邵文杰，譚鵬

（1.中交鐵道設計研究總院有限公司，北京 100088；2.中國路橋工程有限責任公司，北京 100011）

0 引言

在國外鐵路工程中，環(huán)境保護大都貫穿于整個鐵路設計建設過程之中，相關動物通道的研究在發(fā)達國家也較多。相對而言，我國對鐵路動物通道的設計還處于探索階段[1]，較為成功的動物通道設計實踐是青藏鐵路藏羚羊遷徙通道。2012年，原國家林業(yè)局頒布的林業(yè)行業(yè)標準LY/T 2016—2012《陸生野生動物廊道設計技術規(guī)程》[2]，可作為一般鐵路沿線動物通道設計的參考，而鐵路設計標準中暫無專用的環(huán)境保護區(qū)動物通道設計規(guī)范。

由我國企業(yè)投資建設的蒙內鐵路（蒙巴薩—內羅畢）貫穿肯尼亞察沃（Tsavo）國家公園和內羅畢（Nairobi）國家公園，這2個公園內有大量珍貴動植物，是聞名世界的野生動物保護區(qū)，肯尼亞政府對保護區(qū)的環(huán)境保護尤為重視，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃總署也設立在肯尼亞首府內羅畢。在規(guī)劃蒙內鐵路時，肯尼亞政府對鐵路穿越保護區(qū)提出了嚴格的條件要求，其中特別提出要保證野生動物的遷徙。因此，在蒙內鐵路設計時，綜合考慮動物遷徙的動物通道問題就顯得尤為重要。

蒙內鐵路是我國鐵路全產(chǎn)業(yè)鏈輸出的國際干線鐵路，在設計中全部采用中國標準，依據(jù)LY/T 2016—2012進行蒙內鐵路野生動物遷徙通道設計。以蒙內鐵路為例說明動物通道的通用設計方法，并進行動物通道設計標準在蒙內鐵路設計中的適用性分析，可為中國標準的更新和國際化提供參考和建議。

1 我國動物通道設計現(xiàn)狀及方法

1.1 設計現(xiàn)狀

在我國國內鐵路穿越保護區(qū)設計時，通常只能參照已成功實施的工程案例及LY/T 2016—2012。青藏鐵路在這方面有較多的實踐經(jīng)驗，在即將建設的川藏鐵路設計和研究中也提出了一些新想法，總結具有代表性的國內動物通道設計方法及理念如下：

（1）青藏鐵路動物通道的設置采用了路基緩坡、橋梁下方和隧道上方形式兼顧的原則，格爾木—拉薩段共修建了33處野生動物通道，包括13處橋梁下方通道、7處緩坡平交通道、10處橋梁緩坡復合通道以及3處橋梁隧道復合通道。其中，在可可西里藏羚羊遷徙區(qū)域內，根據(jù)藏羚羊生活習性及地理特點，采用了橋梁下方通道和路基緩坡平交通道2種形式。

（2）位于人跡罕見的荒漠戈壁地帶的紅柳河—淖毛湖鐵路，由于缺乏其沿線區(qū)域內野生動物具體的分布和活動狀況的長期觀測和研究數(shù)據(jù)，通過歷史研究資料收集、野外實地調查和遙感航測等方法，確定當?shù)匾吧鷦游锏闹饕愋停顒恿曅砸?guī)律以及鐵路沿線植被和水源分布狀況。進而確立了以橋梁、涵洞下方通道為主模式的28處動物通道[3]。同時，根據(jù)區(qū)域內鵝喉羚、蒙古野驢、盤羊等物種的不同活動能力，設計了相應通道間距的專用動物通道和通道輔助。

（3）長春—西巴彥花鐵路位于草原類型的地帶，由于草原地帶具有河流、濕地、湖泊等分布較多的特點，通過調查發(fā)現(xiàn)沿線區(qū)域內除了爬行和兩棲類野生動物棲息以外，還有大量的遷徙鳥類。因而在考慮設計橋梁和涵洞式的野生動物通道的同時，為了減輕列車運營燈光對遷徙鳥類的影響，也在部分沿線設置了2～5 m高的光屏障[4]。

