新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程对河南黄河湿地国家级自然保护区灯光影响分析

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摘 要 新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程以桥梁形式穿越河南黄河国家级自然保护区1.36km，保护区内分布有以大天鹅为主的保护鸟类36种，本文依据穿越形式及铁路机车灯光特性进行分析了灯光影响，经分析采取遮光屏障后对保护区的鸟类栖息环境的灯光影响较小，分析方法及保护措施可向其他类似铁路项目提供借鉴。

关键词 铁路；灯光；遮光屏障

1 河南黄河湿地国家级自然保护区及铁路概况

河南黄河湿地国家级自然保护区位于河南省西北部，横跨三门峡、洛阳、济源、焦作等四个省辖市，东西长301km，跨度50km，总面积68000hm2，包括三门峡水库、小浪底水库及小浪底水库以下至孟津县与巩义市交界处，地理坐标在N34°33"59″～ 35°05"01″，E110°21"49″～112°48"15″之间。河南黄河湿地国家级自然保护区以保护湿地生态系统和珍稀动植物资源为主要保护对象，以保护湿地生态系统的自然性、完整性和生物多样性，长期维护生态系统稳定和开展科研、监测、宣传、教育为主要目的，于2003年6月经国务院批准成立[1]。

新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程（以下简称“蒙华铁路”）北起东乌铁路浩勒报吉站，途径内蒙古自治区鄂尔多斯地区，陕西省榆林、延安、渭南地区，山西省运城地区，河南省三门峡、南阳地区、湖北省襄阳、荆门、荆州地区，湖南省岳陽地区、江西省宜春市、新余市，南至江西省赣州地区的吉安市，全长约1817公里。工程以高架桥（三门峡黄河公铁两用大桥）的形式于CK646+310～CK647+670穿越河南黄河湿地国家级自然保护区实验区约1.36km，距核心区最近距离约2.5km、缓冲区约2.3km。

2 河南黄河湿地国家级自然保护区野生动物资源分布

2.1 兽类

据调查，保护区内兽类资源较缺乏，仅有22种，隶属5目8科，其中啮齿动物较多，有13种，隶属2目4科。本区兽类区系具有古北界、东洋界互相混杂过渡的特征，其中古北界种有12种，占本区兽类总数的54.5%；东洋界种7种，占本区兽类总数的31.8%；广布种3种，占本区兽类总数的13.7%。

2.2 两栖爬行类

据调查，保护区内现有两栖动物2目5科10种，其中数量最多、分布最普遍的是大蟾蜍（Fel Bufonis）、泽蛙（Rana limnocharis）、黑斑蛙（Rana nigromaculata），其他种类则数量较少。

2.3 鸟类

保护区共记录到鸟类242种，隶属18目55科。

属于国家Ⅰ、Ⅱ级重点保护的野生动物共36种，其中国家Ⅰ级重点保护的有：黑鹳、金雕、大鸨、遗鸥等8种，Ⅱ级重点保护的有：斑嘴鹈鹕、黄嘴白鹭、白额雁、灰鹤、大天鹅、小天鹅、小杓鹬、苍鹰、猎隼、雕鸮、短耳鸮等28种[2]。

3 保护区内主要工程内容

铁路穿越河南黄河湿地国家级自然保护区部分属于大桥的部分主桥和南岸部分引桥，本工程穿越保护区段桥梁永久占地面积为3.29公顷，占地类型以果园为主，其中住宅用地0.24公顷，公路0.29公顷，旱地0.09公顷，果园2.22公顷，林地0.45公顷。

4 拟建铁路对保护区夜间灯光影响及缓解措施

4.1 铁路机车灯光分析

机车灯包括前照灯、标志灯。前照灯，又名车顶灯，HXD电力机车前照灯距轨面4.06m，照射距离为800m，光强度为2000×103cd，特点是高光强、窄光束，90%光能量集中于±5°立体角范围之内，顶灯下倾角约1.5°。

标志灯用于表示机车运行方向和运行线路的类别，分前标灯和后标灯，前者装在机车前端面的两侧，距轨面约2.0m，光源采用60～200W的白炽灯，光束交宽，但照射距离较近。

4.2 影响分析

据研究表明，除极少数在夜间活动的动物外，大多数动物在晚上安静不动，不喜欢强光照射。夜间火车灯光以等往往会把动物生活和休息环境照得很亮，扰乱了动物昼夜生活的生物钟的节律，使之不能入睡和休息。许多动物在选择栖息地时会避开灯光影响。

铁路运营期灯光对鸟类的影响主要为对鸟类栖息的影响。铁路桥位距大天鹅等珍稀鸟类主要栖息地较远（最近2km），灯光对鸟类集中栖息地直接影响相对较小，但由于铁路穿越保护区范围及沿线为黄河水域、浅水嫩滩沼泽区及耕地，属于鸟类的活动范围，列车灯光可能对鸟类的栖息环境及其他生理及行为产生负面影响。

4.3 影响范围及减缓措施

根据专题影响评价，在三门峡黄河大桥两侧设置2.5m高的遮光声屏障，长3.84km，减轻灯光对鸟类的影响。

a、前照灯

前照灯距轨面较高，光束范围较窄，具有很强的指向性，90%光能量集中于±5°立体角范围之内。前照灯距桥面最近的边缘为4.5m，桥面对光束具有一定的遮挡作用，经计算水平角5°的光束沿行车方向水平距离约51m处能到达桥面最近边缘。

垂直角6.5°的光束沿行车方向35m处到达桥面，垂直角4.51°的光束到达桥面时，前照灯与到达桥面处水平距离为51m，故垂直角4.51°与6.5°之间的光束被桥面遮挡。

垂直角小于4.51°的光束传至黄河水面时，光束的最近水平距离约860m，距离较远，灯光影响较小。

两侧设置2.5m高的遮光声屏障后进一步减轻灯光影响，经计算遮光声屏障能遮挡垂直角1.68°与4.51°之间的光束，垂直角小于1.68°的光束传至黄河水面时，光束的最近水平距离约2300m，距离远，光强微弱，灯光影响很小。

b、标志灯

标志灯用于表示机车运行方向和运行线路的类别，距轨面约2.0m，光源采用60～200W的白炽灯，光束交宽，机车行进中会对机车所在位置的湿地区域造成灯光影响，设置2.5m高的遮光声屏障后可以遮挡住水平及以下角度的光束线，由于黄河桥离水面高差较大，高差为64m，依据水面高程（318.5m）、高差（64m）及遮光声屏障高度（2.5m），未遮挡光束理论上可照至海拔385m的范围，但山西运城黄河湿地和河南黄河湿地自然保护区范围均在海拔385m以下的区域，故标志灯灯光经遮光声屏障遮挡后因多次反射到达水面的光束光强微弱，灯光对湿地的影响很小。

5 结束语

新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程以桥梁形式穿越河南黄河国家级自然保护区1.36km，保护区内分布有以大天鹅为主的保护鸟类36种，本文依据穿越形式及铁路机车灯光特性进行分析了灯光影响，经分析采取遮光屏障后对保护区鸟类栖息环境的灯光影响较小，分析方法及保护措施可向其他类似铁路项目提供借鉴。

参考文献

[1] 王淑华.郑州黄河湿地生态旅游开发与可持续发展研究[J].河南大学学报（自然科学版），2007，37（04）：377-381.

[2] 安传艳，赵鑫.河南省黄河湿地生态旅游资源的开发与保护研究[J].环境科学与管理，2007，32（02）：154-157.

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