邊坡生態(tài)防護(hù)生境基材水分蒸發(fā)運(yùn)移試驗(yàn)研究.pdf

1、邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用到水利水電工程、公路工程及礦山工程等領(lǐng)域。植被混凝土生境基材是整個(gè)邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵?；闹械乃质侵脖簧L(zhǎng)、生態(tài)體系構(gòu)建的決定性因素，也是生態(tài)防護(hù)技術(shù)及其防護(hù)體系的關(guān)鍵，基材持水保水性能關(guān)系到邊坡生態(tài)防護(hù)工程的成敗。由于邊坡生態(tài)防護(hù)基材厚度十分有限，通常僅為十厘米，當(dāng)基材中的水分無法充分滿足植被生長(zhǎng)的需求時(shí)，將會(huì)對(duì)植被生長(zhǎng)及種子的萌發(fā)產(chǎn)生脅迫作用。本文通過植被混凝土、黃土、紅土3種土樣的土水分特征曲線

2、的試驗(yàn)分析，在不同坡度（10°，20°，30°）、不同溫度（10℃，25℃，35℃）、不同初始含水率（15％，30%）條件下，研究了植被混凝土各區(qū)域含水量與蒸發(fā)量的變化規(guī)律。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得到的飽和含水率、進(jìn)氣值、殘余含水率對(duì)土體基質(zhì)吸力與體積含水率之間的關(guān)系，運(yùn)用VG模型對(duì)所做的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校核，驗(yàn)證了其精確度。通過室內(nèi)與室外水分蒸散試驗(yàn)，研究了在不同外界因素影響下植被混凝土不同區(qū)域水分蒸發(fā)規(guī)律，通過與黃土，紅土對(duì)比，發(fā)現(xiàn)植被混凝土作為

3、一種改良過的“土”壤的優(yōu)越性。土壤水分特征曲線的研究以及在不同坡度、不同溫度、不同初始含水率條件下基材各區(qū)域含水量的變化試驗(yàn)結(jié)果，為植被混凝土在極端氣候條件下的開展及在養(yǎng)護(hù)階段的實(shí)施提供了理論依據(jù)，對(duì)于研究及探討植被混凝土生態(tài)防護(hù)基材變形和強(qiáng)度問題具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　通過植被混凝土基材水分運(yùn)移蒸發(fā)特性試驗(yàn)研究，得到以下認(rèn)識(shí)和主要結(jié)論：
　　（1）研究了植被混凝土、黃土、紅土的土壤吸力值與體積含水率之間的變化規(guī)律并且進(jìn)行

4、對(duì)比。在同一吸力條件下，體積含水率升高土壤吸力值降低；土水特征曲線的兩個(gè)特征點(diǎn)進(jìn)氣值與殘余含水率會(huì)因土體性質(zhì)改變而發(fā)生變化；黃土的進(jìn)氣值為36，殘余含水率為0.097，紅土的進(jìn)氣值為8，殘余含水率為0.02135，植被混凝土的進(jìn)氣值為361，殘余含水率為0.0423，黃土的進(jìn)氣值與殘余含水率介于紅土與植被混凝土之間并且小于植被混凝土。
　?。?）過渡區(qū)受土體性質(zhì)的影響顯著，黃土的過渡斜率為1.1896，植被混凝土的過渡斜率為1.3

5、072，紅土的過渡斜率為1.2605，植被混凝土的過渡時(shí)間最短，黃土次之，紅土過渡時(shí)間最長(zhǎng)；邊界影響區(qū)和殘余區(qū)受土體性質(zhì)的相對(duì)較小。
　　（3）隨著土壤由植被混凝土、黃土、紅土的轉(zhuǎn)變，土壤水分特征曲線有下移動(dòng)的趨勢(shì)，說明土壤顆粒大小和孔隙尺寸分布不同，不同類別土壤的土水特征曲線呈現(xiàn)出局部的差異性。
　?。?）利用 Van Genuchten模型，分析研究模型中各參數(shù)變化規(guī)律，將預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，植被混凝土基材的土水

6、特征曲線與VG模型較為吻合。
　?。?）在不同坡度條件下（10°，20°，30°），植被混凝土不同區(qū)域蒸發(fā)速率各不相同，坡度越高蒸發(fā)速率越強(qiáng)，坡度越緩蒸發(fā)速率越不明顯；在同一坡度條件下基材不同區(qū)域蒸發(fā)速率也不相同，試驗(yàn)開始前七天基材上部中部下部蒸發(fā)速率基本一致，第八天起植被混凝土蒸發(fā)速率出現(xiàn)分層現(xiàn)象，上部的蒸發(fā)速率>中部>下部。
　?。?）在不同溫度條件下（10℃，25℃，35℃），植被混凝土蒸發(fā)速率不同，蒸發(fā)速率在溫度低時(shí)

7、進(jìn)行緩慢，在溫度高時(shí)進(jìn)行的迅速；在相同溫度條件下植被混凝土不同區(qū)域的蒸發(fā)量也不相同，基材上部蒸發(fā)速率>中部>下部。
　　（7）在不同初始含水率條件下（15%，30%），植被混凝土在含水率為30%的蒸發(fā)速率大于含水率為15%的蒸發(fā)速率；在含水率相同時(shí)，不同區(qū)域蒸發(fā)速率各不相同，試驗(yàn)開始前八天基材上中下部蒸發(fā)速率基本相同，第八天起植被混凝土上部的蒸發(fā)速率>中部>下部。
　?。?）隨著坡度、溫度、初始含水率的升高，植被混凝土水分蒸