（4）擬建川藏鐵路位于含有平原、峽谷、草地、高原濕地和荒漠等環(huán)境復雜多樣的地帶，其沿線區(qū)域內的野生動物分布類型包括高山山地動物、平緩谷地河灘動物、小型兩棲爬行動物和鳥類。與草原類型地帶不同的是，這里無須為鳥類動物設計專門通道[5]?？紤]到地形和其余動物習性特點，該擬建鐵路工程的動物通道會以隧道上方通道、橋梁通道和緩坡通道為主。

（5）在哈密—羅布泊鐵路的動物通道設計中，因其鐵路沿線自北向南經(jīng)過羅布泊野駱駝國家自然保護區(qū)，經(jīng)過調查和實地走訪保護區(qū)管理部門，確定了以野駱駝飲用水源地及其遷徙活動路徑為主的動物通道設計。考慮到野駱駝高大的形態(tài)特征和安全廣泛適用性，動物通道采用了凈高4 m以上且跨度大于8 m橋梁形式[6]。

1.2 設計方法

以青藏鐵路動物通道設計實踐為基礎，參照LY/T 2016—2012，歸納鐵路動物通道設計的一般方法，設計主要流程見圖1。

第1步收集資料主要分為2大類，分別是基礎資料和目標物種調查分析資料。其中，基礎資料包含自然環(huán)境資料、社會經(jīng)濟資料、遙感資料以及植被和野生動植物資料；目標物種調查分析資料包含野生動物活動規(guī)律調查資料、棲息地情況調查資料、阻隔因子狀況調查資料和已有橋涵使用情況資料。第2步確定野生動植物類型，主要是根據(jù)資料分析動植物分布類型，以確定目標動植物的種類、數(shù)量和分布等特征。第3步確定活動范圍和遷徙路徑，主要是跟蹤目標野生動物，分析其移動規(guī)律，以確定其活動范圍及遷移路線，并繪制遷移路線圖。第4步確定通道數(shù)量及形式，主要是根據(jù)前面3步分析確定最終的野生動物通道位置、數(shù)量及其形式，并根據(jù)通道附近情況將植被覆蓋于通道開口處。

圖1 野生動物通道設計流程

2 蒙內鐵路動物通道設計分析

2.1 沿線保護區(qū)分布情況

在進行鐵路動物通道設計時，需先確定鐵路可能穿越的保護區(qū)。蒙內鐵路規(guī)劃初期，繞避部分保護區(qū)經(jīng)濟代價較大，經(jīng)過綜合比選后依然需要穿越部分保護區(qū)，故不可避免地需要考慮動物通道的設計問題。蒙內鐵路沿線主要經(jīng)過4個保護區(qū)，分別是馬澤拉斯（Mazeras）濕地、察沃國家公園、基博科（Kiboko）野生動物保護區(qū)和內羅畢國家公園，線路與保護區(qū)相對位置見圖2。

圖2 蒙內鐵路沿線保護區(qū)示意圖[7]

由圖2可知，蒙內鐵路繞避了馬澤拉斯?jié)竦兀┰讲煳謬夜珗@和基博科野生動物保護區(qū)。雖然未穿越內羅畢國家公園，但是由于用地限界的原因沿著內羅畢公園外圍延伸。因此，在進行動物通道設計的調查范圍主要是察沃國家公園和基博科野生動物保護區(qū)。

2.2 動物通道實例分析

以蒙內鐵路穿越察沃國家公園為例，說明國內動物通道設計經(jīng)驗及方法在海外動物通道的應用過程。在確定了線路走向以及穿越的保護區(qū)后，首先需要收集資料。察沃國家公園是全球聞名的野生動物保護區(qū)，相關的生態(tài)研究資料較多，通過與肯尼亞野生動植物權力機構（KWS）進行合作，順利完成基礎資料收集和目標物種調查分析資料，根據(jù)這些資料確定重點關注的遷徙動物種群以及其形態(tài)分布和特征。察沃國家公園有種類繁多的野生動物，在進行動物通道設計時需要找出主要控制尺寸的動物種類，根據(jù)2011年KWS提供的資料[8]，較大型的野生動物數(shù)量見圖3。

圖3 較大型野生動物種類數(shù)量情況（2011年）

由圖3可知，大象、水牛和斑馬種群數(shù)量較多，另外考慮到長頸鹿也占有一定的數(shù)量，故基本上可以確定控制通道尺寸的目標動物種群。綜合考慮其他因素，最終確定各個控制因素的目標動物種群。在確定目標動物種群后，需要長期跟蹤調查目標動物種群的生活習性，并根據(jù)統(tǒng)計規(guī)律確定目標動物種群的活動范圍以及活動路徑，這部分數(shù)據(jù)需要大量時間進行調查，因此完全采用KWS提供的數(shù)據(jù)，其動物活動范圍及遷徙路徑見圖4。

