植物纤维毯覆盖对公路边坡植被重建的影响

为了研究不同材质的植物纤维毯早期覆盖对植被重建的效应,在河北石(家庄)-安(阳)高速公路边坡开展了3种材质的植物纤维毯覆盖下的草灌混播群落建成效果小区试验。以传统植被修复中采用的无纺布覆盖为对照,研究覆盖对早期植被群落的出苗与生长性能、抗逆性及后期生长势等的影响,分析了植物纤维毯对土壤微环境的改良效应。结果表明:覆盖材料间对植物出苗率及植被初期覆盖度有显著差异,稻草毯、混合毯优于无纺布,椰丝毯表现较差;植物纤维毯覆盖提高了植株越冬与越夏表现,冬季毯表株数比由低到高依次为无纺布、稻草毯、混合毯、椰丝毯;植物纤维毯覆盖对次年植被生长密度、植被覆盖度等指标均有较好作用,各处理的均值均较无纺布高;植物纤维毯覆盖对种子早期发芽与穿透较传统方式阻碍效应明显,但对土壤微环境更具有改良效应,可缓冲土壤温度变化幅度,有利于增加了地表粗糙度,保持水土及种子,从而可提高植被综合质量表现,实现植被成坪。

植物纤维毯覆盖对干旱区尾矿砂水热分布的影响

覆盖会影响尾矿水、热分布,研究植物纤维毯覆盖对尾矿砂水热分布的影响,对微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbial induced calcite precipitation,MICP)技术控制尾矿污染扩散过程中调控水热条件具有实际意义。于2022年夏季在中国科学院新疆生态与地理研究所莫索湾沙漠研究站,布设基于不同材料(黄麻、稻草、椰丝和棕榈)、不同规格(300 g·m^(-2)、500 g·m^(-2)、700 g·m^(-2)和900 g·m^(-2))的植物纤维毯覆盖于尾矿砂的田间模拟试验,通过测定尾矿砂温度、含水率与蒸发量变化,探究植物纤维毯覆盖对尾矿砂水热分布的影响。结果表明:(1)植物纤维毯覆盖能降低0~20 cm尾矿砂温度、减小日温差及日变化幅度,其中900 g·m^(-2)的稻草纤维毯(D9)降温作用最强,日变化幅度最小。(2)植物纤维毯覆盖能改善0~30 cm尾矿砂的保水性,减少水分蒸发损失。(3)植物纤维毯覆盖能抑制尾矿砂水分蒸发,试验结束时,相同规格下累积蒸发抑制效率除D9略大于900 g·m^(-2)的黄麻纤维毯(H9)外,均表现为:黄麻>稻草>棕榈>椰丝,且均随规格增大而增大,其中D9抑制蒸发效率高达71.3%。(4)植物纤维毯覆盖干旱区尾矿砂的最佳节水降温方案为D9。综上所述,植物纤维毯覆盖能有效节水降温,研究结果可为干旱区应用MICP技术控制尾矿污染扩散过程中调控水热条件提供理论支撑。

植物纤维毯道路边坡防护技术综合效益评价

为系统评价植物纤维毯水土保持作用对不同雨强的响应以及改良土壤的作用,开展了人工模拟降雨试验和野外小区监测,在模拟降雨试验中,设计4个雨强,测试3种植物纤维毯,降雨历时均为60min。在降雨过程中以5min为间隔收集径流泥沙,并测定径流量和侵蚀泥沙量。在野外小区监测中,通过2007,2010,2013年施工的稻草毯小区,以及2014年施工的椰丝毯、椰丝稻草混合毯和稻草毯小区,评价土壤理化性质对植物纤维毯铺设年限和类型的响应差异。结果表明:在47mm/h及以上雨强下,椰丝毯、椰丝稻草混合毯和稻草毯均能有效减少侵蚀和产流,平均减蚀效益分别为94.92%,86.06%,83.42%,平均减流效益分别为31.59%,45.02%,52.44%,减蚀效益显著优于减流效益。3种植物纤维毯均在47mm/h雨强下减蚀效益和减流效益达到最高,其中最高减蚀效益为椰丝毯(97.54%),最高减流效益为椰丝稻草混合毯(88.26%)。随着雨强增大,减蚀效益和减流效益均不同程度降低,且减流效益降低更快。随着植物纤维毯铺设年限延长,土壤理化性质逐渐改善;铺设1年后,椰丝稻草混合毯改土效果最佳。

