野外模拟降雨条件下高寒草甸区植被退化和人工植被恢复坡面的产流产沙过程

[目的]青藏高原是我国重要生态屏障,高寒草甸是其重要组成部分,水土保持功能是高寒草甸重要生态服务功能。开展青藏高原高寒草甸区水土流失过程研究对减少人为扰动水土流失、保障西南地区生态安全具有重要意义。[方法]选取青藏高原高寒草甸未退化、轻度退化、中度退化、裸坡与人工植被恢复5种不同类型坡面,通过野外模拟降雨试验,分析不同雨强条件下,不同植被退化与恢复坡面产流产沙过程,揭示植被退化与人工植被恢复坡面土壤侵蚀机理与水沙关系。[结果](1)高寒草甸未退化坡面与人工植草恢复坡面因其根系较为致密,其水分下渗能力相对较弱,故初始产流时间相对较短;而对于轻度退化坡面,侧流与纵向入渗能力相对较强,初始产流时间相对较长。(2)在常规降雨条件下(30,60 mm/h),轻度退化坡面产流量最小,减流效益最高,达到77.13%;人工恢复坡面产流量与未退化坡面接近,略高于轻度退化坡面;而裸土坡面累计产流量最大,且显著高于其他坡面;极端降雨条件下(90 mm/h)未退化坡面产流量激增,仅低于裸坡并明显高于人工植被恢复坡面。(3)在常规降雨条件下(30,60 mm/h),人工恢复植被坡面减沙效益最高,分别达到81.97%和89.82%,其次是未退化坡面,且随着植被退化程度增大,减沙效益逐渐降低;但在极端降雨条件下,人工恢复植被和未退化坡面减沙效益几乎相同,而中度退化坡面产沙量是未退化坡面的4.59倍;轻度退化坡面虽然具有较好的减流效益,但是减沙效益相对较差。[结论]研究结果可为高寒草甸区植被恢复与生态安全提供重要科学依据。

基于WEPP模型的工程建设中施工便道边坡水土流失特征——以林芝市巴宜区为例

工程建设中施工便道导致的水土流失与传统土壤侵蚀不同,施工便道改变原自然坡面形态及水文过程,致使植被破坏、地表裸露,并形成路面、挖填边坡等多个侵蚀产沙部位,结构松散的路堑及边坡对降雨的响应更强、速度更快,土质低等级道路所引起的土壤侵蚀问题占比很大,因此研究可为工程扰动中施工便道的水土流失防治提供基础依据。以林芝市巴宜区为研究对象,采用WEPP模型对工程扰动下不同降雨条件、不同坡度坡长情况下施工便道边坡径流量、土壤流失量进行模拟分析,揭示施工便道边坡水土流失特征规律和关键影响因素。结果表明:(1)开始产生径流的60 min最大雨强(I_(60))为11.16 mm/h,降雨量为12.40 mm;I_(60)处于10~17 mm/h范围内径流量低于0.50 mm,土壤流失量低于0.010 kg/m^(2),当I_(60)超过17 mm/h后,I_(60)与径流量、土壤流失量具有线性关系。(2)径流量随坡度增加呈“快速增加—增速减慢—逐渐减小”3个阶段,坡度在5°以下时产生最低径流量56.98~58.00 mm,坡度在30°~35°时产生最高径流量76.19~77.01 mm;土壤流失量随坡度增加呈“先快速增加—后趋于稳定”2个阶段,坡度在5°以下边坡土壤流失量最小,坡度在50°后趋于稳定。(3)靠山边坡径流量随坡长增加而降低,不靠山边坡径流量则随坡长变化保持稳定,坡长在50 m后靠山边坡径流量低于不靠山边坡,且差异随坡长的增加而增大;靠山边坡土壤流失量随坡长的增加呈“先快速增加—后增速减小”趋势,不靠山边坡土壤流失量随坡长的增加基本保持匀速增加。研究结果用于高寒区工程扰动后边坡水土流失驱动机制分析。

