青藏鐵路--綠色天路

從2006年7月1日開始,

人們終於可以從北京坐著火車去拉薩了。

從北京西站出發,

抵達西藏自治區首府拉薩,

這趟列車駛完全程需要40小時45分鐘。

▼

1.出發啦！圖源：第二次青藏科考隊

從華北大平原向西南奔去,

穿過巍巍太行爬上中國地貌第二階梯,

繞道古城太原,

駛過鄂爾多斯高原,

在寧夏中衛和甘肅蘭州歇腳,

海拔高度逐漸升高。

▼

2.北京到拉薩鐵路沿途海拔高度變化，圖源：第二次青藏科考隊

出發19個小時後,

列車抵達青海省西寧市。

從這裡開始,

列車將踏上中國地貌的第一階梯,

青藏高原。

一段屬於雪域高原的夢想和科技之旅,

就此啟程。

從這裡開始,

青藏高原就在車輪下不斷被丈量。

▼

3. 西寧火車站，圖源：第二次青藏科考隊

01

百年夢想

最早提出在青藏高原修鐵路的人,

是偉大的革命先行者孫中山先生。

100年前的1919年,

孫中山先生所著《建國方略》正式發行,

在該書的《實業計劃》篇中,

他第一次提出

要建成從拉薩輻射出16條線路的高原鐵路網,

其中便包含從蘭州經西寧至拉薩的路段。

▼

4.一百年前，孫中山先生提出的高原鐵路系統設想略圖，圖源：第二次青藏科考隊

然而,

以彼時中國積貧積弱、科技落後的狀態,

修建這樣一條高原鐵路可謂天方夜譚。

新中國成立以後,

經過48年的光陰和幾代人的努力,

青藏鐵路完全建成！

▼

5.青藏鐵路沿線站點圖，圖源：第二次青藏科考隊

6.青藏鐵路沿線如千裡畫廊，高原圖景徐徐呈現，圖源：第二次青藏科考隊

1958年,

青藏鐵路西寧至格爾木段正式動工,

直至1984年建成通車。

然而,

從海拔2300米的西寧到2800米的格爾木

需要克服的只是柴達木盆地的戈壁沙漠,

和三座海拔不足4000米的山脈,

大通山、青海南山和大柴旦山。

真正的困難,

來自格爾木南邊的崑崙山,

和崑崙山背後真正的雪域高原。

▼

7.列車駛過崑崙山口，圖源：羅春曉

在高原修鐵路究竟有多難？

入藏難,

在青藏高原修鐵路更難。

高海拔為鐵路修建帶來三大世界級難題

分別是多年凍土、脆弱生態以及高寒缺氧。

青藏高原擁有世界上

中低緯度厚度最大、面積最廣的多年凍土區,

與中國東北及俄羅斯西伯利亞、

北美高緯度多年凍土相比,

青藏高原凍土緯度低、日照強、海拔高,

穩定性低,

對氣候變化的響應極為敏感。

▼

8.青藏高原凍土，圖源：第二次青藏科考隊

俄羅斯、加拿大、北歐等國

都有在凍土區修築鐵路的經歷,

沒有一個國家

很好解決凍土區鐵路工程的相關技術問題。

而且在氣候還將進一步變暖的趨勢下,

高原鐵路的修建

還必須考慮未來50年～100年的氣候變化,

成敗的關鍵在於能否保護多年凍土,

使其不融化。

縱然挑戰重重,

但經過幾十年的論證和設計後,

中國的科學家、工程師和建設者

用5年的時間建成了格爾木至拉薩段鐵路。

從2006年建成通車到現在,

已經安全運行了10多年。

他們是如何辦到的？

▼

9.綠色的巨龍馳騁在廣袤的青藏高原上，圖源：VCG

02

科技築夢

為了解決鐵路修建中的種種難題,

中國的建設者們使用了六種法寶,

使青藏鐵路成為一條科技含量極高的鐵路。

法寶一 主動冷路基保凍土

為了減緩全球變暖導致的凍土加速退化,

