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外文资料翻译

资料来源：

USNationalLibraryofMedicine 

书刊名：

《IntJEnvironResPublicHealth》

文章名：

NationwideDesertHighwayAssessment:

ACaseStudyinChina

作者：

XuesongMao, FuchunWang,

and BinggangWang

出版社：

Publishedonline 2011Jun30

章节：

期刊全文

页码：

P1~P9

文章译名：

全国沙漠公路评估:

中国的一个案例研究

姓名：

学号：

指导教师：

曹恒慧

专业：

交通工程专业

班级：

0714112

所在学院：

交通运输工程学院

全国沙漠公路评估：

中国的一个案例研究

摘要

自然环境影响沙漠公路的建设。

反过来，公路建设影响自然环境而且对生态环境不利。

为了满足沙漠公路建设的多样性和结构性，发现自然环境的时空分布和它对沙漠公路工程建设的影响，第一次提出了关于中国的沙漠高速公路的自然区域划分的评估。

通过结合沙漠公路建设特性和非地带性分异规律提出了基于对沙漠公路评估的自然区域划分、原则、方法和指数体系的一般原则和方法。

指标体系结合了主要指标和四个辅助指标。

沙漠的综合状态指标和辅助指标包括沙丘高度、吹砂强度、植被覆盖率和年平均温差限定了主要指标。

首先，该地区是依据主导指标来划分的。

其次，然后该地区边界的修正依据的是四个辅助指标。

最后，沙漠公路评估自然区域划分图已经呈现出来。

中国的沙漠公路可以划分为三个部分：

东部介质区域、中部严重介质区域、西部轻微介质区域。

自然区域划分图有效地推进了路线规划的路线、设计、建造、维护和沙漠公路的持续管理以及有助于进一步环境保护。

关键词：

公路工程，沙漠评估，指标体系，环境保护

1、引言

在中国，大约有7900公里的沙漠公路，主要分布在新疆维吾尔自治区、宁夏回族自治区、内蒙古自治区和甘肃省等其他区域。

沙漠公路和普通公路的不同是由于公路工程建设中干燥气候,风砂和温度的影响。

另一个不同点是缺乏合适的填充材料，比如在沙漠地区用于公路建设的土和石头，这增加了修建沙漠公路的难度。

在自然环境中，公路就如同一个结构，自然环境中的因素影响公路工程的建设。

另一方面，公路建设影响自然环境而且对生态环境不利。

尤其是在沙漠地区，公路经常会被沙丘阻隔，公路交通可能会引起严重的草原土壤风蚀。

为了满足公路建设的种类和等级，发现沙漠自然环境的时空分布和它对公路工程建设的影响，应该提出关于沙漠公路的评估报告，这样就可以有效地推进了路线设计、建造、维护和沙漠公路的后续管理以及有助于进制定标准。