藏东南地区水土流失及其生态风险评估

【目的】分析藏东南地区水土流失时空演变特征,进行水土流失生态风险综合评估,以期为藏东南地区水土流失防控工作提供理论依据和科学指导。【方法】采用USLE模型对研究区2014、2017和2020年土壤侵蚀模数和水土流失敏感性指数进行估算;然后基于降水、土壤、植被覆盖、敏感性指数等指标,对藏东南地区水土流失生态风险进行综合评估。【结果】(1)藏东南地区整体土壤侵蚀模数相对较低,土壤侵蚀等级主要以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,二者面积约占研究区面积的95%;在时间尺度上,微度侵蚀区域呈现逐渐发展为轻度侵蚀区的趋势。(2)2014-2020年,区域水土流失敏感性指数最高值在3.0左右波动,2017年有所上升,2020年又小幅回落,整体上数值变化不大;高值区主要分布在高山冰雪覆盖地带,低值区主要分布在高植被覆盖区域。(3)区域水土流失生态风险指数在1.2~4.2之间,高风险区主要分布在研究区西南部亚热带雨林区域,低值主要分布在研究区东北部高原草甸区域。水土流失风险等级整体上处于波动变化,但需要注意的是高度危险区域面积占比呈逐渐扩大趋势。【结论】藏东南地区水土流失情况整体处于较低水平,西南和东北两个区域水土保持效果较好,然而,研究区西南部区域水土流失生态风险指数处于较高水平,故这些区域仍需要做好水土保持防护工作,保障区域生态环境安全。研究区西北至东南区域水土保持效果相对较差,需要加强水土流失治理工作,进行植被恢复或采取水土保持工程措施。

《铁路环境测量 环境噪声测量》(TB/T 3050—2022)修订内容解析

介绍《铁路环境测量环境噪声测量》(TB/T 3050—2022)主要修订情况,与《铁路沿线环境噪声测量技术规定》(TB/T 3050—2002)对照,主要更改了测量仪器、测量布点相关要求、传声器位置、测量时段、仪器的动态范围、气象条件要求、背景值修正、记录内容、测量报告要求、测量记录表格式和昼间(夜间)等效声级计算方法;删除了测量人员的相关规定和监视性监测。

高速列车受电弓变截面弓杆及车体仿生表面声学特性仿真研究

高速列车气动噪声主要由结构诱导涡旋及结构表面的流体压力梯度变化形成,针对这2种噪声产生机制,结合DES分离涡模拟方法及Lighthill声比拟理论,计算了受电弓变截面弓杆及仿生表面织构2种气动降噪方式的声学特性,计算结果表明:通过本体结构及表面优化均可有效降低高速列车气动噪声;弓杆截面型式的改变会影响周边压力场的分布特性,进而改变结构自身表面声功率特性,实现降噪的效果;仿生表面织构通过在结构阵列面上形成二次涡群来降低结构表面气动噪声;倒角式横杆、椭圆形臂杆及菱形凹坑表面声学特性优于其他结构型式。

跨座式单轨列车运行噪声的预测与分析

城市轨道交通环评技术导则规定了城市轨道交通噪声预测的方法和参数修正原则,但跨座式单轨噪声预测只是参照执行,且其适用性也未经过验证。为此,根据跨座式单轨列车辐射噪声源强特性、垂向分布、传播衰减、速度特性等现场试验结果,论述了技术导则规定的预测模式中有关参数修正原则与跨座式单轨列车运行噪声预测的适用性,确定了跨座式单轨列车运行噪声预测中主要参数修正方法,并与实际监测结果进行验证,据此可以判断技术导则中预测方法及主要预测参数修正的合理性和有效性。

城市轨道交通噪声源强及减振措施效果的试验研究

结合我国首条城市轨道交通综合试验线的动态检测试验,对高架桥线路不同区段噪声源强和地下线路区段不同减振措施分别进行辐射噪声源强和环境振动减振效果的试验研究,得到高架线路T型梁减振垫式浮置板道床和T型梁梯形轨枕轨道结构所辐射的环境噪声源强值较普通板式轨道噪声源强有所放大;地下线路区段钢弹簧浮置板道床具有较好的减振效果,而梯形轨枕减振效果不显著的试验研究结果。