和人類工程活動產生的凍土擾動,

在青藏鐵路的設計中,

科學家提出了主動冷卻路基的創新思路。

主動冷路基的第一種技術是熱棒工程措施,

這種被稱為「熱量傳輸的半導體」的裝置,

通過使多年凍土路基在冷季的溫度降的更低,

確保凍土在暖季不被融化。

冷季,

管內溫度較高的液態介質氣化上升

把熱量帶到地表之上。

暖季,

管內上高下低的穩定層節

極大減少管內氣體的上下循環。

熱棒技術由此被稱為

不用電的「冰箱」和冷卻凍土的「魔棒」。

▼

10.多年凍土區的熱棒實驗路基，圖源：羅春曉

主動冷路基的第二種技術是碎石路基工程措施,

填充在路基下和路基兩側的多孔碎石堆砌物,

同樣發揮著「熱量傳輸半導體」的功能。

不規則碎石之間較大空隙,

保證了孔內與孔外空氣的聯通。

氣溫高於地溫時,

空隙內相對低溫的氣體穩定不動,

氣溫低於地溫時,

空隙內向上運動帶走熱量。

人為空氣對流模式加強了路堤熱量的散失,

達到了降低路基基底溫度的目的,

就像給凍土層安裝了一個天然的「空調」。

▼

11.多年凍土區的碎石路基，圖源：第二次青藏科考隊

主動冷路基的第三種技術是通風管路基工程措施,

也就是在路基下部埋設一排或者多排通風管道。

由於在寒冷季節冷空氣有較大的密度,

在自重和風的作用下,

會將埋置於路基土體通風管中的熱空氣擠出,

並不斷將周圍土體中的熱量帶走。

同時通風管極大增加了凍土路基與空氣的接觸面積,

進一步提升了路基與空氣的換熱效率,

從而達到為凍土路基降溫的目的,

相當於給路基下部加裝了天然的「風扇」。

▼

12.多年凍土區的通風管路基，圖源：第二次青藏科考隊

主動冷路基的第四種技術是遮陽板路基工程措施,

在路基的邊坡和坡面上架設一層

用於遮擋太陽輻射的板材,

有效削弱太陽有效輻射對路基的加熱作用,

同時通過晝夜坡面與空氣的對流換熱,

還可以使夜間冷能在路基表面附近的作用期延長,

凍土路基因此而更為穩定。

可以說是為凍土路基披上一層隔熱的「外衣」。

▼

13.多年凍土區的遮陽板路基，圖源：第二次青藏科考隊

工程建設不可避免的破壞了鐵路沿線的原生植被,

在建設中,

人們使用了第二種法寶。

法寶二 草皮回植保綠色

鐵路沿線分布有可可西裡、三江源等

多個國家級自然保護區。

為了保障綠色鐵路的原生態環境,

在施工中必須破土的工程段,

最有效的技術

就是採用草皮回植方式恢復植被原貌。

在青藏鐵路全線,

草皮移植面積80萬平方米、

回鋪利用45萬平方米,

相當於175個足球場。

為提高植被恢復成功率,

科研人員開展了高原植被恢復與再造研究,

植物試種成活率達70%以上,

獲得了比自然成活率提高了一倍多的可喜成果。

使得這條天路始終綠色相伴。

▼

14.綠色列車奔馳在邊坡植被恢復的綠色天路上，圖源：VCG

法寶三 動物通道保自由

青藏鐵路沿線區域棲息著多種

我國特有珍稀野生動物。

為保護這些野生動物的遷徙,

在鐵路橋梁和隧道的設計中,

充分考慮了野生動物如何穿越鐵路的

自由之路和生命之路。

依據不同的生態系統類型、地形地貌,

結合野生動物種類、分布規律、生活習性等特徵,

設置了33處總長逾58公裡的

野生動物自由通道。

這是我國首次

在道路建設中設置動物專用通道,

保證了藏羚羊等野生動物順利通過青藏鐵路。

