青藏铁路第二讲1Word文档下载推荐.docx
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但限于当时国家的经济实力以及高原、冻土等筑路技术难题尚未解决,格尔木至拉萨段被迫停建。
•在第一期工程中,长4010米、轨顶面海拔3700米、昼夜涌水2000立方米的关角隧道;
长32公里、打挤密沙桩57000根、总进尺13.6万米的盐湖路基;
我国第一座钢筋混凝土无碴无枕梁桥---巴音河大桥等特殊工程的修建和新技术突破,不仅是青藏高原开发建设史上的创举和奇迹,更为青藏铁路二期工程的建设积累了经验,奠定了基础。
•
21世纪初,国家的实力有增强,在中央第三代领导集体的领导下,煌煌青藏铁路大梦才终于变成了现实。
•2001年6月,国家总投资330.9亿动工修建青藏铁路二期工程。
这一工程跨越昆仑山、唐古拉山,通过多年冻土层和大片“生命禁区”,是人类铁路建设史上亘古未有的穿越。
它的建成将为神秘而古老的青藏高原带来新的生机和活力!
•在“世界屋脊”的青藏高原,有一条纵贯东西的钢铁大动脉——青藏铁路西宁至格尔木段,即青藏铁路一期工程。
这条铁路长约846公里,于1984年建成通车。
青藏铁路一期工程东起高原古城西宁,穿崇山峻岭,越草原戈壁,过盐湖沼泽,西至昆仑山下的戈壁新城格尔木。
1958年分段开工建设,1984年5月全段建成通车。
铁路沿线海拔大部分在3000米以上,是中国第一条高原铁路。
•17年来,国家用于西藏发展的重点物资绝大部分是通过这条铁路转运至西藏的。
截止到2000年底,青藏铁路西格段累计完成货物发送量8724万吨,发送旅客3573万人,完成进藏物资运输达875万吨。
这条铁路被沿线各族人民誉为团结线、幸福线、生命线。
•1979年9月铺轨到戈壁新城格尔木,历时21个春秋。
沿线还修建了4条支线,共139公里;
岔线68条;
•全线共计设大小站50多个。
•铁道兵十师为修筑青藏铁路于1959年、1963年、1974年三进青海,先后有179人牺牲,633人负伤。
•由于西藏特殊的地理自然环境和高原、冻土等筑路技术问题尚待解决,青藏铁路格尔木至拉萨段停建
•随着国民经济发展和西部大开发的不断加快,这条铁路的运输能力已远远不适应需求。
经过铁道部组织的精心论证,1999年11月对青藏铁路西格段扩能改造可行性研究报告作了批复.
•格拉段铁路的大部分路段在高海拔地区,国家总投资262.1亿元,工期6年。
•格拉段北起格尔木市,经纳赤台、五道梁、沱沱河、雁石苹,翻越唐古拉山,再经西藏安多、那曲、当雄、羊八井,南至拉萨。
全长1118公里,其中青海省境内564公里,西藏自治区境内554公里。
2002年6月29日,青藏铁路格拉段全线正式开工。
•预计2012年完工.
