锡二铁路沙害成因及治理途径

郝才元

(中国铁路呼和浩特铁路局集团有限公司 工务处，内蒙古 呼和浩特 010057)

锡二铁路位于内蒙古自治区锡林郭勒盟境内，东起锡林浩特北站，途径阿巴嘎旗、苏尼特左旗，西至集二线西里站，正线全长375.8 km[1]。该线东段通过锡林浩特连接锡乌线、锡多线，西端通过西里站连接二连国际口岸。锡二铁路开通后，K234—K362间线路沙害严重情况，组织相关人员对集二线、临哈线沙害治理地段进行了调研，邀请专家对编制的“锡二铁路沙害治理(DK234—DK362)施工图”进行了审查，同时开展沙害治理征地、打井等相关前期工作，虽经过大量工作但征地问题尚未解决，铁路沿线沙害日趋严重。因此，如何借鉴我国铁路沙害治理的成功经验[2-6]，研究锡二铁路沙害治理途径、保证运输安全有序是亟需解决的问题。

1 锡二铁路沿线自然特征

1.1 地形地貌

铁路沿线按地貌形态特征划分为低山丘陵、高平原区；按草原划分为荒漠草原和半荒漠草原。

1.2 水文地质

(1)地表水。沿线地表水系不发育，无地表河流及淖尔分布，沿线低洼处雨季可形成小型季节性积水洼地。

(2)地下水。①松散堆积层空隙水主要分布在低山丘陵区的低洼处，水量较小且随季节性变化明显，排泄途径主要为蒸发或补给基岩裂隙水[1]。②基岩裂隙水主要分布在丘陵地段，赋存于胶结较差的第三系砂砾石和古生界砂岩、灰岩，以及花岗岩的节理、裂隙中，沿线大气降水少且集中。富水条件差，水位埋深不稳定，水量贫乏[1]。

1.3 气象

锡二铁路沿线属中温带亚干旱区，地处中纬度内陆，受蒙古高压大陆性气团控制[1]，经常遭受寒冷、干燥气团侵袭，春季风大干旱，夏季短促降雨集中，冬季寒冷漫长，为典型的中温带大陆性季风气候。

年平均气温3.3～4.0 ℃，极端最高气温41.5 ℃，最热月平均气温21.2～23.6 ℃，最冷月平均气温-18.3～23.5 ℃。大于等于10℃有效积温2 200～3 300 ℃，无霜期平均为118天，早霜9月上旬至11月下旬，晚霜3月上旬至5月下旬。

干燥度在2～4之间。雨季多集中在每年的7至8月，年降水量115.9～165.9 mm，年最大降水量322 mm，年最少降雨量39.7 mm，年平均蒸发量2 016～2 838 mm。

年平均风速3.5～3.6 m/s，主导方向WNW(西北西)、WSW(西南西)、WS(西南)等，苏尼特左旗历年最大风速22.4 m/s，年平均大风日数(≥8级)37天，土壤最大季节冻土深度283 cm；二连浩特历年最大风速21.9 m/s，年平均大风日数(≥8级)27.8天，土壤最大季节冻土深度235 cm。

2 锡二铁路沿线沙害现状及成因

2.1 沙害现状

锡二铁路沙害主要集中在苏尼特左旗至二连浩特地段，里程为K234—K362，个别地段线路积沙超过轨面或与轨面平，其他地段积沙掩埋道床，设置高立式沙障处所积沙掩埋防护围栏，路基坡脚至防护围栏、路堑地段积沙严重。

2.2 沙害成因

(1)自然因素。锡二铁路地处荒漠草原地带，生态环境极其脆弱。年气温在-36.6～41.5 ℃，瞬时最高风速28 m/s，年降水量39.7～322 mm。近年来由于连续干旱少雨，大风、沙尘暴频发，草原沙化严重。

(2)人为因素。在修建锡二铁路时，铁路两侧植被受到影响，使脆弱的生态环境雪上加霜；沿线牧民过度放牧，草地没有休养生息的机会，退化程度进一步加剧。2016年至2017年组织施工单位在沙害严重地段设置了部分PE网格及高立式沙障。由于受地界限制，设置的高立式沙障距离线路近，PE网格距路肩1～3 m，沙障处积沙，侵害路基。

(3)铁路结构的影响。沿线铁路线有许多高路基和深路堑，高路基和深路堑降低和改变了风沙流运动的速度和方向，沙物质会在线路附近堆积，日积月累形成沙害。当风沙流遇铁路路基时，平坦的输沙场遭到破坏，风沙流受到铁路路基的阻挡，其结构、性质都将发生变化，风速降低，携沙能力下降，形成超饱和风沙流，在线路附近的弱风区发生卸载，形成积沙，造成线路沙害。当风沙流越过路堑时，由于附面层发生分离，部分沙粒下沉，造成路堑积沙[7]。

