近日，中国科学院西北生态环境资源研究院（以下为西北研究院）科研团队联合中铁二十一局集团有限公司，针对极端干旱大风区沙丘影响铁路路基风沙灾害开展研究并取得重要进展，为荒漠铁路防沙工程规划建设提供关键科学支撑。相关成果发表于《风工程与工业空气动力学杂志》。

荒漠区域流动沙丘是风沙灾害重要物源，沙丘存在会重塑近地表气流结构，极易引发铁路路基风蚀、轨道积沙、防沙工程被掩埋等一系列工程难题。以往研究多将沙丘简单视作沙源或者地形屏障，在上风向沙丘密集区域，沙丘高度、沙丘与路基间距如何调控气流运动，沙丘遮蔽效应和风蚀加剧效应之间如何权衡，长期缺少系统定量认识。

研究团队选取罗布泊至若羌铁路DK226 段作为典型研究区域，依托实地沙丘形态数据构建单体沙丘、沙丘链与铁路路基耦合三维数值模型。实验设置 2.5 米至 10 米梯度沙丘高度，以及 5 倍至 20 倍沙丘高度的沙丘 — 路基间距组合，系统厘清上风向沙丘作用下铁路路基表面风蚀风险演化规律。

“我们发现，上风处的沙丘对铁路路基存在‘遮蔽防护、风力增强’的双重作用。低矮沙丘会引导近地气流顺着坡面加速，近距离直冲铁路路基，导致路基迎风顶端的风力侵蚀强度最高是高大沙丘环境下的2倍，大幅加重路基风蚀破损。”西北研究院研究员柳本立解释，高大沙丘可以有效遮挡阻挡大风，让路基处于沙丘背风面的弱风回流区域，风力侵蚀强度相比低矮沙丘环境最大降低67%，防风护路效果十分显著。

研究进一步明确工程关键临界间距阈值，高度2.5米至5米沙丘，对应的工程防护临界间距约10—15米，7.5米至10米沙丘，临界防护间距扩大至20—35米。这一指标，能够直接用于荒漠铁路沿线重点风蚀地段识别、防沙设施优化布局以及沙丘治理范围划定。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jweia.2026.106563

防止风沙侵袭铁路路基而设置的防沙栅栏。西北研究院供图。

上风向沙丘。西北研究院供图。