•青藏铁路二期工程
•青藏铁路于二期工程于2001年6月29日开工,当年完成投资11.8亿元,格尔木至南山口段既有线改造完成,实现了首战告捷。
2002年完成投资53.2亿元。
6月29日开始铺轨,年底顺利到达昆仑山。
青藏铁路建设的全面攻坚年年度计划完成投资56亿元。
青藏铁路总投资逾三百三十亿元人民币;
全线路共完成路基土石方七千八百五十三万立方米,桥梁六百七十五座、近十六万延长米;
涵洞二千零五十座、三万七千六百六十二横延米;
隧道七座、九千零七十四延长米。
•与此同时,青藏铁路在冻土攻关、卫生保障、环境保护、质量保证等方面也卓有成效,屡创佳绩。
青藏铁路二零零六年七月一日九点全线建成通车,届时可望成为沿线基本实现“无人化”管理的世界一流高原铁路。
• 经过青藏铁路全体参建人员的共同努力,青藏铁路全线所有站线、辅助线轨道已铺设完毕。
至此,青藏铁路全线所有轨道铺设全部完成。
青藏铁路已于2006年7月1日9:
00全线通车。
•2006年7月1日青藏铁路开通,当年年底西藏自治区预计第二年的进藏游客将突破300万人次,结果2007年接待游客大出所料地突破了400万人次,比上年增加了151万人次;
旅游总收入达到48亿元,比上年增长73.3%、占到全区GDP的14%左右。
•青藏铁路地理位置
二、沿线生态
生态环境的脆弱性
♦正在建设的青藏铁路从11个国家级自然保护区边缘穿过。
♦在青藏高原逐渐隆起的漫长过程中,这里生成了草甸、湿地、冻土、荒漠的独特高原生态系统,是长江、黄河、澜沧江、怒江、雅鲁藏布江的发源地。
♦这里栖息着藏野驴、藏羚羊、黄羊、岩羊、白唇鹿等珍稀动物和珍稀禽类。
♦这里高原气候寒冷、空气稀薄,生态环境脆弱。
50年前铲去一锹草皮,至今还是一个土窝,难以恢复。
♦在那曲,种活一棵树奖100元,由于环境限制收效甚微。
人类在这里的任何不当行为,都会给生态系统带来冻土融化、土壤沙化等影响。
•由于青藏高原海拔高,空气稀薄,气候寒冷、干旱,动植物种类少、生长期短、生物量低、生物链简单,生态系统中物质循环和能量的转换过程缓慢,致使本区生态环境十分脆弱。
•长期低温和短促的生长季节使寒冷地区的植被一旦破坏,恢复十分困难,而且加速冻土融化,引起土地沙化和水土流失。
•目前,铁路沿线的一部分地区仍为无人区,自然环境还保持着较原始的自然状态,
•科学研究表明,全球变暖对青藏高原的自然环境已带来一定的影响。
青藏铁路沿线的生态环境特点
•素有“世界屋脊”、“地球第三极”之称的青藏高原,其不仅是我国乃至世界的气候调节器,而且是我国和南亚地区的“江河源”、“生态源”,是世界上仅有的独特生态系统和世界山地生物物种一个重要的起源和分化中心。
•它具有独特的气候条件,连片的冻土、湖盆、湿地及缓丘构成的原始高原面,保存有相对完整的特殊生态系统、特有的珍稀野生动植物种及特殊的生态价值和科学研究价值,对全球环境具有特殊意义。
丰富的珍稀特有物种
被誉为“地球第三极”的青藏高原,有着独特而丰富的自然资源,造就了丰富多彩的动植物区系,被世界自然基金会(WWF)列为全球生物多样性保护最优先的地区,也被列为中国生物多样性保护行动计划优先保护的区域。
•铁路经过地区动物物种较少,但珍稀特有种物种较多,种群数量大。
哺乳类动物约16种,其中11种为青藏高原特有种;
鸟类约30种,其中7种为青藏高原特有种:
•属国家一级保护的动物主要有藏羚羊、藏野驴、野牦牛、白唇鹿、雪豹、藏雪鸡、黑颈鹤等;
•属国家二级保护的动物有岩羊、盘羊、黄羊、猞猁、棕熊、斑头雁等;
•铁路经过地区高等植物约有102属202种,其中青藏高原特有种有84种。
多样的自然景观
•青藏铁路沿线的自然景观呈现多样性和独特性。
•既有高寒灌丛、高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠组成的水平高寒生态景观,又有高寒草甸、高寒草原、冰雪带等组成的垂直高寒生态景观;
•既有可可西里和三江源地区有蹄类野生动物的栖息和迁徙环境,又有西藏境内广布的沼泽湿地和鸟类的栖息环境。
