化学工程固沙在塔里木沙漠公路沙害防治中的适宜性

塔里木沙漠公路是开展塔克拉玛干沙漠旅游的重要组成部分。公路沿线旅游景观的视觉好坏,直接影响游客的心理感受和对景观质量的认可度。通过对以往研究的总结与实地调查,从旅游研究视角,运用ahp法建立了3层级27个指标因子的塔里木沙漠公路景观评价体系,并验证了评价方法的有效性。进而对沙漠公路沿线景观质量进行系统评价,结果表明:沙漠公路沿线自然景观质量最优,公路自身景观、沿线人文景观质量相对较差,并根据景观质量提出了相应措施。

塔里木沙漠公路是世界上穿过流动沙丘最长的公路。于1993年3月动工兴建，1995年9月建成，北起轮南，南到民丰，全长522千米。她就像一条黑色的巨龙，舞动着矫健的身躯横亘塔里木盆地，将天山南麓的314国道与昆仑山北部的315国道连通。继公路建成之后，又一令世界瞩目的工程——塔里木沙

沙漠是特殊的工程环境。根据国家“八五”重点科技攻关项目85-101-07“塔里木沙漠石油公路环境影响综合评价研究”,本文就沙漠环境对沙漠工程的影响以及沙漠工程环境影响特征进行了分析。

内容。长期而广泛的数据的积累则是建模的基础。使 用性能模型的发展是一项长期的任务,随着路况信 息的不断积累和对路面使用性能变化规律认识的不 断深化,使用性能模型必将会逐渐得到改进。 参考文献: [1]　谭明鹤,黄卫.路面管理系统分析中的改进优劣系数法 [j].东南大学学报,1998,28(3). [2]　姚祖康,孙立军,胡东明,等.沥青路面使用性能评价 [j].土木工程学报,1989,22(3). [3]　孙立军,姚祖康,胡东明,等.沥青路面评价与对策确定 的专家系统[j].土木工程学报,1991,24(3). developmentandresearchonmaintenancemanagement systemforexpresswaypavements chenggang,h

　2005年　第6期　　　　　　　　段金明　周敬宣:国外道路声屏障结构形式的研究进展—193— [7]　defrancej,jeanp.integrationoftheefficiencyof[12]　fujiwarak,ishidukat.noiseshieldingefficiency noisebarriercapsina3draytracingmethod.caseofofbarrierwithmultipleaborbingedgeobstacles at2shapeddiffractingdevice[

3　　　8prataculturalscience(vol.21,no.6)6/2004 315完善畜牧业生产的配套服务体系　畜有计划、有步骤地进行调整和加强,以适应现代化 草原畜牧业的发展要求,切实保证持续发展[6]。 牧业生产配套服务体系的建立和完善,对搞活畜 产品的流通和促进畜牧业的进一步发展尤为重 要。现代化畜牧业生产是以提高畜产品为目的,参

为了探明塔里木沙漠公路防护林带咸水灌溉土壤入渗特性,在塔里木沙漠公路防护林带内选取5种不同种植年限的土壤,并取3种不同矿化度水,应用guelph入渗仪测定土壤水分入渗过程,并进行模型拟合与分析。结果表明:不同种植年限对土壤初始入渗速率、饱和导水率有显著影响,尤其是0-10cm,10-15cm层土壤,随着种植年限增加土壤初始入渗速率、饱和导水率呈减小趋势。咸水灌溉条件下,土壤饱和导水率较淡水大。不同深度土壤入渗特性有差异,表现为25-40cm,40-60cm层土壤饱和导水率较其他层大。用常用的入渗模型对入渗过程进行模拟,可以发现通用经验模型对研究该区域土壤入渗有最好的适用性,kostiakov模型也较适用,horton模型在该区域土壤入渗研究中适用性相对较差。

