人工降雨条件下高速公路植被边坡模型水文效应测试

高速公路边坡防护常采用生态护坡方式,尤其以植被结合覆盖方式防护效果较好。为掌握高速公路边坡的水文效应,通过建立边坡试验模型,设置不同处理组合开展人工降雨,探讨不同覆盖物、不同生长期植被、不同降雨强度对边坡模型水文效应的影响,以便确定最佳的边坡植被防护体系参数。结果表明:在降雨强度为120 mm·h^(-1)时,覆盖椰丝草毯、秸秆纤维毯、草帘的边坡比裸土边坡的坡面径流量分别减少23.25%、15.66%、17.94%,而坡体水分渗透量分别增加了65.19%、48.10%、27.89%。在降雨强度为120 mm·h^(-1)时,不同生长期的植被边坡防护能力表现出明显的差异,其中4月生植被边坡模型的坡面径流量最小,坡体水分渗透量最大,抗雨水冲刷能力最强。降雨强度为60 mm·h^(-1)时,植被边坡并未产生坡面径流,植被发挥了很好的保护效果;随着降雨强度逐渐增大,裸土边坡和植被边坡的坡面产生径流时间和坡体水分渗出时间逐渐缩短,坡面径流量和泥沙占比均呈逐渐增大的变化趋势。综合而言,粉砂性高速公路边坡采用狗牙根(12 g·m^(-2))、紫穗槐(14 g·m^(-2))、胡枝子(10 g·m^(-2))种子混播后,覆盖椰丝草毯(300 g·m^(-2)),在正常管理养护条件下,待植物生长3个月后,坡面抗雨水冲刷能力显著增强,在降雨强度不超过120 mm·h^(-1)时,植被结合覆盖方式均表现出较好的防护效果。植物和覆盖物两者相互作用可以减弱雨水对于边坡的冲击强度,消减坡面径流量,同时植物根系有利于雨水渗透坡体,保持水土,涵养水源。

粉砂性高速公路路基边坡植物护坡方案对比分析

为探索植物护坡方式在粉砂性高速公路路基边坡应用的可行性以及为防护方案的制定提供科学依据,以江苏省海启高速粉砂性路基边坡为研究对象,选择<2 m坡段、2~4 m坡段和>4 m坡段进行植物防护对比试验,探究不同覆盖材料对于防护植物生长和防护效果的影响,对比不同配比防护植物生长情况及防护效果,同时对5种植物根系生长指标进行监测。结果表明:植物防护方案中增加纤维毯和草帘覆盖有助于防护植物的生长,并提高防护能力,纤维毯覆盖优于草帘覆盖;>4 m坡段防护植物盖度和均匀度较差,存在严重的分层现象,坡面土壤冲积现象明显,单纯的植物防护方式不适用于4 m以上高度的边坡防护;多草灌混播、多草籽混播、单草籽播种方式下植物生长情况好于多草花混播,多草灌混播后的植物盖度和均匀度显著优于其他植物配比方式,草灌结合植物生长相互促进且防护效果更佳;5种植物根系指标的监测结果证实紫穗槐、胡枝子、狗牙根根系总根长、根表面积、根体积等指标优于百喜草和多花木兰,植物适生性和根系生长情况可以作为防护植物选择的基本条件。综合而言,海启高速粉砂性路基边坡可采用多草灌混播+纤维毯覆盖的防护方案,该方案适用于4 m以下高度的边坡防护,以紫穗槐、胡枝子和狗牙根混播的植物生长情况最佳,且植物根系发达,可以发挥较好的边坡防护作用。

土壤掺灰对边坡防护植物幼苗生长的影响

为探究土壤掺加石灰对边坡防护植物种子萌发和幼苗生长的影响,以江苏省海启高速路基粉砂性土壤为研究对象,以狗牙根、紫穗槐、胡枝子3种常见防护植物为测试材料,对3种植物的生长情况和土壤营养物质含量变化进行测定。结果表明:掺灰土壤中生长的植物盖度显著高于未掺灰土壤中植物,植物密度极显著高于未掺灰土壤;在掺灰土壤中生长的狗牙根、紫穗槐和胡枝子幼苗的株高、根系长度、根表面积和根体积均高于未掺灰土壤中生长的植株,且3种植物幼苗株高、根系长度和根表面积的差异均达到了极显著水平,狗牙根幼苗的根体积增加值亦达到了极显著水平。土壤掺加石灰后,使得pH升高了0.5,也促使土壤中有机质含量、全氮含量、速效钾含量和速效磷含量有所增加,且速效钾含量和速效磷含量的增加值达到了极显著水平,有机质含量的增加值达到了显著水平。掺加石灰土壤中营养物质含量的增加,表明土壤掺灰可以促进防护植物种子萌发和幼苗生长。

狗牙根等高速公路边坡防护植物种子萌发特性研究

为探究发芽温度对防护植物种子萌发的影响,对不同温度条件下种子发芽率、发芽势和幼苗苗高进行定量测试。结果表明:在不同温度条件下,供试植物种子发芽和幼苗生长表现出不同的变化规律。除硫华菊和金鸡菊种子外,狗牙根、紫穗槐、小冠花、多花木兰和百喜草5种植物种子基本表现出其发芽率和发芽势随着发芽温度的升高而升高,狗牙根、紫穗槐、小冠花、多花木兰、百喜草和金鸡菊6种植物种子最适发芽温度为25℃,硫华菊种子最佳发芽温度为20℃。狗牙根、紫穗槐、小冠花、多花木兰、百喜草和金鸡菊6种植物幼苗生长基本表现出随着测试温度(15~25℃)的升高而升高的变化趋势,硫华菊幼苗生长则表现出随着温度(15~25℃)的升高而降低的变化趋势。