3 锡二铁路沙害治理对策与建议

3.1 统一规划，共同实施

铁路防沙治沙工程是一项跨部门、跨行业的综合性系统工程，同时又是一项社会性、群众性、公益性很强的事业，需要各级政府的支持与配合。

传统的制造企业结构相对固定，产品类型单一，管理方式落后，这种管理模式已经不能适应目前个性化、小批量的市场要求[1]。数控机床作为离散型企业制造车间中最基础也是最重要的制造单元[2]，与现代制造企业的运营有着极其密切的联系，其性能对于整个企业的生产效率有着重要的影响。现代数控机床是集成了机械制造、计算机、自动控制、传感器、信息处理等多种技术的一种灵活的、通用的自动化制造设备[3]，对车间中数控机床进行数据采集与监控管理，对于整个制造车间乃至整个企业的管理具有重要意义。

一是建议将铁路沿线生态环境建设纳入内蒙古自治区生态环境建设、“三北”防护林工程、京津风沙源治理工程和国家生态文明建设规划。

二是依托国家“退牧还草”工程，在风沙铁路区段，铁路两侧1～2 km范围内实施全面禁牧，保护和恢复自然植被。

三是锡二铁路沿线为荒漠草原及草原沙化地段，自然环境恶劣，植被覆盖度低，需要进行治理，建议将铁路沿线两侧300～500 m荒漠化、沙化土地交由铁路部门负责治理，设置治沙设施，保护和恢复植被，人工造林种草，改善铁路沿线生态环境。

3.2 建立完整的防护体系

坚持“预防为主，防治结合，因地制宜，因害设防”的原则，采取植物固沙与工程固沙相结合的综合措施，种植沙生灌木和草本植物，进行围栏封育，增加植被盖度。建立完整的铁路沙害防护体系，确保行车安全和运输畅通，方便沿线牧民出行，带动地方经济发展。可以借鉴集二线沙害治理经验，采取“清、阻、固、造、封”相结合的综合防护措施。

3.2.1 清沙

清除线路积沙是保证铁路运输畅通和行车安全的必要手段。在其他工程措施和生物措施实施前，或在实施过程中防护林带没有形成防护能力时，及时清除线路积沙才能保证铁路运输畅通和行车安全。清沙作业流程如图1所示。

图1 清沙作业流程图

3.2.2 阻沙

3.2.3 固沙

固沙措施的目的是固定地面流沙，防止吹蚀，降低地面风速，提高起动风速，减少输沙量。固沙工程措施有草方格沙障、HDPE网格、粘土覆盖及化学固沙等。

3.2.4 造林

植树造林是治理沙害的根本途径，它不仅能够削弱风速，改变流沙的性质，达到长期固沙的目的，而且能够调节气候、美化环境，具有多方面的效果[8]。造林树种选择柠条、沙枣等；为节约成本和水资源，灌溉采用滴灌技术。

3.2.5 封育

铁路两侧300～500 m的沙化土地范围设置防护围栏，进行围栏封育，发挥自然植被的防风固沙作用。在封育范围内，雨前适时播种沙生植物，增加植被覆盖度。种子选择一年生和多年生种子混播，豆科和禾本科混播，草种包括燕麦、黑燕麦、披碱草、羊草、冰草等。

3.2.6 防护体系

铁路治沙防护体系，在有条件地段，以生物治沙为主、工程治沙为辅，生物治沙与工程治沙相结合。锡二铁路沿线为荒漠草原和半荒漠草原，具备生物治沙条件，应采取以生物治沙为主、工程治沙为辅，生物治沙与工程治沙相结合的综合治理措施，如图2所示。在防护林带未形成防护能力前，采取工程措施固沙阻沙，保证运输畅通和行车安全，经过3～5年自然植被得到恢复，防护林带形成防护能力后，不需要再设置工程措施。今后防护林带以灌为主，乔灌草结合形成稳定的防护林带。

图2 锡二铁路沙害综合治理防护图

4 结束语

铁路沙害治理需要建立完整的防护体系，通过人工造林、播种沙生植物和工程治沙综合治理，改善铁路沿线生态环境，确保铁路运输畅通和行车安全。目前，影响锡二铁路沙害治理的关键是铁路治沙工程所需的土地，受铁路建设用地限制，在铁路地界内难以建立沙害防护体系，在将来的沙害治理过程中，需要进一步取得地方政府的支持。