塔里木沙漠公路防护林生长于极端干旱的塔克拉玛干沙漠中,防护林植物的蒸腾耗水和灌溉管理是防护林可持续的核心问题.利用茎流计测定了塔里木沙漠公路塔中段3种防护林植物的茎干液流,研究了防护林植物茎干液流规律、水分状况和现行灌溉模式下植物的耗水量,探讨了防护林灌溉管理中的节水问题.对茎干液流测定结果表明,防护林植物茎干液流具有明显昼夜节律性,液流的高峰值出现在白天10:00~15:00,最小值出现在00:00~03:00,夜间也保持较小的液流.3株直径1.9~2.0cm乔木状沙拐枣(calligonumarborescens)、多枝柽柳(tamarixramosissima)、梭梭(haloxylonammodendron)在生长季的日平均茎干液流速率分别为67.2,77.05和61.54g·h-1;茎干液流受环境因子影响而波动,太阳辐射、风速、气温、相对湿度和植物茎干液流有显著相关性.8年生沙拐枣、柽柳、梭梭植株年耗水量分别为1937.80,1253.39和1026.96kg,日平均耗水量分别为9.69,6.27和5.13kg.滴灌条件下,防护林带内土壤含水量在各个月份变化不大,土壤含水量充足,防护林植物清晨和午后水势变化反映出其水分状况良好.如对现行灌溉管理模式进行优化,实现防护性能与水资源节约的有机结合,防护林还存在一定的节水空间.

为了塔里木沙漠公路防护林持续稳定的发展,对防护林内衰退的乔木状沙拐枣进行不同留茬高度和不同灌水量的平茬实验,选取萌蘖条数、株高、冠幅、萌蘖条地径、地上生物量5项指标评价平茬效果。结果表明:1)平茬后乔木状沙拐枣的萌芽期推迟10天左右,但萌蘖株的生长势明显好于未平茬植株,合理的留茬处理更能促进这一优势的发挥。2)平茬当年,不同留茬高度处理萌蘖株月生长动态一致,即株高、冠幅和地径均呈"s"型增长,而萌条数呈对数增长,但留茬高度对萌蘖条生长状况和地上生物量积累及分配均有显著影响(p20cm>15cm>5cm。3)灌水量引起的土壤水分状况的差异极大的影响着防护林内乔木沙拐枣的平茬效果,单次灌水量45l/株的平茬效果明显好于22.5l/株。

利用植物茎流计,测定了塔里木沙漠公路塔中段乔木状沙拐枣茎干液流变化及耗水特性。结果表明3株乔木状沙拐枣在一个生长季内的日平均耗水量为4183.4g;在现行的灌溉管理条件下,4~10月3株基径为3.6,3.1,1.9cm的乔木状沙拐枣日平均耗水量分别为6203.5,4829.1,1517.5g;7月份是耗水量最大的季节。乔木状沙拐枣液流日变化呈单峰曲线型,并随环境因子的变化有所波动;液流高峰值出现在12:00~15:00,最小值出现在0:00~3:00,夜间仍保持较高的液流速率。乔木状沙拐枣液流速率与基径呈正相关关系,在6月底,3株基径为3.6,3.1,2.1cm的乔木状沙拐枣日耗水量分别为9521.2,5803.1g/d和1818.8g/d。不同天气条件下沙拐枣日平均率日耗水量的排列顺序为:小雨<阴天<浮尘<沙尘暴<多云<晴天。干旱的环境条件和较为充足的水分供应是耗水量大的一个重要原因。

沙漠公路的修建,对加快塔里木盆地油气勘探开发、促进新疆经济发展有重要作用。文章针对塔里木地区沙漠公路的特点,通过对沙漠公路生态恢复的现状和措施分析,提出了沙漠公路生态恢复应全面调查、合理规划,建造具有层次性的防风固沙体系和植被体系,并结合合理进行土壤、水质改良和人工辅助恢复措施,使沙漠公路生态恢复体系更加完善,从根本上改善公路路域的生态条件和行车环境。

