青藏鐵路沿線地形氣候水文特征及其對(duì)沙害的影響分析論文
青藏鐵路途經(jīng)地區(qū)地殼運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，是現(xiàn)今地表構(gòu)造活動(dòng)最強(qiáng)烈的地域單元，分布著大量的褶皺和活動(dòng)斷裂帶，巖石破碎，土質(zhì)松散，地貌類型多樣，病害嚴(yán)重。同時(shí)，由于地勢(shì)高聳，受高寒氣候影響，溫差大，凍融風(fēng)化強(qiáng)烈，產(chǎn)生大量巖屑等細(xì)粒物質(zhì)，為風(fēng)沙活動(dòng)提供了豐富的物質(zhì)來源沿線布滿了類似戈壁的風(fēng)蝕沙礫石灘地，在破碎的地形上發(fā)育著大面積巨厚沉積物，特別是在鐵路途經(jīng)眾多水系的河谷、湖盆等洼地分布有由風(fēng)積沙組成的各種風(fēng)成地貌，在大風(fēng)干燥季節(jié)造成沙害。限于青藏鐵路的建設(shè)和通車只是近些年的事，有關(guān)沿線的自然環(huán)境及其對(duì)鐵路沙害的影響認(rèn)識(shí)不充分。因此，文中在前人研究的基礎(chǔ)上，通過對(duì)青藏鐵路沿線的地形、氣候、水文進(jìn)行調(diào)查，分析其類型、分布、特征及對(duì)沙害的影響，以期系統(tǒng)認(rèn)識(shí)青藏鐵路沙害規(guī)律，為防沙提供依據(jù)。
1材料與研究方法
文中數(shù)據(jù)資料通過野外調(diào)查與室內(nèi)分析獲取。在野外，結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀筚Y料，沿青藏鐵路考察地貌、氣溫、降水、風(fēng)況、河流、湖泊等的類型、特征及分布情況。在室內(nèi)，主要采用Google Earth影像判譯及GIS處理，并查閱相關(guān)文獻(xiàn)，分析上述自然要素對(duì)鐵路沙害的影響。
2調(diào)查與分析結(jié)果
2. 1地形
青藏鐵路自西寧出發(fā)，依次經(jīng)過的主要地貌單元有:煌水谷地、日月山、青海湖、關(guān)角山(青海南山)、柴達(dá)木盆地、昆侖山、楚瑪爾高平原、可可西里山、秀水河-北麓河、風(fēng)火山、日阿尺曲、烏麗山及盆地、沱沱河、開心嶺、通天河、布曲河谷、溫泉盆地、唐古拉山、扎加藏布、頭二九山、安多河谷、錯(cuò)那湖-桑雄、念青唐古拉山、柴曲谷地、羊八嶺、堆龍曲、拉薩河谷。山地除日月山、關(guān)角山、昆侖山北坡、可可西里山、風(fēng)火山、開心嶺、唐古拉山、九子納、念青唐古拉山等地勢(shì)較為險(xiǎn)峻外，其余多呈穹窿狀，山嶺渾圓坡度平緩，盆地和谷地大體呈NWW-SEE向展布，河谷寬淺，地形平緩。因此，線路通過地區(qū)除昆侖山北坡路段，羊八井至拉薩路段屬坡降較大的山區(qū)河谷，中間的風(fēng)火山、可可西里山、開心嶺、唐古拉山、九子納、念青唐古拉山等路段坡降較大外，其余地段宏觀上屬高平原地貌，保留著古老的夷平面，地形平坦開闊。沿線總體上呈現(xiàn)出高山丘陵和山間高平原盆地相間分布。全線海拔最低點(diǎn)2220m(西寧站)，海拔最高點(diǎn)5067 m(唐古拉車站)，4000 m以上的路段960km，占全程的49 %，其中，有多年凍土路段550km，占線路總長(zhǎng)的28 %。
2. 2氣候
青藏鐵路途經(jīng)高海拔地區(qū)，深居內(nèi)陸，遠(yuǎn)離海洋，除關(guān)角山以東路段受東南季風(fēng)、念青唐古拉山以南路段受西南季風(fēng)、柴達(dá)木盆地路段受內(nèi)陸干旱氣候影響外，其它路段具有獨(dú)特的高寒干旱、半干旱氣候特征。高寒低溫，常年無夏，四季不分明，氣候復(fù)雜多變，在山區(qū)路段，隨海拔增高，氣候呈現(xiàn)出垂直帶性。
青藏鐵路沿線太陽輻射強(qiáng)，日照時(shí)間長(zhǎng)。由于海拔高，氣壓低，空氣稀薄，含塵量少，透明度好，太陽輻射通過大氣時(shí)被吸收、反射、散射而損失少，因此，太陽輻射強(qiáng)度遠(yuǎn)大于其它地區(qū)，居全國(guó)之首。