沙漠公路评估研究已经持续了好多年。

最早的沙漠评估可以追溯到苏丹西部中期Lamprey的研究，当时他提出了沙漠侵蚀理论，这为推动测量沙漠化问题的进程奠定了基础。

大部分评估沙漠的研究是基于沙漠地形、植被覆盖率和风蚀。

根据沙丘的活动范围，沙漠分为两种（固定的和移动的），或者分为三种（固定的、半固定的和移动的）。

在20世纪80年代中期，中国开始进行全国荒漠化评估。

从历史上看，中国一致关注着由风蚀引起的沙漠化。

这种分类方法是基于移动的沙所引起的地理形态的变化，基于变化与总面积的百分比，基于沙漠化土地的年度增长率。

这些分类已经广泛的用于沙漠化的评估。

在数百位专家调查问卷的基础上，沙漠化强度分为轻微的、中等的、严重的和极其严峻的。

由德尔福加权方法计算的主要评估指标有光秃秃的砂率、植被覆盖率、土壤质地和每一个指标的重要性。

然而沙漠公路评估全面的描述自然公路分布和直到现在国内外才报道的当地单一公路分布。

随着公路建设的增加，尤其是中国西部大开发计划的结果，在沙漠地区的公路建设大大加快了，而且公路通车里程每年都在增加。

在中国，李斌提出了沙漠公路评估的想法。

他设计了指标作为水分系数，旨在确定不同的沙漠地区公路路基防护水平。

然而，他仅仅是提出了理论，并没有描绘出沙漠公路评估的自然区域划分图。

他的研究很粗糙，并不适用实际中的公路建设。

这篇论文借鉴了其沙漠评估的方法。

基于一般原则和区域划分的原则、方法，通过结合沙漠公路建设和非地带性分异规律提出了沙漠公路评估的指标体系。

通过结合一个占主导地位的指标和四个辅助指标的方法，有助于在中国首次划分沙漠公路地区分布。

2、沙漠公路评估原理和方法

2.1沙漠公路评估原理

1、服务原则：

在中国沙漠公路评估为公路工程师服务。

评估的目的是明确的，即为平衡公路建设和保护自然环境提供基础科学的数据，进一步促进沙漠地区的可持续发展。

2、实用性原则：

沙漠公路评估过程可以全面反映自然特征。

它是从真实的公路工程师的角度研究自然环境因素对公路建设造成的影响。

同时还综合了沙漠公路和一般公路的路线设计、路基、路面、和保护工作的差异。

3、辩证原则：

所有的因素，如沙漠地貌、砂强度、每年不同的温度、植被都会影响沙漠公路的建设。

它们是相关的、相互作用的。

根据其相似性和自然因素之间的差异，沙漠公路评估对中国内沙漠公路区域进行了划分，而且区域划分不应该互相冲突。

4、绝对一致性：

每个自然单元都是随着历史一点一点形成的，沙漠公路评估应该讨论形成沙漠地区的原因和过程，找到其形成区域划分的途径。

只有在绝对一致性原则的条件下，高速公路区域划分时，划分的相关一致性或者美国沙漠单位才可以得到保证。

5、相对一致性：

沙漠公路划分应该维持相对一致性要求的内部一致性。

除了一致性，不同地区单位级别是不同的。

6、全面主导因素：

任何沙漠地区都与若干自然地质因素有关。

沙漠公路评估应注意分析它们的交互模式，方便处理这些因素和识别地区差异真正的规律。

同时，主导因素应该区别于其他因素。

这个原则在全面因素和主导因素间平衡。

7、沙漠地区公路工程类似的特点：

在沙漠地区，公路工程类似特征的原则与定义指标和沙漠公路评估水平类似。

所谓的沙漠地区公路工程的特点都是普遍的，全球所有公路工程都受到自然地质因素的影响。

2.2、沙漠公路评估的方法

1、综合原理和主导因素之间的平衡原则：

综合原则要求我们分析和结合影响在沙漠地区公路工程定义评价指标的所有因素。

强调选择的重要因素，如沙丘高度、吹砂强度、植被覆盖率和年平均温差，这些都是建设、维护和公路工程的运行管理。

2、主要指标和辅助指标之间的平衡：

对于沙漠公路评估，有几个公路建设的关键因素。

这些因素不可能适用于所有沙漠高速公路的划分，同时这也是不必要的。