青藏铁路水土保持后评价研究

通过对青藏铁路运营十多年后水土流失情况的调查,并结合跟踪监测数据,分析青藏铁路水土流失现状以及水土保持效果。研究结果表明:青藏铁路格拉段采取的工程措施和植物措施相结合的水土保持措施,既保证了铁路的修建不使该区域的水土流失加剧,又保证了铁路运行安全,格拉段沿线水土流失情况总体上未恶化;由于青藏高原沙漠化加剧,目前青藏铁路水土保持措施不能从根本上解决铁路沙害问题。建议继续对沿线水土流失状况进行监测。

铁路建设项目环境影响回顾性评价研究

随着我国经济的发展,环境保护日渐受到重视,越来越多的新建、改建工程项目需要开展环境影响回顾性评价。本文从铁路建设项目方面阐述了环境影响回顾性评价的意义,分析了铁路建设项目环境影响回顾性评价对象、评价程序及内容,并以青藏铁路为例进行了环境影响回顾性评价模式分析,可为以后铁路和公路等线性交通建设项目环境影响回顾性评价提供参考。

高速铁路列车运行辐射噪声与运行速度关键系数研究

列车运行辐射噪声与运行速度关系模型研究是高速铁路噪声控制技术研究的关键问题之一,但目前尚未确定其关键系数。通过对我国高速铁路综合试验和联调联试噪声试验数据的统计分析,初步识别出轮轨噪声和气动噪声声学转换速度在300km/h左右的一个动态范围内,进而研究确定了我国高速铁路列车运行辐射噪声与列车速度关键系数,研究结果为进一步研究高速铁路轮轨噪声产生机理及噪声预测提供支撑。

中国高速铁路客运车站内环境噪声影响特性

高速铁路客运车站内环境噪声影响问题将直接影响铁路站区综合开发的可持续发展。本文通过对高速铁路客运车站分类及相应的现场试验研究结果,分析比较了不同类型客运车站内所产生的噪声影响特性,得到高架站房及地下站房候车厅内在31.5 Hz处声级均出现峰值,而侧式站房候车厅内声级在16~125 Hz范围内声能量较为集中的研究结论,为后续研发低频特性良好的隔、吸声材料提供了技术依据。

青藏铁路格尔木至拉萨段运营期生态环境影响后评价

青藏铁路格尔木至拉萨段是目前世界上海拔最高的高原运营铁路,也是我国首个开展环境影响后评价的铁路项目。本文选择野生动物和高寒植被两个代表性生态因素,应用目视判断、卫片解译、样方调查、环境监测、数据分析等手段和方法,对铁路运营5年(2011年)后沿线生态环境影响进行跟踪调查和回顾评价。得出结论:(1)与运营初期相比,铁路两侧生态环境得到持续恢复,局部区域已接近甚至优于周边自然状态。(2)野生动物通道、植草绿化、草皮移植等生态保护措施作用明显。

铁路建设项目方案比选的水土保持评价

预防为主是我国水土保持的主要方针,也是建设项目水土保持方案编制的重要原则。方案比选的水土保持评价,是水土保持方案编制的重点内容之一。本文分析了方案比选水土保持评价的基本要求、主要内容,提炼了主要评价指标,并在案例中进行了应用分析。

高速铁路列车运行辐射噪声测量量和测量点位的选取

在研究国内外相关铁路列车运行辐射噪声测量标准的基础上,结合大量的试验数据与现场测试经验分析成果,研究并提出我国高速铁路列车运行辐射噪声关键测量参数测量量和测量点位的选取建议:(1)高速铁路列车运行辐射噪声测量量应选择LAeq,Tp;(2)高速铁路列车运行辐射噪声测试中,以距轨道中心25.0m、距轨面高度3.5m和距轨道中心7.5m、距轨面高度3.5m两个测点作为标准测点。

