浅谈沙漠地区公路的沙害类型及沙害成因

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摘要：我国沙漠面积辽阔，绵延数千公里，分布于新疆、甘肃、青海、宁夏、内蒙古、陕西、辽宁、吉林等省及自治区。其中内蒙古主要以草原沙地为主，面积为22.79万平方公里，占全国沙漠总面积的30.27%。 建国后，国家在沙漠地区修建了多条不同等级的公路，对繁荣城乡经济、巩固国防、开发沙漠地区的自然资源起到了重要作用。本文通过对内蒙古部分沙漠地区公路常见沙害的分析，总结出造成沙漠地区公路沙害的成因。

关键词：沙漠地区；公路沙害；成因

中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：

引言

我国沙漠地区深居内陆，远离海洋，且周围有高山高原阻隔，因而具有典型的大陆性气候的特点：夏季高温、酷热、干燥，冬天干冷，春季风沙多、温差大。这里降水不仅少，而且很不稳定，即年变率大。降水的多年平均变率，在东部沙区为25%~40%，西部多在40%以上，甚至超过50%。同时，沙漠地区蒸发极为强烈，已多年平均蒸发量而论，一般在2500~3000mm，有的地区高达4000mm，超过降水量的几十倍，甚至上百倍。在这样一个极端多变的环境条件下，修筑公路遇到了各种各样的难题。沙漠地区特殊的环境对已建成的公路造成了特殊的病害，同时给公路后期养护造成了极大地困难。

沙漠地区公路常见的沙害类型

沙漠地区公路的沙害类型主要有两种：路基路面风蚀；路基、路面和桥涵的沙埋。

（1）路基路面风蚀

风蚀包括吹蚀和磨蚀两种作用。众所周知，风沙地区自然条件的一个重要特征是风大沙多，而修筑的路基又往往是就地取材的沙土，缺乏粘性，易于松散，受到风力作用，沙粒很容易被风吹走，产生路基吹蚀；或因风沙流的沙粒不断冲击路基、路面，发生磨蚀；倘若地表径流侵蚀路基而使之具有留痕或孔穴时，风沙流尚能钻入孔穴内旋磨，以致将沙填路基的路肩部分或路面下土基掏空，造成塌陷。路基风蚀主要其中表现在突起的迎风部位上。风蚀状况随路基形式于风信（风力、风速）的不同而异。

路堤风蚀多发生在迎风路肩和边坡上部，特别是高路堤风蚀最为严重，常常形成上陡下缓、坎坷不平风蚀坡面。一般风蚀量为十几厘米，最大可达数十厘米，整个路肩可被风蚀殆尽。不仅增加养护上的维修帮补工程土方量，而且由于风蚀后减窄路基宽度，严重影响行车安全。

路堑风蚀以边坡和堑顶最为严重。当主导风向与路线平行时，两侧坡面常被风蚀成犁沟状，沟深可达20厘米以上，线路与主导风向垂直时，堑顶形成浑圆状或不规则形状，迎风坡面常常风蚀成犬牙状，或成袋装涡穴。被风蚀的沙土塌落于堑内，堵塞公路。

无论是哪种断面形式的路基，其风蚀程度与风力大小、风沙流强度、填筑材料、坡面有无封闭以及封闭材料的性质等有关。

（2）沙埋

沙埋是风沙地区公路的主要沙害形式。我国风沙地区面积广大，通过沙区的公路干线和支线众多，在治沙工作上尽管作了努力，但公路沙埋的危害仍不同程度的存在着。

公路沙埋按其积沙形式，可分为片状积沙、舌状积沙和堆状积沙三种基本形式。

1）片状积沙：特点是积沙范围大，往往积沙整片相连，沿路面绵延数十米至数百米，甚至可达数公里。沙子堆积过程一般先在迎风一侧路肩，或下风顺边坡和路肩开始，然后逐渐向路中心扩展，使整个路面沙埋。片状积沙厚度较小，一般为10~20cm，最大厚度可超过30cm。这种沙害在形成初期对行车影响不大，但给养护造成困难，因消除积沙需消耗大量人力物力；可若不及时清除，积沙日益增厚，也能严重影响交通，甚至阻断汽车同行。

