塔克拉玛干沙漠,这片被冠以“死亡之海”之名的神秘之地,以极端的气候环境、瞬息万变的温差与永不停歇的沙丘迁徙闻名于世。

但在90年代,我国居然在这片荒凉的土地上,修建一条长达522公里的公路。

修好之后,还在这条公路旁边建设了一百多个水房,有专人看守,专家们更是在沙漠中开展了众多治沙工作。建造的时候就花掉了370亿元,而每年光是维护这条公路,各种成本又要花掉上千万元。

我国为何付出那么大代价也要修它?能回本吗?我们又是用了什么措施,才保护这条“孤零零”的公路在世界第二大的流动沙漠中不被淹没的呢?

沙漠公路背后,如何构建起抗沙化防线?

塔克拉玛干沙漠公路总投资高达7.9亿元人民币,从南疆的民丰延伸至北疆的轮台。

作为世界上最大的流动沙漠之一,塔克拉玛干沙漠的风沙活动频繁,沙丘的高度和位置不断变化,随时可能掩埋公路。修建塔克拉玛干这条沙漠公路,首要难关,便是如何抵御流动的沙丘。

面对沙漠复杂多变的地貌,工程师们需深入地下数十米,采集珍贵的地质样本,以确定道路的最佳路线,尽量绕开移动的沙丘和不稳定的流沙区域。

然而真正的考验,才刚刚开始。在酷热难耐、风沙肆虐的环境中构建地基,是对人类极限的挑战。为了将道路的承重,有效分散至深层稳定的土壤,他们需深挖基坑,动辄数米乃至十几米之深,并填充以碎石与混凝土等坚固材料,以在高温风沙环境中,保持稳定。

在路面建设上,则又是另一场材料科学的较量,将考验推至极致。沙漠的极端气候,白天烈日炙烤,路面温度可轻易飙升至七十摄氏度以上。沙漠路面需采用特制耐高温、耐磨损的沥青材料,有效抵抗热胀冷缩的侵袭,确保公路在极端温差下依然平整如初,行车无忧。

沙漠公路的三重防线——防沙、御风、拒水

此外,沙漠中风沙频繁侵袭。为防止道路在短时间内被风沙掩埋,工程师们更是施展了浑身解数,包括在道路两侧设置沙障网、种植防风固沙植被,以及构建人工沙丘等。

其中,沙障网是一种由钢丝制成的网格结构,能够有效地减缓风速。植被带则利用适应沙漠环境的植物,减少风沙对道路的侵蚀。

在沙漠地带,降水虽很罕见,但偶遇暴雨突袭,短时间内积聚的巨量雨水,却能对公路构成严峻考验,甚至引发毁灭性的冲刷灾害。因此,公路两侧还设计了一套高效的排水与疏导体系。

面对暴雨侵袭,该体系迅速响应,利用地下涵洞与地表的排水沟,实现积水无缝、快速地撤离公路区域。

毫不夸张,塔克拉玛干沙漠公路建设过程中,科研人员倾注了大量心血,进行了数以千计的试验——从室内到现场,具体到精确数字,共计4405次室内试验与2361次现场试验。这些试验涵盖了从材料选择、路基设计到沙漠气候对公路影响的各个方面。施工期间采集了超过48万组观测数据。

沙漠中如何种植起防沙绿化?

塔克拉玛干公路两侧的防沙固沙林带,是对抗沙尘侵袭的第一道屏障。

经过科学计算与周密规划后,专家们在公路两侧大规模种植耐旱植物,如胡杨、红柳、沙枣等。这些植物有着非常深的根系和顽强的生命力,能在极端干旱的沙漠环境中茁壮成长。

与此同时,在塔克拉玛干沙漠的公路两侧,耗用了大约7万吨的芦苇,覆盖超过5800万平方米的“草方格”区域。这是一项广泛应用于沙漠治理的“草方格”技术,由数以亿计的芦苇、麦草等天然材料编织而成的方格网,紧密相连,在塔克拉玛干沙漠的公路旁,构建起一幅生态防护的绿色网络。

防沙固沙林带中的胡杨与红柳,离不开水分的供给。面对沙土疏松、承载力低的复杂地质,工程师们凭借着精湛的技术,在塔克拉玛干这片不毛之地,一一攻克这些难关。沿着沙漠公路每隔四公里建一个水井房,凿穿了108口深井,完善了深井供水系统,形成一个隐形的供水网络。