▼

15.當火車呼嘯而過的時候，藏羚羊從容穿過遷徙通道，圖源：第二次青藏科考隊

野驢、犛牛等野生動物生性粗野,

奔跑不定,

防止他們橫穿鐵路是一大問題。

為了解決這一問題,

青藏鐵路很多路段都建成全封閉式柵欄,

防止了野生動物闖入誤傷。

▼

16.防止野生動物穿越鐵路的柵欄，圖源：VCG

跟蹤監測和管理數據表明,

青藏鐵路動物通道成為高原珍稀野生動物的

自由遷徙之路,

加之生物多樣性保護力度加大,

野生動物通道的使用率

從2004年的56.6%上升到2011年的100%。

沿著這條綠色天路,

除了藏羚羊,

高原標誌犛牛,

是比較常見的動物。

如果你是一個幸運的遊客,

你還可以看到野驢、天鶴、棕熊……

▼

17.青藏鐵路沿線可見的主要野生動物，圖源：第二次青藏科考隊

在保護好青藏鐵路沿線的動植物之外,

為列車裡的旅客提供安全保障,

是更為重要的事情。

法寶四 增壓增氧保健康

青藏鐵路沿線自然條件惡劣、高寒缺氧,

保證建設者和旅客的身體健康是頭等大事。

而且在高寒缺氧的條件下,

非但人體不適,

內燃機的燃燒效率也會降低,

導致列車的牽引力下降。

青藏鐵路沿線建設了由

「衛生所或保健站-工地醫院- 救治中心」

組成的三級醫療衛生保障體系,

沿途還建立了25個高壓氧艙和17座制氧站,

確保高山反應人員能在10分鐘內得到救治。

青藏鐵路運營期間,

為解決旅客吸氧問題,

專門研發了密封增壓增氧列車,

車廂裡配備了專門的供氧系統,

一路運行。

▼

18.列車上專用供氧插座，圖源：羅春曉

增壓增氧後的列車車廂內

相當於比車外的海拔高度降低了約1 000 米,

列車平均氧濃度達22.8 %以上,

且氧濃度總體分布比較均勻,

能夠滿足大部分乘客的生理需要。

80%以上的旅客基本無高原反應,

供氧系統為旅客提供了安全、舒適的乘車環境。

這是高原天路的一項重大人文關懷。

但青藏鐵路為旅客提供的遠不止這些,

沿途各具特色的車站同樣是一道別致的風景線。

法寶五 特色驛站保景觀

青藏鐵路格拉段新建45座車站,

38座是無人值守車站。

一站一景,

地域傳統風格與現代時尚完美結合,

形成了特色化的車站建築群,

構成了青藏高原新的景觀長廊。

▼

19.在唐古拉山口，鐵路最高海拔為5072米，為世界鐵路海拔之最高，圖源：第二次青藏科考隊

途徑這些車站

對旅客視覺和體驗帶來的衝擊,

一定程度避免了旅途中

因高原遼闊、人煙稀少

而產生視覺和審美疲勞。

終點拉薩站通過抽象化變形,

將藏式建築特有的

簷口、斜牆、碉樓、柱式、門窗飾邊、布幔等

特色化元素融合到車站建築中,

展示著布達拉的雄姿。

▼

20.藍天白雲下，融合了多種藏式建築特有元素的拉薩火車站迎接著八方遠客來到雪域高原，

圖源：第二次青藏科考隊

特色驛站

體現了高原綠色發展的環保理念,

這一環保理念,

同樣體現在列車廢棄物的處理技術上。

法寶六 垃圾處理保淨土

青藏高原和南極北極一樣,

是地球上最乾淨的地方之一。

為了保護好這一方淨土,

青藏鐵路上的列車與普通列車不同,

列車廁所採用真空集便裝置,

廢物廢水都有專門的回收設備,

不向車外沿途排放。

鐵路部門對列車垃圾、站區垃圾、沿線垃圾等

採取不同方式進行收集和處理,

