格库铁路台特玛湖干涸湖盆段风沙环境特征

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2024.00160

摘要/Abstract

摘要：

风沙环境是沙区铁路沙害成因研究的重要内容。通过实地调查，结合多年风况资料，分析了格库铁路台特玛湖干涸湖盆段风沙环境特征。结果表明：（1）干涸湖盆地表沉积物粒度组成以极细沙和粉沙为主，占颗粒物总含量的81.62%。土壤含盐量大于10 g·kg^-1，抗剪强度为477.19±151.26 kPa。（2）2018、2019、2022年，10 m高度平均风速为5.19 m·s^-1，起沙风风速（10 m高度，≥9 m·s^-1）年均值为13.02 m·s^-1，年起沙风频率为12.66%，以NE方向为主，集中在4—10月。大风（≥17 m·s^-1）出现频率平均值为1.64%，占起沙风频率的12.95%。（3）年输沙势（DP）可达872.4 VU，属于高风能区，窄单峰风况。（4）2018、2019、2022年，总输沙量为2.37 m³·m^-1，主要输沙方向为NE和E。极端沙尘暴天气下，输沙量大，占年输沙量的7.1%。

关键词: 风沙环境, 输沙势, 输沙量, 干涸湖盆, 格库铁路

Abstract:

Aeolian environment is an important research content to analyze the causes of railway sand disasters in sandy areas. In this paper， through field investigation， combined with the analysis of wind data， the characteristics of aeolian environment in dry Taitema Lake section of Golmud-Korla Railway are analyzed. The results show that：（1） The grain size composition of the surface sediments in the dry lake-basin is dominated by very fine sand and silt， accounting for 81.62% of the total particulate matter content. The soil salt content is above 10 g·kg^-1， and the shear strength is 477.19 ± 151.26 kPa. （2） In 2018， 2019 and 2022， the average wind speed at 10 m height is 5.19 m·s^-1， and the average annual sand-driving wind speed （at 10 m height， ≥9 m·s^-1） is 13.02 m·s^-1. The average annual sand-driving wind frequency is 12.66%， mainly in the NE direction， mainly concentrated in April to October. The average frequency of gale （≥ 17 m·s^-1） is 1.64%， accounting for 12.95% of the sand-driving wind. （3） The average annual sand drift potential （DP） can reach 872.4 VU， which belongs to the high wind energy area and narrow single peak wind condition. （4） In 2018， 2019 and 2022， the total sand transport quantity is 2.37 m³·m^-1， and the main directions for sand transport are NE and E. In extreme duststorm weather， the sand transport quantity is large， accounting for 7.1% of the annual sand transport quantity.

Key words: aeolian environment, sand drift potential, sand transport quantity, dry lake-basin, Golmud-Korla Railway

中图分类号:

P931.3

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图/表 13

图1 研究区位置（A）、干涸湖盆地表（B）及沙尘暴（C）注：基于自然资源部标准地图服务网站标准地图（审图号：GS（2023）2767号）制作，底图边界无修改

Fig.1 Location of the study area （A）， dry lake-basin surface （B） and dust storm （C）

图2 风动力环境监测塔（A）及八方位集沙仪（B）

Fig.2 Wind power environment monitoring tower （A） and sand trap with eight directions （B）

表1 风能环境分类［28］

Table 1 Classification of wind energy environment［28］

DP/(VU)	风能环境	RDP/DP	方向变率	风况类型
<200	低	<0.3	小比率	复合风况
200~400	中	0.3~0.8	中比率	锐双峰或钝双峰风况
≥400	高	>0.8	大比率	单峰风况

图3 台特玛湖干涸湖盆沉积物粒度组成

Fig.3 Grain size composition of sediments in dry lake-basin of Taitema Lake

表2 台特玛湖干涸湖盆区土壤含盐量

Table 2 Salt content in the soil of dry up lake-basin region of Taitema Lake

指标	深度/cm
指标	0~5	5~10	10~20	20~40	40~60	60~80
含盐量 /（g·kg^-1）	11.85	15.45	17.65	17.60	18.65	14.05

图4 起沙风频率月变化

Fig.4 Monthly average variation of sand-driving wind frequency

图5 起沙风频玫瑰图

Fig.5 Sand-driving wind frequency roses

表3 大风及大风日数统计

Table 3 Statistics on gale and gale days

年份	大风频次	频率/%	大风日数/d
2018	825	1.57	25
2019	951	1.81	37
2022	814	1.55	35
平均	863	1.64	31.7

图6 格库铁路台特玛湖段年输沙势玫瑰图

Fig.6 Annual sand drift potential roses in Taitema Lake section of Golmud-Korla Railway

图7 格库铁路台特玛湖段季节输沙势玫瑰图

Fig.7 Seasonal sand drift potential roses in Taitema Lake section of Golmud-Korla Railway

表4 2018、2019、2022年输沙量统计

Table 4 Statistical of total sand transport quantity in 2018， 2019， and 2022

指标	年份
指标	2018	2019	2022
单宽输沙量/（m³·m^-1）	0.74	1.12	0.51

图8 2018、2019、2022年不同方位输沙量

Fig.8 Sand transport quantity in different directions in 2018， 2019， and 2022

图9 2019年5月5日10:50至6日13:30风速、风向（A）及输沙势（B）

Fig.9 Wind speed， direction （A）， and sand drift potential （B） from 10:50 on May 5 to 13:30 on May 6， 2019

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