青藏鐵路穿越高寒區(qū)，平均氣溫低，年較差小，日較差大。
青藏鐵路修筑在高寒干旱、半干旱區(qū)，降水較少，時(shí)空分布不均。沿線大部分地區(qū)年降水量200-300mm，年際變化大，年內(nèi)分布不均，干、濕季分明。5 -9月為雨季，雨熱同季，多對(duì)流性降水，降水量占全年的90%，為鐵路沿線氣候的黃金季節(jié)10 -4月為干季，降雪較少。空間分布上，煌水河谷和拉薩河谷路段因分別受東南季風(fēng)和西南季風(fēng)的微弱影響，年降水量>300mm，其它除少數(shù)山區(qū)的迎風(fēng)坡年降水量隨著海拔的增高而略有增加外，大部分路段降水量較少，尤以柴達(dá)木盆地路段為最少，年降水量不到100 mm。
青藏鐵路沿線大風(fēng)日多，風(fēng)力強(qiáng)勁，連續(xù)出現(xiàn)時(shí)間長(zhǎng)。大部分路段年平均風(fēng)速為3-4級(jí)，超過臨界起沙風(fēng)。大風(fēng)日是指某一瞬時(shí)風(fēng)速8級(jí)的`出現(xiàn)日，一年中的大風(fēng)日總數(shù)為該年的大風(fēng)日數(shù)。青藏鐵路因地勢(shì)高聳開闊，干旱多大風(fēng)是沿線氣候的顯著特點(diǎn)，尤其是漫長(zhǎng)的冬半年干冷季節(jié)為西風(fēng)帶所控制，以偏西風(fēng)為主。同時(shí)，受柴達(dá)木盆地冷鋒的影響，風(fēng)力強(qiáng)勁，為全國(guó)風(fēng)速和大風(fēng)日數(shù)分布的高值區(qū)。鐵路沿線全年大風(fēng)日數(shù)達(dá)50-150d，季節(jié)變化明顯，集中出現(xiàn)在冬春季，與干旱同步，以10 -5月最多，占全年大風(fēng)日數(shù)的75 %，其中2-5月占全年大風(fēng)日數(shù)的一半，尤以3月最多，有2 /3以上日數(shù)為大風(fēng)天，而夏秋季少，尤以8月最少。大風(fēng)主要集中在五道梁-安多路段。其中，五道梁路段大風(fēng)日數(shù)135. 5d，極端最大風(fēng)速;沱沱河路段大風(fēng)日數(shù)167.8d，極端最大風(fēng)速40.0m;錯(cuò)那湖路段大風(fēng)日數(shù)148.8d，極端最大風(fēng)速38. 0m 。
此外，青藏鐵路沿線由于對(duì)流旺盛，閃電頻發(fā)，雷暴活躍，冰雹較多。年均閃電數(shù)約7600次，白天占66.5 %，夜間占33.5%，晝夜比為2. 0，明顯高于中國(guó)其它區(qū)域晝夜閃電比1.2，主要發(fā)生在4-9月，約占年閃電總數(shù)的95 %，特別是安多一那曲路段是閃電高發(fā)區(qū)沿線年均雷暴日數(shù)約為80d, 5- 9月占到全年總數(shù)的85% - 90%，集中出現(xiàn)在安多一拉薩路段，以中部的那曲路段發(fā)生頻率最高。鐵路沿線年冰雹日數(shù)多，居全國(guó)之冠，冰雹天氣主要出現(xiàn)在6 -9月，約占全年降雹日數(shù)的80 %，其中以那曲最多，年均冰雹日多達(dá)35 d。閃電、雷暴、冰雹對(duì)鐵路行車安全造成威脅。
青藏鐵路沿線氣候分屬于5個(gè)較為明顯的類型，即西寧-關(guān)角山路段屬于溫帶大陸性半干旱氣候，關(guān)角山-昆侖山路段屬于溫帶大陸性干旱氣候，昆侖山-唐古拉山路段屬于高原寒帶半干旱氣候，唐古拉山-念青唐古拉山路段屬于高原亞寒帶半干旱氣候，念青唐古拉山-拉薩路段屬于高原溫帶半干旱氣候。
2. 3水文
青藏鐵路從西寧至拉薩經(jīng)過7大水系，依次為:黃河水系、青海湖水系、柴達(dá)木盆地水系、長(zhǎng)江水系、扎加藏布水系、怒江水系、雅魯藏布江水系，其間的6個(gè)分水嶺分別為:日月山、關(guān)角山(青海南山)、昆侖山、唐古拉山、頭二九山、念青唐古拉山。鐵路沿線的水文環(huán)境受地質(zhì)構(gòu)造、巖性、地貌、氣候、植被等多種因素的綜合影響。由于經(jīng)過眾多河流的發(fā)源地和多年凍土的存在，使得地下水在多年凍土區(qū)的埋藏和分布更加復(fù)雜。
