、半活动沙丘群，造成该段风沙量巨大，严重威胁公路的行车安全。从现状上看，南侧高达4米以上的大体积活动沙丘有多个紧邻公路分布，形成迫在眉睫的威胁。

3 风沙治理策略

受季风影响，该风沙段主要来自东南和西北两个方向的风沙侵蚀威胁；受降雨影响，可能造成短期局部流沙堵塞和掩埋的隐患。通过对整个风沙段的分析及问题的梳理，我们提出采取“阻断、截留、移除”的治沙工程措施和“分段、分层”的综合治沙策略，以期用最小的工程代价，取得最佳的风沙治理效果。

4 风沙综合治理方案

根据风沙段的环境和现状分析，几何各个分段的特点和存在的诸多问题，按照上述风沙治理策略，提出以下综合治沙措施。

4.1起始段重点段以植物治沙与工程治沙相结合

对东端起始段公路两侧被切削的柽柳沙丘，采取陡峭切削面二次切削的方法，减缓坡面坡度至45度以下，在坡面上放置治沙方格，以固定风沙；梳理柽柳沙丘群之间的地形，使之平滑流畅，便于排水。在低洼地带种植芦苇、和碱蓬等植物，在小缓坡处放置治沙方格，截留风沙（见图1）。

4.2中间段两侧改进治沙单元格工程质量与治沙效益

在较长的中间风沙段两侧，要保护好现有的地表结皮，禁止车辆和牲畜黏液和践踏；沿公路两侧与公路平行建立20米宽治沙方格防沙带（与公路边坡间隔6米，便于积沙移出清理作业），预防大风沙年代对公路的侵蚀（见图2）。

4.3西端重点段路南侧

该段南侧毗邻铁路，在东南季风季节，有大量越过铁路的风沙侵袭。因而，在该地段公路南侧50米和30米分别建立沙障；公路路基外侧建立20米宽治沙方格带，并在沙障和治沙方格带内侧修建移沙便道，以便将积沙及时清理运出。

4.4西端重点段路北侧

北侧30米建立沙障；公路路基外侧6米外建立20米宽治沙方格带，并在沙障和治沙方格带内侧修建移沙便道，以便将积沙及时清理运出（见图3）。

4.5随时监测沙量及邻近的沙丘动态，及时移出沙障堆积砂带，发挥治沙单元格可持续利用。

5 结语

公路风沙侵蚀是西北公路建设和管理的重点内容之一。本文通过对青海格芒公路风沙段的环境特点、风沙源特点分析，将整个风沙段分为东端起始段、中间段和西端风沙重点段三个部分，分别采取相应的风沙治理措施进行综合治理，以期用最小的工程投入获得最好的治理效果。

参考文献：

[1]RAFFAELE L，BRUNO L，FRANSOS D，et al. Incoming windblown sand drift to civil infrastructures：a probabilistic evaluation[J]. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，2017，166：37-47

[2]BRUNO L，HORVAT M，RAFFAELE L. Windblown sand along railway infrastructures：a review of challenges and mitigation measures[J]. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics，2018，177：340-365.

[3]刘茜雅，王海兵，左合君，肖建华. 苏宏图戈壁沉积物分形空间变异性及其成因[J]，干旱区地理，2021，1：168-176.

[4]麻云霞，王月林，李钢铁，梁田雨，邹苗，王檬檬，杨颖.生物地毯治沙工程—生物结皮现状的研究进展[J]，草地学报，2019，5：531-538.

[5]辛国伟，黄宁，张洁.大风区铁路沿线挡风墙积沙机理及优化措施的风洞实验研究[J]，力学学报，2020，5：635-644.

[6]闫敏，左合君，郭跃，贾光普，乔硕，席成. 风沙环境下防风挡沙墙复变作用规律的风洞模拟[J]，北京林业大学学报，2021，5：108-117.

[7]李红悦，哈斯额尔敦．机械沙障固沙效应及生态效应的研究综述[J]．北京师范大学学报（自然科学版），２０２０，５６（１）：６３－６７．

[8]曹波，孙保平，高永，等．高立式沙柳沙障防风效益研究[J]．中国水土保持科学，２００７，５（２）：４０－４５．

[9]王强强，唐进年，杨自辉，等．埋嵌式塑料网带状沙障的固沙效应及其应用前景[J]．中国水土保持，２０１７（４）：３５－３８．

[10]席 成，左合君，王海兵，闫敏，贾光普 . 高立式尼龙网沙障防风阻沙特征及其合理配置[J]，干旱区研究，2021，5：882-891.

作者简介：计旗槟，男，汉族，（1989年1月-），四川省隆昌县人，本科学历，中铁五局集团成都工程有限责任公司工程师，青海海西州格茫公路项目总工程师，研究方向：风沙治理。

（作者单位：1.中铁五局集团成都工程有限责任公司；2.中国科学院西北生态环境资源研究院）