多年凍土退化導(dǎo)致青藏鐵路地基承載力下降
多年凍土曾是修建青藏鐵路的主要
難題之一,但是當(dāng)青藏鐵路通車后,它的退化卻又成為了青藏鐵路(公路)安全運行的最大隱患。
由于平均氣溫逐年上升,青藏高原多年凍土呈退化態(tài)勢。與20世紀(jì)70年代相比,1981年至2010年,青藏高原多年凍土區(qū)氣溫普遍上升0.2℃至0.4℃,氣溫升溫率平均約為每年0.013℃,其中青藏鐵路沿線多年凍土區(qū)五道梁和風(fēng)火山的氣溫升溫率分別為每年0.021℃和0.027℃,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于平均水平。
在一些地方,多年凍土的退化幾乎已經(jīng)達到了“肉眼可見”的速度——位于青藏公路K3285路段的溫泉谷地地溫觀測孔在1979年觀測時,埋深位置為多年凍土的下限約10米,至2000年時,該地區(qū)的多年凍土已難覓蹤跡。
陳鮮艷指出,多年凍土退化將引起地下冰融化、融區(qū)數(shù)量增加、季節(jié)融化層厚度增大和土地沙漠化加劇,這將對多年凍土區(qū)鐵路工程產(chǎn)生不利影響;此外,多年凍土退化造成地基融沉變形、地基承載力降低,將引起鐵路沿線風(fēng)沙危害和不良凍土現(xiàn)象出現(xiàn),從而影響凍土工程的安全穩(wěn)定。
事實上,凍土的退化已經(jīng)造成了一定影響,最直接的現(xiàn)象就是鐵路(公路)的路基開裂。青藏鐵路通車后,由于人類活動和氣候變化影響,2007年,凍土區(qū)段路基開裂累計68處,2008年開裂31處。不過由于我國在青藏鐵路(公路)的設(shè)計和運行中,已考慮了氣候變化的相關(guān)風(fēng)險,并采取了一些環(huán)境保護措施來維持和保護多年凍土環(huán)境的熱穩(wěn)定,因此還未發(fā)生影響青藏鐵路(公路)運行安全的重大事件。
不過令人擔(dān)心的是,多年凍土環(huán)境一經(jīng)破壞難以恢復(fù)。從IPCC的預(yù)估來看,未來我國青藏高原地區(qū)的氣溫還將持續(xù)上升,氣候變化將會進一步引起多年凍土熱狀態(tài)變化,從而影響多年凍土空間分布變化。如果不采取適應(yīng)氣候變化的相應(yīng)措施,根據(jù)2010年至2015年不同的升溫背景,專家預(yù)測,如果青藏高原地區(qū)氣溫升高1℃,那么楚瑪爾河高平原、秀水河和北麓河盆地、沱沱河至通天河一帶盆地鐵路經(jīng)過的絕大部分地區(qū)將演變成高溫極不穩(wěn)定型的多年凍土;如果氣溫升高2.6℃,上述絕大部分地區(qū)將演變成季節(jié)凍土區(qū);在氣溫升高3℃的情況下,包括上述地區(qū)在內(nèi)的鐵路經(jīng)過地區(qū)的大部分地段將退化為季節(jié)凍土區(qū)。這樣的氣候變化將給青藏鐵路(公路)的安全運行帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。