•除此以外,还有昆仑山、唐古拉山、念青唐古拉山的神秘雪峰和冰川;
多年冻土区的冻胀丘、冰锥、热融湖塘等冻土奇观;
古老的长江源头-楚玛尔河、沱沱河、布曲;
美丽的高原湖泊-错那湖;
羊八井的峡谷;
藏北的草原风光和民族风情等等。
独特的高原、高寒生态系统
青藏高原保存有相对完好的原始高原面:
•随着高原内部水热条件的差异,青藏铁路沿线自东南向西北形成了由高寒灌丛向高寒草甸、高寒草原、高寒荒漠过渡的高寒生态系统;
•在这个独特的高寒自然环境和高寒生物区系中,尤以高寒草原、高寒草甸分布最广:
•有紫花针茅、羽柱针茅、青藏苔草、昆仑嵩草、小嵩草、藏北嵩草等植物群类。
•高寒草原和高寒草甸不仅是亚洲中部高寒环境中典型的生态系统之一,而且在世界高寒地区也具有代表性。
当雄至拉萨段生态区
•当雄至拉萨段,海拔高度:
4300~3640m。
•当雄至羊八井,线路位于念青唐古拉山南麓谷地,地形开阔平坦,低阶地及河漫滩湿地发育;
•羊八井至拉萨为坡降较大的藏布曲峡谷区和拉萨河宽谷盆地,藏布曲峡谷区,河谷狭窄,山坡陡峻,现代河床宽20~50m,拉萨河宽谷盆地,现代河床宽500~800m,主流摆动较大。
•本段气候属高原亚干旱气候,年平均气温1.6~7.8℃,最高气温29.6℃,最低气温-35.9℃,年平均降水量407~468m。
•本段主要以灌丛草原生态系统为主,灌丛植被有金露梅、香柏、锦鸡儿,覆盖度40%左右;
草原植被主要为长芒草草原,覆盖度10%~30%。
唐古拉山-当雄为藏北高原生态区
•唐古拉山-当雄为藏北高原,海拔高度为5200~4300m,除头二九、九子纳海拔相对高度较大外,其余地段呈高准平原地貌,地形开阔平坦。
•本段受海洋性气候影响,呈现高原亚干旱气候,年平均气温-1.3~2.9℃,最高气温24.2℃,最低气温-41.℃,年平均降水量293~430mm。
•本段以高寒草甸生态系统为主,主要有小嵩草草甸、藏北嵩草草甸和沼泽草甸,覆盖度为60%~90%,其中小嵩草草甸分布面积最大,连片分布于那曲、安多一带的广阔高原面上;
•藏北嵩草草甸和沼泽草甸分布面积小且不连续,一般分布在地下水丰富的河边洼地、山前洪积扇缘的潜水溢出带。
昆仑山至唐古拉山生态区
•昆仑山-唐古拉山,海拔高度为4500~5200m,除可可西里山、风火山、乌丽山、开心岭、唐古拉山等越岭地段相对高差100~300m外,其他地段宏观上均属高准平原地貌,地形平坦开阔。
•本段属干寒气候区,气候多变,空气稀薄,气压低,年平均气温-2~6.9℃,最高气温24.2℃,最低气温-45.2℃,年平均降水量250~300m左右。
•随着高原内部水热条件的差异,本段自东南向西北形成了由高寒草甸向高寒草原、高寒荒漠过渡的以高寒草原为主的高寒生态系统,
•其中除五道梁、开心岭附近分布有沼泽草甸、风火山地区、通天河至唐古拉山北坡分布有蒿草草甸外,其余大部分分布为高寒草原,有紫花针茅、扇穗茅、羽柱针茅、青藏苔草、昆仑蒿草等植物群落。
•高寒草原不仅是亚洲中部高寒环境中典型的自然生态系统之一,而且在世界高寒地区也具有代表性。
南山口-昆仑山生态区
•南山口-昆仑山属坡降较大的昆仑山河谷区,海拔高度为3000~4770m。
•铁路溯格尔木河、昆仑河、小南川而上,其中南山口至昆仑桥为格尔木河宽谷阶地区,河床宽约100~200m;
•昆仑桥-望昆为昆仑河河谷阶地区,现代河床宽约20~200m;
望昆至昆仑山口为高原丘陵及中高山区。
•本段属昆仑山以北干旱气候区,年平均气温-3.6℃,最高气温23.7℃,最低气温-26.7℃,年平均降水量250~300mm左右,相对湿度47%。
•本段3500m以下为山地荒漠生态系统,3500m以上逐渐过渡为山地草原生态系统,植被覆盖度为15%~25%,主要荒漠植被为膜果麻黄、驼绒黎、蒿叶猪毛菜、沙生针茅、紫花针茅等优势种组成的群落。
•格尔木至南山口生态区
•格尔木-南山口属柴达木盆地南缘山前冲、洪积倾斜平原,地形平坦,地势向北倾斜,海拔2800~3000m。
•本段属柴达木盆地干燥气候区,夏季炎热,冬季寒冷,相对湿度低,降雨量极小。