分别从塔里木沙漠公路沿线的自然环境条件、公路风沙危害、机械防沙体系和生物防沙体系4个方面,介绍了十几年来塔里木沙漠公路风沙危害与防护体系研究成果,并简要论述了研究中存在的主要问题及今后研究的发展方向。

通过对塔克拉玛干沙漠腹地野外试验数据的分析,探讨了塔里木沙漠公路对近地表风沙运动过程的影响。结果表明:①阻沙栅栏和草方格固沙带对近地表气流的速度和风速廓线形成很大影响,风速整体被削弱,而且越接近地表,削弱程度越大,风速廓线的垂直梯度增加;②在防沙体系内,地表输沙率急剧下降,风沙流结构发生很大变化,下层含沙量下降,而上层含沙量相对变化较少,在阻沙栅栏的积沙带和草方格固沙带内上层含沙量趋于均匀分布;(3)阻沙栅栏和草方格固沙带也影响沙丘的移动。当主导输沙风向与栅栏相交呈小角度时,靠近栅栏的沙丘顺栅栏走向侧向移动相交呈大角度时,移动方向变化不大,草方格固沙带不影响沙丘的移动方向;阻沙栅栏和草方格固沙带能降低沙丘的移动速度,而在固沙带内部,由于沙丘的逆向演变,沙丘体积减小,移动速度较快。

本文对沙漠公路沿线风沙地貌和沙物质的特征，如粒度特征、矿物成分、化学成分以及微量元素组成等进行了分析，为沙漠公路的生物防沙规划，道路的沙害治理提供科学数据。用聚类分析的方法对沙物质分析特征在沙漠环境研究中的应用进行了初步探讨

概述了我国公路沙害的分布、成因、类型和特征,提出不同区域公路沙害防治的技术。

塔里木沙漠公路防护林横穿塔克拉玛干沙漠,利用3-30g·l-1地下咸水灌溉,风沙、高温、盐分等多种胁迫因子影响人工生态系统的持续和稳定．通过对多种胁迫下人工防护林的结构特征(包括生产力、更新能力、生物多样性等)和功能特征(生物地化循环,如:防护林土壤生理生化特性、地下水)的变化研究,探讨防护林与环境之间的相互关系．在此基础上,将决策分析引入塔里木沙漠公路防护林稳定性研究,筛选出影响防护林系统稳定性的障碍因子,建立沙漠公路防护林稳定性的综合指标体系,评价防护林稳定性,并将生态稳定性概念应用于生态系统管理．研究表明:现阶段防护林塔里木沙漠公路防护林系统处于相对脆弱状态,气候条件是系统稳定的主要干扰因素,但能够通过人工措施改善沙漠公路防护林系统的环境质量,增加了系统的稳定性．

通过全部调查法对防护林工程的次年苗木保存率进行了详细调查,结果显示:(1)由于造林环境恶劣,塔里木沙漠公路防护林工程苗木保存率较低,约70%;(2)梭梭、柽柳、沙拐枣三种苗木的保存率不同,基本表现为梭梭和沙拐枣大于柽柳,而且在不同矿化度条件下也存在差异,矿化度较小时差异不大,而随着矿化度的增加差异增大;(3)三种苗木的保存率都随灌水矿化度的增加而逐渐降低,但矿化度小于10g/l时,变化规律性不强;(4)公路沿线苗木保存率呈一定的空间分异规律,在防护林横断面不同部位、垄间不同沙丘密度、纵向复合沙垄区不同地貌部位和公路沿线不同大地貌单元之间,苗木保存率存在差异。研究结果对于极端干旱环境中造林和塔里木沙漠公路防护林可持续性研究具有借鉴意义。

