湖北省高速公路邊坡土壤侵蝕模型中降雨因子的研究及應(yīng)用.pdf

1、土壤侵蝕是中國乃至全世界許多國家最為嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題之一,而工程建設(shè)這種特殊的人類活動方式所產(chǎn)生的土壤流失是繼農(nóng)業(yè)墾殖和林業(yè)砍伐后的一種重要形式,關(guān)系到工程的可行性及造價.在各種工程建設(shè)中,高速公路建設(shè)工程是一項浩大的土木工程,具有土方量大、棄渣量多且分布分散的特點,建設(shè)過程中如果防護(hù)不得力就會導(dǎo)致大量的水土流失,危害嚴(yán)重.因此,本文以高速公路邊坡土壤侵蝕為對象,對邊坡土壤侵蝕模型進(jìn)行了研究.該模型的研究可大大提高高速公路邊坡土壤侵蝕

2、預(yù)報預(yù)測的準(zhǔn)確性,并為管理部門對高速公路的管理及養(yǎng)護(hù)提供了科學(xué)依據(jù).在各種預(yù)報土壤流失量的方程中,美國通用土壤流失方程(USLE)的應(yīng)用最為廣泛,但這個方程產(chǎn)生的資料參效值是根據(jù)美國東部2/3地區(qū)的情況得出的,只限于可耕種的坡度(一般0°-7°)和低蒙脫石土壤.因為USLE是根據(jù)試驗區(qū)專門資料而產(chǎn)生的,僅代表建立模型的地方,所以方程在原試區(qū)外的推廣和外延時具有很大的錯誤冒險性.而且該方程主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)方面的規(guī)劃和預(yù)報,在工程建設(shè)方面預(yù)報

3、的應(yīng)用還未見有報道.本文則針對高速公路邊坡土壤流失的數(shù)據(jù)和降雨資料對該方程中的主要影響因子降雨侵蝕力指標(biāo)R的計算模型在高速公路方面應(yīng)用的可行性進(jìn)行了詳細(xì)的探討和研究.本文的研究以在建的孝—襄高速公路隨州段為依托,建立了三種情況的試驗小區(qū),并在試驗區(qū)安裝自記雨量器,采集了該段高速公路從2004年4月到2004年12月的詳細(xì)降雨資料及土壤流失量.運用數(shù)理統(tǒng)計的方法,并結(jié)合使用Origin7.0、Excel2000等國際上權(quán)威的、先進(jìn)的、穩(wěn)定

4、的統(tǒng)計分析軟件,在土壤流失量和降雨數(shù)據(jù)之間建立一元線性回歸方程,通過分析確定美國通用土壤流失方程中降雨侵蝕力指標(biāo)R=∑E·I<,30>的計算模型同樣適合于該段高速公路邊坡土壤流失量的計算,并確定了∑E的計算方法.由于降雨侵蝕力指標(biāo)R中降雨總動能∑E的計算十分繁瑣,本文通過對降雨總動能∑E和次降雨的時段最大動能E<,i>,降雨總動能∑E和次降雨雨量P<,i>,降雨侵蝕力指標(biāo)R和次降雨雨量P<,i>的回歸分析研究,發(fā)現(xiàn)降雨總動能∑E可用次降

5、雨的時段最大動能E<,60>或用次降雨雨量P<,i>代替,同時求出了他們之間的關(guān)系式,但研究也發(fā)現(xiàn)在計算孝—襄高速公路隨州段高速公路邊坡的土壤流失量時不能只考慮降雨量.對R的這些簡化算法的研究大大提高了高速公路邊坡土壤流失監(jiān)測及預(yù)報工作的效率.通過具體降雨的降雨量分級及降雨歷時分級與土壤流失量百分率之間關(guān)系的研究,同時結(jié)合本研究監(jiān)測的方法,擬定了高速公路邊坡土壤流失監(jiān)測的布點原則和監(jiān)測頻率,加強了本研究在高速公路邊坡土壤流失監(jiān)測與評價方