由圖4可確定需要設置動物通道的位置和數(shù)量，綜合考慮目標動物種群所控制的因素可以確定通道的形式。通道的形式在國內外的文獻研究較多[9]，主要有上跨式和下穿式2種。例如，在蒙內鐵路的其中一段，目標動物種群是大象和長頸鹿，根據(jù)目標動物種群的遷移路徑確定需設置動物通道的位置，根據(jù)地形及長頸鹿控制的高度因素，最終采用高架橋通過此路段。至于高架橋的凈空要求需結合目標動物種群的動物體高來進行設計，非洲常見的較大動物的體高見表1，高架橋動物通道實例見圖5。

圖4 察沃國家公園動物活動范圍及遷徙路線

表1 非洲較大型野生動物體高[10-17] m

圖5 蒙內鐵路高架橋動物通道實例

圖5中高度的控制因素是長頸鹿，根據(jù)長頸鹿最高的體高，加上2.5 m的緩沖高度，即可確定上跨式高架橋的凈空。另外，根據(jù)KWS的建議，在動物遷徙的主要路線上，將上跨式高架橋的橋墩間距設計為60 m。

3 動物通道設計方法和標準適用性分析

在蒙內鐵路動物通道設計中，在基于以往國內野生動物通道設計經(jīng)驗的基礎上，根據(jù)實際情況進行分析，參照具體工程施工條件進行適當調整，得到適合當?shù)丨h(huán)境的野生動物通道設計方案。因此，國內野生動物通道設計的方法和標準在國外工程項目中的應用需要關注其適應性。以蒙內鐵路動物通道設計過程中遇到的問題為例，分析我國動物通道設計方法及標準在肯尼亞的適用性。

在蒙內鐵路的某一下穿式涵洞動物通道的設計中，LY/T 2016—2012未對通道入口和出口的平面形式做出規(guī)定，只有因地制宜進行綠化這一規(guī)定，另外國內成功案例也未見出入口平面形式的特殊設計。但設計該動物通道時，通過與KWS溝通，針對下穿式涵洞動物通道，對方提出在涵洞入口和進口的地方設置漏斗型的隔離柵欄，形成直邊拋物型動物通道，會有更好的引導效果，其簡要平面見圖6（a）。在該形式動物通道還有另外一種拋物型動物通道，比直邊拋物型動物通道更優(yōu)，但工程造價較高，因此蒙內鐵路動物通道設計時未采用此種造型，其平面見圖6（b）。

圖6 直邊拋物型動物通道平面[18]

在聽取意見并查找國外文獻及工程案例進行研究后，最終采納KWS的意見，在下穿式涵洞動物通道設計時采用這種動物隔離柵欄，工程實例下穿式涵洞動物通道見圖7。這種動物通道既可以隔離動物翻越鐵路，又可以有效引導動物通過涵洞通道。

在海外鐵路工程進行動物通道設計時，國內設計理念及方法存在一定的適用性問題，需要因地適宜根據(jù)工程屬地進行特別設計，同時優(yōu)秀的設計理念可以吸收，為未來類似工程提供參考，同時可以在更新標準時，納入到中國動物通道設計標準中。蒙內鐵路動物通道設計實踐說明，除了少數(shù)欠缺的地方以外，國內動物通道的設計理論及方法基本上在是適用于肯尼亞鐵路建設的。

圖7 蒙內鐵路漏斗型下穿式涵洞動物通道實例

4 結束語

蒙內鐵路的成功運營驗證了中國鐵路標準在肯尼亞的適用性，也驗證了動物通道設計理念及方法的適用性。中國鐵路標準在“走出去”時需要充分考慮標準在當?shù)氐倪m用情況，與當?shù)叵嚓P機構進行溝通是有效解決適用問題的良好途徑。關注總結國內外成功實施案例的經(jīng)驗，吸納國外優(yōu)秀的設計理念和方法，并將其系統(tǒng)化和標準化，補充、完善和更新我國的設計理念和標準，是中國鐵路國際化的一種有效方式[19]。