石漠化边坡及其植被板槽的地下渗漏一体化综合观测技术及应用模拟

【目的】表土贫瘠的石漠化边坡的地表和地下水土流失严重,限制了该地区的植被恢复,其水土保持生态防护是目前绿色公路建设的热点问题。【方法】结合广西贺巴高速来都段石漠化边坡应用梯级植被板槽进行水土保持的工程需求,研发了石漠化边坡地下渗漏的一体化综合观测技术,并利用数值分析软件,分别对该石漠化边坡及其植被板槽水土流失一体化综合观测的概化模型,进行应用性的数值试验模拟观测和分析。【结果】数值试验结果表明:石漠化边坡在仅覆盖一层薄土层时,总地下渗漏量达到65%以上,随着岩溶裂隙率和裂隙倾角的增加,基岩裂隙渗漏量占比增加,表层岩溶带渗漏量占比减小;在石漠化边坡上设置集约化填土的植被板槽措施后,在不考虑板槽底的防渗漏材料时,总地下渗漏量占比变成40%左右,与仅覆盖一层薄土的石漠化边坡相比地下渗漏占比降低25%以上。石漠化边坡上植被板槽的蓄水效率随植被覆盖度的增加而增加;坡度的增加会造成裸露边坡的地下渗漏量增加,因此必须加强石漠化边坡集雨面功能的建设和坡面降雨径流收集。【结论】研究成果可为石漠化边坡植被板槽水土保持生态防护措施的现场研究和工程应用提供理论依据。

植被联合植筋带护坡水力特性模型试验

目前关于植被护坡机理的研究多集中于植被根系的力学效应上,关于其水文效应的研究大多也仅针对于单株植物的根系吸水及蒸腾作用。为了探究在多植株条件下植株间距对土体水力特性的影响,以植被联合植筋带(持水加筋带)构成的植物护坡形式为基础,开展了植株间距分别为20、30和40 cm模型的干燥和降雨过程的模型试验观测,测定不同埋深处土体的吸力及含水率的变化过程。试验结果表明,在植株间距为20 cm的模型试验中,干燥工况下吸力最大值比植株间距为30和40 cm的试验组分别高出5.3%和43.3%,说明植株间距越小,植株间水分竞争越激烈,吸力增大越明显。在植被的根系深度范围内,土体的吸力及体积含水率变化幅度较大,且变化幅度随着土体深度的增加而减小,根系深度范围以下的土体基本不受影响。降雨工况下,雨水优先沿裂隙渗入土体内部,因此应防止边坡开裂。由于植筋带埋设于植株根系两侧,株距实际上就是竖向植筋带的埋设间距,所以在采用植筋带进行护坡设计时,植筋带间距应根据经济性和灌木的株距,按照“细而密”的原则进行布置。