•年平均气温6.7℃,最高气温35.5℃,最低气温-33.6℃,年平均降水量40mm左右,相对湿度32%。
•本段为戈壁裸地生态系统,呈戈壁荒漠地貌景观,植被极为稀疏,覆盖度在2%以下,植被类型以旱生灌木、小半灌木为主。
三、科学问题
•高原环境概述
•青藏高原(N25~40°
E74~104°
)是亚洲中部的一个高原地区,它是世界上最高的高原,平均海拔高度在4000米以上,有“世界屋脊”和“第三极”之称。
•它的边界,向东是横断山脉,向南和向西是喜马拉雅山脉,向北是昆仑山脉。
它包括中国西藏自治区、青海省的全部和新疆维吾尔自治区、甘肃省、四川省、云南省的部分,不丹、锡金、尼泊尔、印度、巴基斯坦、阿富汗、塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦的部分或全部,总面积250万平方公里。
•青藏高原独特的自然地域单元、地理位置、地质结构、气候特征,独特的生态资源和民族文化,它在人类生存环境和中华民族的未来发展中具有十分特殊的地位。
•青藏高原生态环境保护建设与藏区经济社会和谐发展,对中华民族乃至全球未来发展有着特殊的作用意义。
•本讲的宗旨是探求一条既有利于藏区和谐社会的发展,又有利于中华民族未来发展,并符合青藏高原环境、资源、人口、经济、社会、文化相互协调的发展道路。
•矫正重经济开发,轻生态文化保护;
重经济效益、轻环保效益;
重当前利益,轻长远利益;
重局部利益,轻全局利益以及由此而导致的急功近利、盲目开发的行为。
•高原环境现状
•20世纪50年代前,青藏高原还是森林茂密、绿草茵茵、江河纵横、湖泊密布,百鸟欢腾、百兽遍野、珍稀野生动植物随处可见的生物多样性最丰富的野生世界。
•由于人们对大自然的掠夺索取和破坏日益加剧,加上各种自然灾害,青藏高原生态环境现状是:
•1.强烈的隆升始终没有停止。
每年以平均4-5毫米的速度不断隆升;
•2.自然地带发生明显变动。
主要表现在气温上升,气候干澡,雪线上升、冰川退缩,据“青藏高原生态地质环境遥感调查与监测”项目专家最新调查显示,30年间青藏高原冰川平均每年减少147.96平方公里,这直接影响全球气候,影响江河水流量和农林牧业生产发展。
冰雪线每年后退2-6米;
•3.江河流径量明显减少。
雅鲁藏布江、金沙江、澜沧江、大渡河、雅砻江等自20世纪50年代至90年代间各河流径量减少15%,尤其雅鲁藏布江减少26.6%;
•4.湖泊面积缩少。
如青海湖50年代至90年代间湖水下降3.35米。
藏区其他湖面积不断萎缩,有些已干枯消失;
•5.土地沙莫化、盐化、钙化严重。
沙漠化更为严重,据1995年青藏高原沙漠化普查资料统计:
沙漠化分布于青海、西藏、四川、甘肃4省区15个地市州的112个县,沙漠化面积为3132.74万公顷,占青藏高原总面积的13.95%其中严重沙漠化土地430.019万公顷,中度沙漠化土地1736.848万公顷,轻度沙漠化土地965.879万公顷,三者分别占沙漠化土地总面积的13.73%,55.44%,30.83%。
青藏高原潜在沙漠化土地298.638万公顷,占青藏高原总面积的1.35%。
仅青海省自20世纪50年代至80年代每年以13万公顷速度扩大,西藏也是如此。
青藏高原可能成为远程传输最高效的沙尘源地之一,进而影响全球气候;
•6.森林锐减:
特别是藏东四川甘孜、阿坝二州自20世纪50年代至80年代川西森工局在那里开展了大规模的伐木,据统计在川西采伐森林3.44万公顷,为国家建设提供木材623.9万平方米。
由于国家,地方、集体、个人都向森林举起刀斧,甘、阿二地由50年代森林覆盖率20-15%到20世纪80年代以后走入森林资源枯竭的困境;
7.草原的粗放经营、超载放牧和采挖沙金等人为破坏,导致草地面积锐减,植被越来越少.自20世纪50年代至90年代,草地退化面积达30%左右;
8.植被破坏严重;
9.野生动植物资源明显减少,许多珍稀野生动物和植物处于濒危或绝迹;
•10.地下水位明显下降。
20世纪50年代初拉萨创土不过二尺即见水,1983年拉萨6个测点得到地下水在0.77-1.95米之间。
