强风沙地区公路防沙技术模式

习近平总书记在内蒙古巴彦淖尔考察并主持召开加强荒漠化综合防治和推进“三北”等重点生态工程建设座谈会上深刻指出：“要因地制宜、科学推广应用”行之有效的治理模式。

为深刻贯彻落实习近平总书记的重要指示精神，学会将在第29个世界防治荒漠化与干旱日前后持续推广宣传荒漠化防治与沙产业创新模式。

一、模式背景

由于独特的自然资源禀赋和发展区位优势，风沙地区逐渐成为经济社会发展的重要地域空间，其中交通干线是重要的基础设施，而风沙灾害则是风沙地区道路建设及其安全运营的重要威胁，防沙治沙成为交通干线建设不可或缺的内容[1]。卡拉库姆沙漠铁路[2]、包兰铁路[3]、塔克拉玛干沙漠油田公路[4]等沙漠道路成功建设，创建了一系列沙漠地区大型交通干线的防沙模式。

在塔里木盆地东部的台特玛湖干涸湖盆区，属强风沙地区，常年多大风，沙源丰富，输沙通量极大，S214省道常规阻固结合型防沙体系难以有效抵御高强度风沙活动侵袭，风沙侵袭上路，防沙体系沙害快速演变为路面沙害，形成严重的路面积沙危害[5，6，7]。这成为当前风沙地区风沙灾害防治的重要技术瓶颈之一。交通干线防沙工程建设尚无可借鉴的成功经验。

二、模式要点

（一）模式构成要素

建立适宜强风沙环境的阻—固—输结合型防沙体系，用有限的防沙投入控制巨大的风沙灾害[7]。各带宽度及其上下风向布局需根据具体的风沙环境特点而设计。

阻沙带：在公路主风向侧或两侧，在防沙体系最外侧，采用工程措施（多道高立式沙障）建成阻沙带（或阻沙网格带），以阻滞沙丘前移和减小风沙对公路的直接威胁[8]。在有水资源保障的地区，可在高立式沙障间同步建设防沙植物带，以增加高立式沙障使用年限。

固沙带：在阻沙带下风向，布设一定宽度的半隐蔽式沙障（用秸秆、尼龙网、砾石等材料，方格状或行列式）或中立式固沙方格，形成固沙带，以阻滞拦截通过阻沙带的风沙，减少到达路基的风沙量[9]。在有水资源保障的地区，可在固沙带沙障内种植防沙植物，以增强固沙带对风沙流及沙丘的拦截作用，同时促使入侵沙丘分解为风沙流。

输沙带：在固沙带下风侧或路基两侧，将地表地形整平，并用固沙措施固定地表，形成一定宽度的输沙带。由于区域良好的风力搬运条件，经过固沙带侵入输沙带的风沙流呈不饱和搬运状态，继续顺风搬运，通过路基到达公路下风侧，而不产生路面积沙危害[9]。

（二）示意图

防沙体系结构[7]如图1所示。

图1 防沙体系结构示意图

（三）主要技术参数

阻沙带：高立式沙障高度1.2~1.5m，沙障间距2~5H（H为沙障高度）；植物株行距1m×1m。

固沙带：半隐蔽式沙障1m×1m或1m间距行列式，沙障出露高度20cm左右；中立式沙障高0.5~0.8m，方格边长2m~4m；植物株行距1m×2m。

输沙带：方圆50m内地形起伏度小于0.5m，隐蔽式行列式沙障地表出露高度小于5cm；砾石等不可侵蚀物体覆盖度大于30%；输沙带宽度至少大于20m。

（四）配套技术

高立式沙障加筋增强机械结构强度技术[10]。

草茬式输沙带建设技术[11]。

环保型沙粒胶结技术[12]。

（五）其应用状况

成功应用于新疆S214省道台特玛湖干涸湖盆区段，根治了长期的路面积沙危害，保障了道路的畅通和安全运营。

三、模式效果及推广

（一）适宜区域

强风地区尤其是多大风的风口地区，按照Fryberger风沙环境能级分类，属高能风沙环境（输沙势大于400VU）[13]。

（二）运作模式

基于具体地区风动力条件和风沙流输沙通量[14]的科学观测，掌握区域风沙环境特点。同时，专业人员要因地制宜科学设计，有序施工。

（三）示范推广情况

在新疆S214省道台特玛湖干涸湖盆区段建成了2km的试验区，推广至全部沙害路段10.4km[9]。防沙体系建成后较好地治理了长期危害的路面积沙问题，保障了道路的畅通和安全运营，打通了塔里木盆地东部出疆通道的重要区段，促进了区域经济社会发展。

作者：李生宇、王世杰、王海峰、俞祥祥、徐新文（中国科学院新疆生态与地理研究所 国家荒漠－绿洲生态建设工程技术研究中心）