通过对塔里木沙漠公路沿线的自然条件和风沙危害状况的调查分析和研究,对塔里木沙漠公路防护林生态工程造林区进行了立地类型的划分.立地类型分类采用了3级分类系统,从影响植物成活生长和影响防护性能2个层面因子切入,采用主导因子和限制因子相结合的方法进行划分.以中尺度的地貌单元、沿线风沙危害状况和重要的生产设施等为依据,划分出6个立地类型小区;以小尺度的地貌类型、地形和风况等因子划分出21个立地类型组;以地下水含盐量和土壤类型进一步划分出36个立地类型.其中,6个立地类型小区在空间上的分布是连续的,不同于一般的划分特点;在立地类型划分中地下水含盐量的阀值(8g和15g·l?1)是根据前期主要防沙造林树种植物耐盐性选育实验的结果及沿线地下水含盐量空间分布特点确定的,把含盐量低于8g·l?1的地下水划归为微咸水.

为了掌握塔克拉玛干沙漠腹地单井抽水过程中,地下水位的变化过程,为沙漠生态防护林工程可持续供水提供理论依据。通过设置在塔里木沙漠公路防护林生态工程灌溉用第69号水源井处的观测场,观测了一次抽水过程,2个抽水应力期内,观测井中的水位变化情况,确定了研究区域的几个水文地质参数,分析了抽水过程水位变化规律。研究显示:计算所得渗透系数k=13.32m/d;抽水影响半径r=332.04m;给水度μ=5.08%。在2个抽水应力期内,水位急速下降和急速上升过程均可在其开始后的11min内完成,之后转为缓慢变化阶段。停止抽水后,水位可以恢复到未抽水之前的水平,没有引起天然地下水位的持续下降。

为了解塔里木沙漠公路防护林生态工程对地下水位的影响,在该工程第69#灌溉水源井处设置观测场,通过多个观测井的非稳定流抽水试验,观测井中地下水位的变化情况,确定了研究区域的含水层渗透系数k=13.317m/d、抽水影响半径r=332.04m。分析了地下水位降落"漏斗"和水位下降、上升随时间和空间的变化规律:在2个抽水应力期内,水位急速下降和上升过程均可在抽水试验开始后的11min内完成,随着时间的累积,变化趋势逐渐缓慢;抽水结束后,水位可恢复到初始水平。因此,研究认为塔里木沙漠公路防护林生态工程灌溉期抽水不会引起天然地下水位的持续下降,这将为沙漠公路沿线地下水资源的可持续利用和防护林生态工程整体的稳定性及长久运行提供一定的理论依据。

在多年调查研究的基础上,发现塔克拉玛干沙漠公路的机械防沙工程体系虽能基本上保证道路畅通,却也存在着一些问题,即该防沙工程体系没有能够依据当地风沙活动的强弱,在不同地貌单元与部位上选用不同规格的固沙芦苇方格;没有能够大规模推广应用可大量减少材料用量且施工省力、质量易于控制的单层固沙芦苇方格;在固沙芦苇方格的维护上更偏重于大面积破坏后的重新栽植,而不是小面积破坏后的及时补栽;在新型固沙措施的研究与应用方面也滞后于生产需要。在分析问题的同时,也提出了相应的改进措施。这些问题的共同影响,明显地提高了机械防沙工程体系的建设与养护成本,导致其防护功效大幅度降低,并最终出现了有被人工防护林生态工程取代的趋势。

2005年测定了塔里木沙漠公路防护林塔中段不同年龄防护林造林树种的树高、冠幅、基径及分蘖数,依据不同年龄的防护林植物的形态指标建立其生长方程。分析表明,梭梭和沙拐枣的树高、冠幅、基部截面积,柽柳的冠幅生长过程都符合对数型增长,用对数方程可以进行很好的模拟;柽柳的树高和基部截面积生长符合logistic增长模型,可以用logistic方程进行很好的模拟。依据测定的形态指标,建立了三种防护林植物生长的数学模型,为塔里木沙漠公路防护林的经营管理提供了依据。