108口深井形成供水网络

钻井工程采用了先进的自动化钻井设备,能在高温和强风等恶劣环境下正常运作,还具备了超强的载重能力。例如,在深地塔科1井的钻探中,使用了12000米特深井自动化钻机,载重提升能力高达900吨,相当于能同时吊起150头成年大象的重量。

而与之配套的,是一套精密无比的滴灌系统。这种节水技术,通过微量且持续的供水,确保植物在极端干旱条件下生存。高效的滴灌系统,可以通过地下管道将水源精确输送到植物根部,最大限度地减少水分的浪费。

现在,塔克拉玛干的滴灌系统已步入智能化。智能传感器能根据植物的细微需求、天气的微妙变化及土壤的湿度状况,自动调节水量,实现了水资源的精准投放与零浪费。在雨季,雨水会被有效收集起来,经过严格的过滤处理后,重新用于滴灌系统。同时,排水系统中的多余水分,也会被巧妙地引导至绿化带。

每年,塔克拉玛干沙漠的公路养护组,需花费数以千万元人民币计的浇水供养费用,用于深井维护、灌溉系统运行、植物修剪以及病虫害防治等。这笔庞大的投入,从直接经济收益的视角衡量,难以在短期内实现成本回收。

“守井人”每天过着怎样的生活?

在这片荒凉的沙漠中工作,意味着面对孤独、极端的天气条件和日复一日的单调生活。然而,正是这些在塔克拉玛干沙漠中工作的坚守者,用他们的努力和智慧,确保了公路的正常运行。塔克拉玛干沙漠中的工作人员,大多住在简易的宿舍中。

他们的工作不仅包括日常的公路巡视,还要随时应对突发的沙尘暴、设备故障和生态环境的变化。尽管采取了全方位的防护举措,塔克拉玛干沙漠中的公路,依然面临着周期性维护与管理的严峻考验。持续不断的沙暴,导致沙子堆积如山,路面易现裂痕,加之材料老化的自然规律,构成了维护工作的艰巨挑战。

塔克拉玛干公路会定期派遣专业的清理团队,驾驶大型扫砂车,配备清理装置,将路面上的积沙一扫而空,恢复道路畅通无阻。沙漠地区白天酷热难耐,夜晚则可能骤降至冰点以下。

经济账本或许难以完全平衡这条公路的维护开销,但作为贯穿南北疆的交通生命线,塔克拉玛干沙漠公路,极大地缩短从民丰到乌鲁木齐的旅程,缩短路程达到上千公里。这条公路更激活了沿途的经济活力,促进了商贸繁荣,降低了物流成本,让这片曾经的荒漠孤地,逐步融入全国发展的快车道。

沙漠公路的维护开销,能找到平衡点吗?

塔里木盆地资源的开发与利用离不开高效的运输网络。塔里木盆地油气资源总量约178亿吨,是我国重要的能源储备区。在这里,中国石油塔里木油田已经发现了克拉2、迪那2、哈得、塔中等32个大中型油气田。这些油气田的年油气产量当量达3182余万吨,对国家的能源供应具有重要意义。

公路的建成促进了油气资源的开发,还带动了南疆地区的经济社会发展,为当地人民带来了实实在在的好处。以克拉2油气田为例,该油气田的发现和开发得益于高效的运输网络支持。通过塔克拉玛干沙漠公路,克拉2油气田的油气资源能够迅速运往各地,满足市场需求。

展望未来,随着新能源技术的飞跃式进展与广泛应用,特别是氢能、高效太阳能电池等绿色能源在西部省份迅速崛起,塔克拉玛干沙漠公路或将迎来新的使命,成为新能源运输的重要通道。塔克拉玛干沙漠公路两侧的防护林带,每年都能拦截数百万吨的沙尘暴沙土,保护周边农田与村庄的安全与稳定。

塔克拉玛干沙漠的公路建设与维护,正站在一个技术革新的十字路口。随着科技的持续进步和沙漠治理理念的深化,我们有理由相信,更多前沿技术的涌现,如无人机巡检系统、智能路面材料、自主修复系统等,将彻底改变这片沙海的交通面貌。人类与沙漠的对话,将不再是对抗,而是共存与合作的典范。

参考资料:

塔克拉玛干沙漠边缘固阻结合流沙治理 科学出版社有限责任公司 2017

新疆南疆产业结构调整与劳动力转移就业问题研究 中国农业出版社 2022

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