主要指标使用妥协的数学函数来表达综合素质和显性性状。

沙漠高速公路的综合状态指数被定义为地区划分的主要指标。

同时四个辅助指标适用于修改界限的划分，它们分别是沙丘高度、吹砂强度、植被覆盖率和年平均温差。

3、中国沙漠公路评价指标体系

沙漠综合状态评估的主要指标必须基于充足的调查和广泛现场数据的收集。

然后使用先进的GIS技术和相关数据库。

函数方程的建立是根据实际经验和数据文件，如公路工程标准和协议。

方程也结合公路建设的实际情况选择最重要的环境因素，这是沙漠地区公路建设的关键。

在方程建立之后，可以定义和计算每一个参数。

基于可公度性理论，刻度值和权重系数都可以表示明确。

最后每个区域综合状态指标都获得主导和辅助指标，形成自然区域划分图。

基于重要性的顺序，绘制了沙漠综合状态指标的自然区域划分图。

根据一个占主导地位的指标（沙漠综合状态指数）和四个辅助指标（沙丘高度、吹砂强度、植被覆盖率和年平均温差），评估沙漠高速公路。

3.1重要指标的定义

沙漠综合状态指标意味着在沙漠地区自然环境因素对公路建设的影响。

根据多年的现场经验，自然环境因素对公路的路线设计、施工、维修和运行管理是至关重要的，还包括沙丘高度、吹砂强度、植被覆盖率和年平均温差。

1、沙丘高度：

对于分析吹沙地区的地貌特征，沙丘高度是最重要的指标之一。

它可以反映沙漠地貌的形成时间和沙丘的增长规模。

一般是形成沙丘的时间越长，沙丘越高，这是因为砂的运动和堆积在在风力的作用下需要很长一段时间。

相反，新增长的沙丘积累的砂较少。

沙丘高度也可以反映沙丘运动的活跃力量。

在相同风流和自然情况下，沙丘运动的活跃力量导致沙丘高度的不同。

沙丘高度影响公路工程操作如航线设计、施工和后期管理。

沙丘的高度直接影响高速公路的路线布局，同时风沙对公路也有破坏。

在后期的运行管理和维护中，在沙漠环境中维护高速公路变的更加艰难。

因此，沙丘高度对高速公路关于路线布局方案的选择和保护沙漠公路免受危害是至关重要。

以所有地区沙丘高度的平均值来表示沙丘的高度。

根据中国的1:

25000000数字高程模型，沙丘高度分布不均匀，然而大多数沙丘高度都是一个固定的范围内，所以在一个地区，可以用沙丘的波分布来表示沙丘的平均高度。

2、吹砂强度：

吹砂强度的定义是吹砂在额定的时间内（月、季或年）累积的速度记录。

这取决于观测时间和每次风速的观测值，所以它的单位是米/秒。

在中国沙漠公路评估每30年进行一次。

吹砂强度是最重要的指标之一，吹沙运动和风速成正比。

设计沙漠公路和后续的管理和维护是至关重要的。

它将影响高速公路的路线布局和对沙漠造成损害。

在沙漠地区高速公路的建设，更应该注意吹砂强度。

吹砂强度被沙直径、地面特征和砂的含水量所限定。

吹砂强度可以间接的反映风速。

这是第一次采用吹砂强度作为沙漠公路评价指标之一，它可以指导高速公路的路线布局及其运行管理和维护。

3、植被覆盖率：

植被是一个地区的植物的通用术语。

植被覆盖率被定义为统计区域的平面区域的植被的百分比。

在沙漠地区，植被是罕见的，所以比率较低，在一些沙漠地区甚至没有植被。

然而，植被覆盖率可以反映沙丘的稳定性。

此外，它还影响公路的设计、建设和防护，因此评价植被对公路建设的影响、推荐最优路线布局和不同级别的保护措施到公路工程计划中是很重要的。

4、年平均温差：

年平均温差不同意味着在一个地区，最高温度和最低温度之间的差别。

它反映了气候对公路建设的影响。

高速公路将路线布局暴露在自然气候中，包括温度和降雨量。

在一般地区，随着温度的周期性变化，路基的水分将经历霜冻和解冻周期，所以可能回有霜沸腾的损伤，但在沙漠地区降雨很少，所以降雨对路基的影响较小，温度变化对路面的影响较大。