湖泊眾多是青藏鐵路沿線水文環(huán)境的另一個(gè)重要特征。鐵路沿線較大的湖泊有東北端的青海湖、德令哈市附近的可魯克湖以及托素湖、格爾木市附近的達(dá)布遜湖、安多附近的錯(cuò)那湖、當(dāng)雄附近的納木錯(cuò)等。沿線的湖泊，根據(jù)其礦化程度，有淡水湖、咸水湖，根據(jù)其成因有堰塞湖(如楚瑪爾高平原上的清水湖、鹽湖、海丁若爾湖等)、構(gòu)造湖(如沱沱河谷的雅西錯(cuò))和熱融湖塘。在鐵路沿線的廣大地區(qū)以熱融湖塘為主，占到總數(shù)的85%以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅在楚瑪爾河高平原鐵路兩側(cè)約lkm的范圍內(nèi)，共發(fā)育有熱融湖塘600多個(gè)。存在眾多湖泊的原因是青藏高原核心地帶還保留著古老的夷平面，河流的溯源侵蝕還沒有到達(dá)，湖盆還沒有被河流切開。
此外，青藏鐵路沿線還廣泛分布著沼澤濕地。暖季地表水流或凍結(jié)層上水在運(yùn)移過程中受阻，由于高寒，蒸發(fā)微弱，匯聚于低洼地帶形成濕地。一般發(fā)育在海拔4000 m以上，地形相對(duì)平坦，地表水流排泄不暢的高平原、山間谷地以及地下水位較高的沖洪積扇邊緣地帶，其形態(tài)多樣，常見有橢圓形、圓形、長(zhǎng)條形或不規(guī)則形。根據(jù)其成因可分為熱融型、河灘型、基巖裂隙水滲出型、構(gòu)造裂隙水滲出型、積水型和洪積扇緣滲出型等六種類型。青藏鐵路的沼澤濕地主要分布于西大灘、不凍泉、楚瑪爾河高平原、可可西里、風(fēng)火山、開心嶺、布曲河谷、溫泉盆地、唐古拉山間盆地、扎加藏布河谷、頭二九山區(qū)、那曲河、拉薩河中上游河灘地以及沿線由于人工填挖而造成的低洼地。
3討論
青藏鐵路沿線地形對(duì)沙害的影響表現(xiàn)在:鐵路經(jīng)過的眾多河谷、湖盆上廣泛分布著松散的沖洪積物，沙物質(zhì)來源豐富。因此，沙害集中，主要分布在柴達(dá)木盆地(錫鐵山、伏沙梁)、紅梁河、秀水-北麓河、沱沱河、通天河、扎加藏布、錯(cuò)那湖等河谷、湖盆路段。氣候?qū)ι澈Φ挠绊懕憩F(xiàn)在:氣溫日較差大，正負(fù)交替出現(xiàn)時(shí)間長(zhǎng)，凍融風(fēng)化強(qiáng)烈，導(dǎo)致地表松散破碎，抗風(fēng)蝕能力減弱，可蝕性增強(qiáng)，沙物質(zhì)釋放增加，為沙害提供物質(zhì)來源;年降水少，分布不均，冬春季雨雪稀少，為沙害產(chǎn)生提供有利條件，特別是柴達(dá)木盆地路段年降水量不到100mm，沙害嚴(yán)重;冬春季多偏西大風(fēng)，與干旱同步，為沙害提供風(fēng)動(dòng)力條件。水文對(duì)沙害的影響表現(xiàn)在:夏半年，由于流水侵蝕，大量的巖石風(fēng)化物、沙化草甸和草地上的碎屑物質(zhì)被攜帶到河谷及湖盆，形成河、湖相沉積物;冬半年，河、湖處于枯水期，流水作用減弱，大部分河床、湖岸裸露，沉積物松散破碎，在風(fēng)力作用下吹向鐵路。特別是錫鐵山-拉薩路段，鐵路近似南北走向，河谷近似東西流向，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槠黠L(fēng)，河谷走向、主導(dǎo)風(fēng)向一致并與鐵路走向近于垂直，使風(fēng)沙流遇阻產(chǎn)生堆積，導(dǎo)致鐵路西側(cè)沙害比東側(cè)嚴(yán)重。
4結(jié)論
(1)青藏鐵路沿線海拔高，途經(jīng)地區(qū)地貌以河谷、盆地和山地為主，屬于干旱、半干旱氣候區(qū)，自西寧至拉薩依次經(jīng)過黃河、青海湖、柴達(dá)木盆地、長(zhǎng)江、扎加藏布、怒江、雅魯藏布江7大河、湖水系。
(2)青藏鐵路沿線沙物質(zhì)來源豐富，沙害在空間上主要分布在河谷、湖盆路段，在時(shí)間上集中出現(xiàn)在冬春季，鐵路西側(cè)沙害比東側(cè)嚴(yán)重。
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