黄土丘陵沟壑区不同草本植物生长期植物纤维毯对沟道边坡产流产沙的影响

为探究植物纤维毯在黄土丘陵沟壑区的适用性以及不同植物生长期植物纤维毯的水土保持效益,以内蒙古呼和浩特市清水河县为研究区,采用野外人工模拟降雨试验方法,对植物生长期为58,81,132天的直播草本边坡和植物纤维毯边坡径流产沙进行模拟试验。结果表明:(1)植物纤维毯护坡措施可显著延长边坡产流时间,并且产流时间随着植物生长期的增加而增加。在植物生长期为58,81,132天时,植物纤维毯边坡产流时间分别为86,110,243 s,明显大于裸坡(50,70,111 s)和直播草本边坡(73,83,123 s)。(2)随着植物生长期的增加,植物纤维毯边坡径流量从13125 mL降至5478 mL,产沙量从73 g降至22 g;直播草本边坡径流量从25573 mL降至14340 mL,产沙量从201 g降至82 g。(3)植物纤维毯护坡措施减流效益为55%~78%,减沙效益为71%~89%。(4)坡面植被高度、盖度是植被生长状况中影响径流产沙的主要因子,径流量、产沙量与植被高度和盖度呈多元线性函数关系。植物纤维毯能够有效降低黄土丘陵沟壑区沟道边坡土壤侵蚀,减少产流。

植物纤维毯在高速边坡防护中的应用

本文简要阐述植物纤维毯特点,依托郑民高速公路开封段建设项目,对拱形骨架防护与植物纤维毯防护进行方案与造价分析对比,对比表明植物纤维毯对粉砂土路基防护更具优越性。同时针对本项目地质特点,对施工顺序及草籽的选择进行阐述,并简要说明其局限性,以期对具体施工具有一定的指导意义。

植物纤维毯对黄土沟壑区沟道边坡产流产沙及土壤的影响

为探究植物纤维毯护坡措施在黄土沟壑区对沟道边坡产流产沙和土壤的影响,采用野外人工模拟降雨试验和野外监测相结合的方法,在模拟降雨试验中,设计3个雨强,测定植物纤维毯的径流量和产沙量;在野外小区监测中,通过测定土壤物理及化学指标,评价植物纤维毯对土壤的改良作用。结果表明:植物纤维毯护坡措施在降雨强度为30 mm·h^-1、70 mm·h^-1和120 mm·h^-1时均能有效地抑制径流产沙,平均减流效益为63.33%,平均减沙效益为84.16%,减流效益和减沙效益均在降雨强度为30 mm·h^-1时最高。植物纤维毯护坡措施抑制径流产沙的效果受降雨强度影响,随着降雨强度不断增加,植物纤维毯边坡的径流量和产沙量不断增加,减流、减沙效益不同程度降低,平均径流量由降雨强度为30 mm·h^-1时的3.71 L增加到降雨强度为120 mm·h^-1时的4.22 L,平均产沙量由降雨强度为30 mm·h^-1时的10.99 g增加到降雨强度为120 mm·h^-1时的66.72 g;平均减流效益由降雨强度为30 mm·h^-1时的72.13%降到降雨强度为120 mm·h^-1时的47.76%,平均减沙效益由降雨强度为30 mm·h^-1时的88.77%降到降雨强度为120 mm·h^-1时的79.95%。植物纤维毯护坡措施可改良坡面表层土壤,植物纤维毯坡面表层土壤的土壤含水量和总孔隙度较裸坡显著提高,土壤含水率平均提高5.70%,总孔隙度平均提高13.07%,全氮和有机质含量也显著提升,全氮含量平均是裸坡的1.88倍,有机质含量平均是裸坡的2.22倍。植物纤维毯能够有效降低黄土丘陵沟壑区沟道边坡土壤侵蚀,减少产流,改善土壤理化性质,减沙效益优于减流效益。

建植新技术在川藏铁路拉林段植被修复中的应用

针对高原高寒地区工程走廊创面中保水保肥性能差,人工植被建植难等特点,通过川藏铁路拉林段植被修复工点现场调研、室内试验和现场试验等方法,发明2种植被建植改良技术,即插播式建植技术和曲型植被纤维毯建植技术。研究结果表明,2种植被建植技术均能解决高原高寒地区保墒性能差、植被覆盖度低等问题,修复效果良好,植被覆盖度较高,有效解决了区域内植被建植难的问题,具有显著的经济效益和社会效益。