藏区其他地区也是如此。
•青藏铁路之所以引起全世界的广泛关注,除了它所经地区特殊的人文、历史背景,更由于它经过的青藏高原高寒缺氧,生态环境极其脆弱,同时这也是世界大气质量的一个重要采样点。
•青藏铁路环境保护的好坏,将直接影响这片“世界上最后一块净土”的生态质量,进而对全球的大气质量产生深远影响。
•青藏铁路可以说是我国的第一条“环保型”铁路。
青藏铁路大部分是沿青藏公路走行,基本上没有新开辟通道,而且设计方案中还采取了一系列专门的环境保护措施,把对高原生态的扰动降到了最低程度。
•而且从长远看,青藏铁路的修建,可以为西藏改变能源、产业结构,制止盲目砍伐森林草场、保护生态环境作出积极贡献,具有极其深远的意义。
•对青藏铁路将要经过的可可西里、三江源等自然保护区,尽最大可能使线路从两大保护区的边缘交界地带通过,并在设计中专门预留了33处供野生动物迁徙的专用通道,因此对保护区内生态和野生动物基本上没有影响。
•除此之外,设计中还对施工中的取、弃土位置,施工便道的位置、场地的位置,甚至从公路到工地的道口位置,都根据现场环境进行了慎重选择和明确规定。
•青藏高原雷暴天气
•青藏高原那曲地区夏季雷暴活动相当频繁,这种雷暴主要是受地形的影响,在地形的热力和动力作用下形成雷暴,但强度不大,最大反射率一般不超过40dBz,相对云顶高度可伸展到10.0~13.0km,强弱雷暴差别不大。
•雷暴持续时间大约为30min左右,主要发生在13:
00~19:
00(北京时,下同)之间,峰值出现在16:
00左右。
•此外,在晚上也有弱对流,最大反射率约为20dBz。
高原雷暴天气层结具有与平原雷暴完全不同的特征,一般为整层弱不稳定,高度可以伸展到100hPa,整层不稳定能量不大,强雷暴CAPE值分布较均匀,不出现能量特别大的不稳定层次。
•近地层相对湿度有“逆湿”现象,厚度约1~2km,平均为60%~80%(雨季后)。
无论是强雷暴天气还是弱雷暴天气都具有上述相似层结。
这种层结可触发对流,发展高度很高,但强度不大,能量较小。
这种特殊层结揭示了高原雷暴的特殊结构。
•青藏高原强对流雷暴云分布特征
•夏季青藏铁路沿线强雷暴天气由北向南增加,多雷暴中心在高原中部的那曲、安多和索县一带,呈东西向,与青藏高原山脉走向一致。
•雷暴发生次数年均达到90次,5~9月占全年的97%。
•青藏高原强对流雷暴云中有87%产生霰和强阵性降雨,其中有63%为雨夹雹。
高原强雷暴云从5月月均达到10次后逐月增加,6月猛增到20次左右,7月最多月均达到25次以上,8月较多达到20次以上,9月减少到20次。
•高原雷暴云发生时段主要在15~22时(北京时,下同),由北向南推迟,那曲主要在17~19时,拉萨在21~23时,06~11时基本上没有雷暴。
那曲出现强雷暴的峰值时段要比拉萨早6h,出现雷暴相对比例高一倍。
高原强雷暴云生命史的持续时间≤1h的达到70%以上,持续时间l~2h的达到20%,而持续时间>
2h的不到数总数的10%。
那曲强雷暴云持续时间明显比拉萨长,且相对比率高。
•50年间3个时段雷暴发生次数说明,最近10年青藏铁路沿线出现强对流雷暴频数略有减少。
•高原冻土
•生活在北方的人有这样的体会,在冬天,当气温降到零度以下,如果你到户外挖土,就会发现原来松软的土地现在变得十分坚硬,一锹下去往往只留下一个白点。
•细心的人会发现在这些坚硬的土里面含有一些小冰晶,而且如果你不泄气继续挖下去,就会发现这层坚硬的土并不十分厚,在它下面还是比较松软的土。
•这层含有冰晶的土就是冻土。
•多年冻土
我国多年冻土分为高纬度和高海拔多年冻土。
•高纬度多年冻土主要集中分布在大小兴安岭,面积为38~39万平方公里。
•高纬度的多年冻土是欧亚大陆多年冻土南缘,平面分布服从纬度地带性规律,即越往海拔高的地方冻土面积越大,厚度越厚。
•高海拔多年冻土分布在青藏高原、阿尔泰山、天山、祁连山、横断山、喜马拉雅山,以及东部某些山地,如长白山、黄岗梁山、五台山、太白山等。
•高海拔多年冻土形成与存在,受当地海拔高度的控制。
•季节冻土和多年冻土
•什么是冻土?
