极点干旱劲风区域沙丘对铁路路基风场及地表风蚀影响研讨获新进展

  中国科学院兰州分院成立于1954年，是中国科学院在全国9个分院之一，作为中国科学院的派出机构，担任联络在甘肃和青海的院属科研单位。包含：近代物理研讨所、兰州化学物理研讨所、西北生态环境资源研讨院、青海盐湖研讨所以及西北高原生物研讨所。建院近70年来，兰州分院在中国科学院和甘肃、青海省委、省政府的正确领导和亲切关心下欣欣向荣，取得了一大批严重科研立异效果，为咱们国家科技事业开展作出了应有奉献。首要包...

  荒漠区域广泛散布的流动沙丘既是风沙活动的重要物质来历，也会改动近地表气流结构，形成铁路路基风蚀、轨迹积沙及防沙设备埋葬等问题。与通常将沙丘视为单一沙源或地势妨碍不同，在沙丘密集区，上风向沙丘的高度及其与铁路路基之间的间隔会显着影响气流加快、别离和再附进程，但不同沙丘—路基组合条件下，沙丘遮盖效果与部分风蚀增强效应的相对联系及其主控要素仍不清晰。

  中国科学院西北生态环境资源研讨院干旱区生态安全与可持续开展全国要点实验室研讨团队联合中铁二十一局集团有限公司，以罗布泊至若羌铁路DK226段为研讨目标，根据沿线沙丘形状树立沙丘链及单体沙丘-铁路路基三维模型，研讨设置了2.5米至10米的不同沙丘高度，以及相当于5倍至20倍沙丘高度的间隔组合，系统分析了上风向沙丘对铁路路基外表风蚀危险的影响。

  成果表明，上风向沙丘对铁路路基具有“遮盖—增强”两层空气动力效应。较低沙丘会使气流沿顶风坡加快，并在较短间隔内冲击路基，路基顶风侧顶部的壁面剪切应力可接近高沙丘条件下的2倍，然后加重部分风蚀；较高沙丘则可以阻挠来流，使路基处于沙丘背风侧低速回流区，剪切应力比低沙丘条件最高下降67%，表现出显着的防护效果。其间，2.5米至5米高沙丘对应的工程防护临界间隔约为10米至15米，7.5米至10米高沙丘对应的临界间隔增至20米至35米。相关成果可为荒漠铁路沿线防沙工程布局、要点风蚀区辨认以及沙丘管理规模确认供给科学依据。

  罗布泊—若羌铁路DK226路基段上风向沙丘现场相片：（a）上风向沙丘；（b）为避免风沙侵袭铁路路基而设置的防沙栅门

  （a）不同高度比（HR）条件下，路基顶部剪切应力随沙丘—路基间隔的改变；（b）不同沙丘高度对应的阈值间隔规模及剪切应力取值规模