沥青路面可以重复承受暴露在高温和低温环境下的疲劳破坏。

同时，高温会导致沥青老化。

在高温或低温环境下，沥青及其混合物的特点是不同的。

在沙漠地区对沥青的要求很高，因为最高温和最低温度之间的差异很大。

在沙漠地区年平均温差直接影响高速公路的结构及其路面材料的选择。

3.2计算过程的四个辅助指标

1、沙丘高度：

沙丘高度专用的分析工具的开发是基于ArcInfo9.1软件和GIS模块。

5平方公里为一个单位。

中国逐个单位的编辑了1：

25的沙漠地区的数字高程模型。

计算出了每个单元的最大值和平均高程差，形成沙丘高度的分布数据。

2、吹砂强度：

在沙漠地区收集当地气象站的气象数据。

30年为一个阶段，计算一下吹砂的累积年平均强度。

借鉴于空间变异理论，用软件ArcInfo9.1及其“地质统计分析”模块，及Cregeen插值方法分析吹砂强度的空间分布。

进一步绘制吹砂强度等值线图。

每一个地区都可以计算吹砂的平均强度。

根据计算结果，得到每个区域单位的级别值，绘制地图吹砂强度图。

3、植被覆盖率：

参照1：

1000000中国地图的植被覆盖，每个地区的单位植被覆盖率的百分比在可以使用ArcInfo9软件计算。

根据计算结果，得到每个单位区域的级别值和植被覆盖图。

4、年平均温差：

根据沙漠地区当地气象站收集天气数据。

计算了30年的年平均温差。

获得了每个单位地区的最大和最小的年平均气温。

用软件ArcInfo9.1及其“地质统计分析”模块，分析每一个单位地区的年平均气温的空间分布。

进一步绘制年平均温差的等值线图。

可以计算每个单位地区的温差。

根据计算结果，得到每个单位地区的级别值，形成年平均温差的地图。

4、中国沙漠公路自然区域划分图

定义占主导地位的指标为沙漠综合状态指标。

定义沙丘高度、吹砂强度、植被覆盖率和年平均温度的差异为四个辅助指标。

根据主要指标来绘制沙漠公路评估的划分边界，依据四个辅助指标进行细节修改。

根据三个部分的命名方法，中国沙漠分为三个区域，第一个地区为东部介质区域，第二个是中部严重介质区域，第三个是西部轻微介质影响区域。

在东部介质影响区域，是连续的沙丘。

所有的沙丘之间的高度差很小。

在路线设计中、长直线应该占主导地位，垂直部分应该遵循自然地质，低填挖堤防占主导地位。

在中部严重介质影响区域，沙丘之间的高度差异很大。

沙丘的地形特性很复杂。

路线设计受沙丘的纵向和横向分布限制。

在平原区，路线的趋势应该与风向平行。

在纵向部分,路线应遵循自然地质条件。

如果路线遇到高大的沙丘，路线应设置在迎风坡前,而不是坡的背面。

不能沿着滑斜坡的顶端设计路线。

路线最好不从沙丘的斜坡穿过。

如果不能避免，路线的长度应尽可能短。

在西部轻微介质影响区域，沙丘较低而且是粗砂土地。

对于路线设计，应尽可能保护植物。

对于路基，低填挖路基应该占主导地位。

最好是不要挖掘土地以保护植被。

5、项目申请

榆林—靖边高速公路是中国沙漠地区的第一条公路。

路线的长度为115.98公里，设计标准是完全封闭的,设计为双向四车道的高速公路。

高速公路的最高设计时速为100公里/小时,宽度26米。

路线沿途经过榆林风沙草浅滩区，根据沙漠的评估报告，这被定义为西方轻微介质效应区域。

这里地形平坦,人烟稀少,植被良好。

路线设计应避免植被,保护自然环境，因此，设计路线长度从115.98公里加长到127公里。

榆林—靖边高速公路的总投资是28亿美元。

植树造林和沉积物控制结构项目投资将近0.15亿美元。

路基主要是低填挖路堤,最大开挖6.26米，填2.93米。

如果路堤边坡高度小于3米，坡率的选择范围是1：

3到1：

8。

如果边坡高度大于3米且小于8米，坡率定为1:

2。

在路堤的两侧沿线布置了森林防护带,作为沙漠公路的“绿色走廊”。

6、结论

在一般沙漠评估的基础上，中国提出了沙漠公路评估。

参照自然环境参数和公路建设经验，提出了四个辅助指标，分别是沙丘高度、吹砂强度、植被覆盖率和年平均温差。

所有的指标都是沙漠地区公路建设的关键，反映了地貌、气候和植被状况。

进一步说，提出主导指标即沙漠综合状态指标。

结合主导指标和辅助指标,提出了指标体系。

首先，根据主导指标提出了自然区域划分。

然后，使用四个辅助指标修正边界。

最后，沙漠公路的自然区域划分图评估在中国形成了。

中国的沙漠分为三个区域东部介质区域、中部严重介质区域、西部轻微介质区域，这将推动高速公路路线规划、公路设计、建设、维护、运行管理和制定标准的进程。

NationwideDesertHighwayAssessment:

ACaseStudyinChina

XuesongMao,* FuchunWang,and BinggangWang

Authorinformation► Articlenotes► CopyrightandLicenseinformation►

Abstract

Thenaturalenvironmentaffectstheconstructionofdeserthighways.Conversely,highwayconstructionaffectsthenaturalenvironmentandputstheecologicalenvironmentatadisadvantage.Tosatisfythevarietyandhierarchyofdeserthighwayconstructionanddiscoverthespatio-temporaldistributionofthenaturalenvironmentanditseffectonhighwayconstructionengineering,anassessmentofthenaturalregionaldivisionsofdeserthighwaysinChinaiscarriedoutforthefirsttime.Basedonthegeneralprinciplesandmethodforthenaturalregiondivision,theprinciples,methodandindexsystemfordeserthighwayassessmentisputforwardbycombiningthedeserthighwayconstructionfeaturesandtheazonaldifferentiationlaw.Theindexsystemcombinesthedominantindicatorandfourauxiliaryindicators.Thedominantindicatorisdefinedbythedesert’scomprehensivestateindexandtheauxiliaryindicatorsincludethesandduneheight,theblownsandstrength,thevegetationcoverageratioandtheannualaveragetemperaturedifference.Firsttheregionisdividedaccordingtothedominantindicator.Thentheregionboundariesareamendedaccordingtothefourauxiliaryindicators.Finallythenaturalregiondivisionmapfordeserthighwayassessmentispresented.TheChinesedeserthighwayscanbedividedintothreesections:

theeastmediumeffectregion,themiddlemedium-severeeffectregion,andthewestslight-mediumeffectregion.Thenaturalregiondivisionmapeffectivelypavesthewayfortherouteplanning,design,construction,maintenanceandongoingmanagementofdeserthighways,andfurtherhelpsenvironmentalprotection.

Keywords:

 highwayengineering,desertassessment,indexsystem,environmentalprotection

1.Introduction

Thereareabout7,900kilometersofdeserthighwaysinChina,mainlydistributedintheXinjiangUgurAutonomousRegion,NingxiaHuiAutonomousRegion,NeimenguAutonomousRegionandGansuProvinceandsomeotherareas.Thedifferencesbetweendeserthighwaysandgeneralhighwaysareduetotheeffectsofthearidclimate,thewindsandandthetemperatureonhighwayconstructionengineering.Anotherdifferenceistheshortageofsuitablefillingmaterialssuchassoilsandstonesforhighwayconstructionindesertregions,whichmakesitmoredifficulttoconstructadeserthighway.Ahighwayexistsinthenaturalenvironmentasastructure.Theelementsofthenaturalenvironmentaffectthehighwayconstructionengineering.Atanotherhand,theconstructionaffectsthenaturalenvironmentandputstheecologicalenvironmentatadisadvantage.Especiallyindesertregionsthehighwayscanalwaysbeblockedbytheencroachmentofsanddunes,andthehighwaytrafficcancauseseverewinderosionofgrasslandsoils.Tosatisfythevarietyandhierarchyofthehighwayconstructionanddiscoverthespatio-temporaldistributionofthedesertnaturalenvironmentanditseffectsonhighwayconstruction,adeserthighwayassessmentshouldbecarriedout,whichwilleffectivelypavethewayforrouteplanning,design,construction,maintenanceandsubsequentmanagementofdeserthighways,andhelpformulatestandards.

Deserthighwayassessmentstudieshavebeengoingonformanyyears.TheearliestdesertassessmentcanbedatedbacktoLamprey’sresearchincentralwesternSudan,whenheintroducedthedesertencroachmenttheory,whichlaidthegroundworkforprovidingaprocessformeasuringthedesertificationproblem.Aprovisionalmethodologyforassessmentandmappingofdesertificationwasformulatedandisnowusedforlocalandregionalassessmentandmapping.Mostofthestudiesassessthedesertb