2）舌状积沙：这种沙害掩埋地段不长，为数米至数十米，沙子堆积形态呈前低后高、前窄后宽，状似舌头的沙体伸向公路。主要发生在风口地段，特别是当路堤上风侧有障碍物（如高低起伏的地形、弃土堆和灌丛沙堆等），路堑口有斜向风吹入或线路横切沙丘走向时较为普遍，舌状积沙形成较快，积沙厚度较大，易造成阻车。

3) 堆状积沙：它是由沙丘迁移到公路造成的。由于沙丘的移动方向和速度可以测量，所以沙害能够预测。但一经形成，因积沙量大，清除积沙工作艰巨，可中断交通，甚至被迫弃路，改由它处绕行，因而危害严重。

2．公路沙害的成因

造成公路沙害的原因很多，归纳起来有自然因素和人为因素两个方面。在自然因素中，主要是风和沙源。风是引起风沙危害的动力，而丰富的沙源则是形成风沙危害的物质基础。一般来说，干旱的荒漠和半荒漠地区，风沙对公路的危害，主要则是由于自然因素的影响；而在植被较为稠密的半干旱的干草原、半湿润的草原地区，沙害的发生则往往是人为因素起着重要作用。由于不合理的农垦、过度放牧和樵采等人为活动，破坏了天然植被使流沙再起或引起土地沙化；在公路施工中，大面积破坏线路两侧的天然植被，或者取土、弃土不合理，又未及时采取防护措施，均可人为造成沙害。

无论是人为还是自然因素所引起的风沙对公路的沙埋危害，按其成因有二：一是风沙流受阻导致的沙埋；二为沙丘移动导致的沙埋。

（1）风沙流受阻的沙埋：风沙流受阻的沙埋与路基横断面特点有关。风沙流在沿平坦的沙质地表运动过程中，只有因动床沙面引起的摩擦阻力，也即沿程阻力损失，对风力减弱甚微，对沙子的搬运影响不大。但当气流运行过程中遇到路堤时，由于地形的突然变化，就会引起贴地层气流的分离，形成涡旋，增加了局部阻力，使近地面气流速度大大降低，从而消弱了气流搬运沙子的能量，引起多余部分沙子从风沙流中沉落堆积。

（2）沙丘移动的沙埋：沙丘移动是风力作用下，沙子在沙丘的迎风坡吹扬、搬运，而在背风坡堆积的结果。沙丘背风坡（落沙坡）是一个稳定、明显的涡流弱速区，来自迎风坡的跃移和蠕移的沙粒通过丘脊后，都在背风坡的风荫区沉积下来。沙丘的爬越性能很强，因此，一旦沙丘前移到公路，就造成了大量的沙子堆积，形成堆状积沙。

结束语：

沙害是沙漠地区公路特有的病害，沙害主要的类型是风沙流受阻导致的沙埋和沙丘移动导致的沙埋。分析出公路沙害的成因、规律对于预防沙漠地区公路沙害有着重要意义，对沙漠地区的环境保护也有着深远的影响。内蒙古大部分草原由于过渡开采，自然条件越发恶劣，沙漠化面积逐年递增，对内蒙古的经济发展是一个严重的阻碍。在这种条件下，公路的建设就显得越来越重要，但是公路建设、养护就不得不面对沙漠带来的问题。

参考文献

[1] 吴正．我国沙漠．北京：商务印书馆．1982．

[2] 王振清．中国公路防沙治沙．辽宁大学出版社.2000．

[3] 国际隧道研讨会暨公路建设技术交流大会论文集．北京.：人民交通出版社．2002．

[4] 吴正.彭世古．特殊地区公路——风沙地区．北京：人民交通出版社，1993．

作者简介：王赫性别：男；出生年月：1992年11月籍贯：内蒙古通辽市；长安大学公路学院本科生。专业：公路工程。