高速铁路环境噪声自动监测系统设计

介绍我国高速铁路噪声测试软硬件性能及测试技术的现状,根据高速铁路噪声测试实际需求,进行高速铁路噪声自动监测系统的组成模块和系统参数分析。基于以上分析结果,对前端数据监测站和后端数据管理平台的性能和参数进行详细设计,其中前端数据监测站包括数据采集与处理平台、数据采集传感器、数据传输模块、稳定供电模块和安全防护模块等部分,后端数据管理平台包括数据管理模块、前端控制模块和安全管理模块等内容。

基于噪声自动监测技术的高速铁路列车运行辐射噪声研究

利用统计学方法对高速铁路噪声自动监测系统采集的连续、长时间序列、大样本量服役期动车组列车运行辐射噪声数据开展了研究。通过对服役期动车组列车运行辐射噪声进行统计分析,掌握了不同类型动车组的列车运行辐射噪声统计学规律,获得了不同类型服役动车组以300 km/h运行时的列车运行辐射噪声水平差异,得到了服役期轮轨状态演变对车外辐射噪声的影响程度,以及各类服役动车组列车运行辐射噪声随速度的增长系数。

基于算法优化的中国高速动车组车外噪声源识别研究

为提高我国高速动车组车外噪声源识别分辨率,获得更准确的噪声源分布特征,对传统的噪声源识别波束形成算法进行多普勒效应消除算法和基于快速傅里叶变换的非负最小二乘迭代反卷积算法(FFTNNLS)的优化,并基于优化后的算法测试我国某新型动车组以不同速度通过桥梁线路区段时的车外噪声源分布。结果表明:算法优化后动车组车外噪声源识别分辨率大幅提高;动车组高速运行时,声能量主要集中于受电弓、转向架和头车排障器等区域;动车组运行速度由200km·h-1提高至350km·h-1,车辆下部区域声功率占比由91.3%降至78.9%,车体区域由6.5%升至11.5%,受电弓区域由2.2%升至9.6%。算法优化后得到的动车组车外噪声源的定位更加准确、频谱特征更加明显。

动车组受电弓开闭口对车外噪声影响试验研究

受电弓区域气动噪声是高速列车车外噪声重要来源之一,其开闭口状态对受电弓空气动力作用影响较大,进而对气动噪声产生影响。为掌握受电弓开闭口状态对气动噪声的影响,针对同一列动车组受电弓以开、闭口状态分别通过某高速铁路桥梁区段,开展车外噪声现场跟踪试验研究。结果表明:同一列动车组以270~295 km/h速度运行时,受电弓闭口状态低频段声压级明显高于开口运行时,在1/3倍频程中心频率40 Hz差值达到3 dB;闭口状态噪声相对较大,主要是因为闭口状态的涡流强度大于开口状态,因此,高速铁路动车组在日常运营时,应尽量采用开口状态运行。

高速铁路联调联试噪声测试技术发展与展望

由于高速铁路是一种多源耦合、宽频复杂运动声源,关键影响因素较多,因此噪声测试数据易呈现较大的波动性。早期噪声测试技术难以阐释数据波动原因,各条线路噪声数据难以横向对比,因此在高速铁路联调联试噪声测试实践中,针对噪声测试分析技术开展了大量的研究工作。通过深入研究解析高速铁路噪声源以及关键影响因素的技术手段,逐步实现了噪声数据与关键影响因素的关联分析,拓展了噪声测试应用范围,下一步噪声测试技术将逐渐趋向智能化、自动化。

高速列车气动噪声源强及分布特性数值仿真分析

气动噪声是高速铁路噪声的主要组成部分,在列车更高速度下将发展为最主要噪声源。在分析了国内外高速列车气动噪声研究现状的基础上,以某型号动车组为研究对象,通过CFD与Lighthill理论混合求解方法,使用Curle宽带噪声源模型及FW-H声类比理论,计算了不同速度下高速列车气动噪声源强并分析其分布特性。研究结果表明,头车、受电弓及转向架区域是高速列车气动噪声源强最大区域;头车前转向架区域气动噪声大于其他位置;高速列车不同区域气动噪声发声机理差异较大,并与湍流涡旋结构密切相关。