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1、28铁道勘察2005年第1期山区铁路风吹雪灾害的防治李立军魏庆朝(北京交通大学,北京100044)PreventionofWindySnowDisastersalongJinghe2YiliRailwayMountainAreasLiLijunWeiQingchao摘要风吹雪是风携带着雪粒在近地面空气中运动,将雪从一地搬运到另一地的自然现象。在山区,风吹雪常常影响铁路建设与运营。以精伊铁路为例,分析研究风吹雪的特征、类型、影响因素、发生机制、规模以及发生的规律等,计算了最大积雪深度、最大风速,并结合实际工程设计提出防治风吹雪灾害的工程措施。关键词风
2、吹雪灾害积雪深度风速铁路建设与运营工程措施积雪灾害主要为自然积雪、风吹雪和雪崩。风吹件变得相当复杂。具体分析风向、风速与地形间的关雪是风携带着雪粒在近地面空气中运动、将雪从一地系非常困难,表现出相当的随机性,而这种随机性与当搬运到另一地的自然现象。分析研究风吹雪特征,必地具体情况直接相关须研究所在地区的气候条件、积雪分布以及造成灾害114积雪分布的最大积雪深度和最大风速。本文以精伊铁路沿线山降雪量直接影响积雪分布,地形、风向、风速(风区为例,介绍风吹雪发生、发展的规律,提出防治风吹力)、植被、坡向等对积雪分布也有一定影响。积雪同雪灾害的工程措施。降
3、水量的分布状况有关,年降水量大的地方,冬季降雪量亦大,积雪深厚;年降水小的地区,冬季积雪也比较1积雪发生机理薄。但积雪深度与年降水量并不是完全一致的。例如111降水与降雪博罗霍洛山南坡为中山带,年降水量达700～800mm,降水量是积雪灾害的首要因素,是积雪灾害物质年平均积雪厚度为80cm,平均最大积雪深度达140的来源。降水量的大小决定了积雪灾害物质“雪”的cm。天山积雪站(海拔1776m)多年平均降水量为多少。在山区,一般降水量的分布具有降水量随海拔836mm,年平均积雪深度为86cm。在中低山带,崇山高度的升高而递增的规律,垂直于山脊每一个断
4、面的峻岭区的蒙玛拉尔(海拔1760m)与缓坡丘陵区的套降水量均随海拔高度增加而增加。苏布台(海拔1520m)年降水量达81816mm(冬季降112温度水量21118mm)和59214mm(冬季降水量15312气温的高低是造成积雪的前提。冬季严寒、气温mm),30年一遇的最大积雪深度分别为211cm和160日差较大是山区气温特点,由山脚到山顶,随着高度的cm。这些差异与区域地形、风向、风速、植被、坡向等增加,气温逐渐降低。有关。113风2积雪深度计算风不仅对水汽和降雪有影响,而且对积雪有再分配的作用,风与地形、地貌条件共同作用,形成风吹雪雪害及其发生
5、、发展与最大积雪深度和最大风速积雪灾害。有直接的关系。对中亚山区(前苏联)的研究表明,最由于地形对风的影响,风速和风向因地形、地貌条大积雪密度(r)与最大积雪量(W)之间有如下关系:011840177r=10213W,积雪深度h=1124W。大多数雪害收稿日期:20041229发生地区气象资料缺乏(只有有限的、临近地区的气山区铁路风吹雪灾害的防治:李立军魏庆朝29象观测资料),给积雪深度计算带来非常大的困难。3风速的计算根据理论分析及实际调查,我们采用如下的方法计算苏布台的最大积雪深度。一般最大风速是指距地面10m高度的10min平首先采用秦肯逊极
6、值分布方法,对相邻的伊犁站均自记风速,而研究风吹雪问题则更关心2m高度处(1953年～2001年)和尼勒克站(1960年～2001年)的10min平均风速。的冬季(11月～3月)最大积雪深度进行极值分析,发对于苏布台丘陵区冬季(11月～3月)的最大风现伊犁最大积雪深度服从Ⅱ型(柯西)极值分布,尼勒速极值计算,采用苏布台丘陵区伊犁气象站作为基准克最大积雪深度服从Ⅲ型(有界)极值分布,并分别计站,用秦肯逊极值分析方法,分别计算伊犁1962年～算出它们30、50、100、150、200年一遇的设计极值。2001年冬季最大西风、西北风、西南风,30、50、
7、100、(1)先利用伊犁河谷从西向东、海拔由663m到150、200年一遇的设计极值(结果见表2)。然后把101880m的10个气象水文站的年降水量,用三阶样条m高度的风速换算到2m高度,利用近地层指数型风函数插值方法,内插计算出海拔1520m的苏布台年速廓线公式α降水量分别为59214mm和81816mm。Z2mV2m=V10m(1)(2)根据海拔较高、日降水时间分布与其较为相Z10m似的尼勒克气象站40年平均冬季降水(11月～3月)(1)式中,Z2m=2m,Z10m=10m,α=0116,将已知占年降水量的百分比(2519%),推算出苏布台冬季
8、降值代入(1)式0116水量为15312mm。V=2V=0773V(2)2m10m10m(3)利用苏布台野外临时自动气象站