•这里所说的冻土只是冻土的一种,当天气变暖的时候这种冻土就会融化,我们称这种冻土为季节冻土。
•除此之外,有些地方还有一种能够持续多年不化的冻土,那就是多年冻土。
•比如在北极或者青藏高原,因为那里常年温度都在零度以下,所以冻土就会保持常年不化,既使在比较温暖的年份,融化的也仅仅是表面一小层。
•冻土的存在主要受温度的影响:
越往纬度高的地方温度就越低,因为南半球陆地面积少,所以多年冻土主要分布在亚欧大陆和北美洲的北部。
•同时我们还知道,越往高处温度就越低,在一些高山上那里的温度常年也低于零度,所以中低纬度的高山和高原上也存在多年冻土,如美洲的安第斯山脉,非洲的乞立马扎罗山以及我国的青藏高原。
•人类活动大多集中在温暖地区或低海拔平原地带,所以对于冻土的认识不是很多
•但是随着人类活动空间的扩大以及对资源需求的增多,人类逐渐将目光投向了太空、海洋和寒冷的极区。
•如近40-50来,美国、英国、加拿大等国为解决能源危机,加紧开发北极和北极近海的石油和天然气。
•但是包括多年冻土在内的寒区有着自己独特的环境特性,它是一个很脆弱的环境体系,一旦遭到破坏就无法挽回。
•冻土灾害
•冻胀与热融:
温度变低土中的水份结晶变成冰块使土体变大形成冻胀。
温度升高土中的冰块融化使土体不稳定而形成热融。
•热融滑塌冻土地貌
•这种现象最早发现于青藏高原风火山。
•养路工人取土修路,使路边斜坡下的地下冰层暴露,夏天暴露的冰层融化,上覆草皮和土层失去支承而塌落下来,冰层融水稀释了塌落的物质,并在重力作用下沿着斜坡缓缓下滑。
•这样地下冰层继续融化,上边土层继续滑塌,并使新的冰层继续露出,这样几经反复,经过几个夏天,这种滑塌就会到达坡顶。
•冻胀丘冻土地貌
•冬季季节融化层,由上而下和由下而上冻结,过水断面缩小,冻结层上水处于承压状态,同时冻结过程中水分发生迁移产生聚冰层。
•随冻结面向下发展,当冻结层上水的压力大于上覆土层强度时,地表就发生隆起,便形成冻胀丘。
•冻胀丘是我国冻年冻土区经常可以看到的一种冻土地貌。
•冻胀丘底部的直径由几米到几十米,高1到2米,有的可大3~5米。
•冻胀丘表面经常存在纵横交错的裂隙。
我国已知最大的冻胀丘在青藏公路62道班,它底部直径40~50米,高达20米。
青藏铁路的修建面临着高温、高含冰量冻土和气候转暖的难题
•青藏铁路成功的关键在于路基工程,而路基工程的关键在冻土,冻土作为一个极为重要的关键因素,必须进行深入的研究,以此来保证青藏铁路工程的顺利实施和正常高速运营。
•因此,青藏铁路的成功在路基,路基的关键在稳定,稳定的关键在冻土。
•要解决这一难题,确保青藏铁路的成功,必须将以往在冻土区筑路常用的以增加热阻为手段的消极的保护冻土原则,改变为以"
冷却地基"
为手段的积极的保护冻土原则。
有目的地选用路堤填料和构思新的路堤结构,用以调控辐射、调控对流、调控传导和综合调控,
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