滿足減量化、資源化、無害化的垃圾處理要求,

也確保了固體廢物對環境的影響在可控制範圍內。

格爾木至拉薩段

建設的2個汙水處理點

和14座汙水處理站的運行,

保證了車體內生活汙水汙物零排放

和沿途固體廢物處理的無害化。

水質監測表明,

青藏鐵路運營十餘年來,

沿途河流水質無明顯變化。

充分說明青藏鐵路的環境友好性,

稱為綠色天路恰如其分。

實際上綠色天路也確實擁有綠皮的車體,

具有防紫外線、抗風沙、耐溫差的性能；

綠色的列車、綠色的驛站和綠色環保的鐵路

共同鑄就了中國西部的綠色天路。

圓了中國人一個世紀的夢想。

03

世紀夢圓

中國的科學家、工程師和建設者們

創造了青藏鐵路的奇蹟。

《自然》雜誌將其稱之為「工程奇蹟」,

《科學》雜誌將其稱之為「綠色鐵路」。

聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）

在2007年和2014年兩次評估報告中,

將青藏鐵路作為

應對全球氣候變化的兩個典範工程之一。

現在,

從蘭州、成都、重慶、北京、上海、廣州等多個城市,

都可登上直達拉薩的綠色列車。

▼

21.現全國通往拉薩的鐵路網略圖，圖源：第二次青藏科考隊

如果對北京-拉薩之旅不過癮,

那你還可以接著走：

拉薩-日喀則的鐵路已經開通了！

▼

22.日喀則火車站，圖源：VCG

如果還不過癮,

那就等著馬上開通的拉薩-林芝鐵路吧！

正在建設中的拉薩-林芝鐵路,

預計2021年通車！

如果又雙叒叕不過癮,

那就等著將要建設的川藏鐵路吧！

那將是第二條天路！

在森林峽谷中穿越,

這是一條必須綠色的天路呀！

如果你還還還是不過癮,

那就再等等吧！

從日喀則延伸540公裡

經過我國邊境口岸吉隆至尼泊爾

的鐵路計劃也提上了日程。

再者,

隨著「一帶一路」倡議的發展,

從拉薩到喀什的鐵路也不是遙不可及的。

那將是第三條天路！

那也一定是一條綠色天路！

▼

23.西藏鐵路建設展望略圖，圖源：第二次青藏科考隊

向前展望,

縱橫西藏的鐵路網,

將很快實現。

拉薩至昆明的鐵路,

也不會是遙遠的將來。

北京至拉薩綠色天路建設的科學技術,

將為這些鐵路的建設,

安裝新的綠色引擎。

在可以預見的未來,

這些鐵路穿梭在雪域高原的四面八方,

身披綠裝的火車將駛遍高原。

它們將會駛過高原凍土、高寒荒漠,

它們將會駛過寬闊河谷裡的村莊和田野,

它們將在高山與深谷間穿行,

在隧道與高橋間若隱若現。

它們承載了孫中山先生實業救國的夢想

承載了高原各族人民便捷出行的夢想

承載了中國人一個世紀向前進取的夢想

它們將和中國其他地區的眾多鐵路一起

將一個地區、一個高原、一個國家

引向更燦爛的明天。

▼

24.青藏高原鐵路，圖源：VCG

- 全文完 -

感謝閱讀

創作團隊

策劃 | 姚檀棟、安寶晟、歐陽華、劉勇勤、

姚汝楨、王偉財、周蕾蕾、陳文鋒、戴玉鳳

撰文 | 張鐿鋰、姚檀棟、姚汝楨、趙 林、

盧 玲、王兆鋒、周蕾蕾，陳 翀

審核 | 姚檀棟、安寶晟、張鐿鋰、劉勇勤

編輯 | 戴玉鳳、姚汝楨、周蕾蕾

第三極大本營

中國青藏高原研究會

第二次青藏高原綜合科學考察研究隊

共同主辦

旨在連接從智庫到公眾的知識紐帶，

構建原創科普內容的分享平臺，

傳播內容豐富通俗易懂的科學。