不同土石比的工程堆积体边坡径流侵蚀过程

工程堆积体可在短时期内极大程度地改变原地貌地形、土壤和植被条件,使其在降雨径流作用下将发生严重土壤侵蚀,因此是生产建设项目区水土流失最为严重的地貌单元。该文采用土工试验方法及野外实地放水冲刷法研究不同物质来源和土石比的工程堆积体边坡物理性质、侵蚀动力及径流侵蚀过程。结果表明：1）2种松散工程堆积体的物质组成和入渗性能均较原土差异明显,其中黄沙壤工程堆积体以≤0.25mm颗粒为主,其颗粒变异系数为原土的1.2～2.0倍,稳定入渗率为原土1.70～4.07倍;而紫色土堆积体级配良好,颗粒变异系数是其原土的2.2倍,稳定入渗率为原土的7.02～11.59倍。2）各种工程堆积体边坡侵蚀动力学参数随放水流量变大而增加,黄沙壤工程堆积体边坡径流流速在0.155～0.318 m/s之间变化,径流剪切力变化在27.632～57.154 N/m2,土壤剥蚀率在0.337～77.071 g/(m2·s)之间;而紫色土工程堆积体边坡径流流速、剪切力和土壤剥蚀率分别在0.184～0.281 m/s,35.525～53.600 N/m2和1.445～61.910 g/(m2·s)。3）土石混合质边坡在产流9 min内存在不同程度突变或波动,在相同条件下边坡累积产流量均表现为偏土质>土石混合质,黄沙壤工程堆积体边坡累积产流量高于紫色土;而土石混合质边坡的产沙率呈连续性多峰多谷变化,边坡侵蚀沟壁土体崩塌脱落是造成产沙率波动的重要原因。该研究可为生产建设项目工程堆积体水土流失量预测和水土保持植物措施选择提供基本参数和技术支持。     

紫色丘陵区坡耕地生物埂的土壤结构稳定性与抗蚀性分析

以紫色丘陵区坡耕地4种典型生物埂为研究对象,系统分析各种生物埂的土壤结构及其稳定性特点,并评价4种生物埂的土壤抗蚀性特征。研究表明:(1)生物埂能有效地改善土壤理化性质、提高土壤孔隙结构,以花椒埂和桑树埂的土壤理化性质改良效果最好,其次为紫花苜蓿埂;生物埂的土壤含水量和孔隙度与自然生草埂相比呈极显著增加(P<0.01)。(2)4种不同生物埂的土壤团聚体分布均匀,以>0.25mm大团聚体和水稳性团聚体含量最高;与对照相比,各种生物埂>0.25mm的水稳定性团聚体含量均呈显著性增加(P<0.05),增量大小依次为花椒埂(69.29%)>桑树埂(59.97%)>紫花苜蓿埂(47.92%)>自然生草埂(41.32%);生物埂的风干土团聚体分形维数在2.32～2.53之间,水稳性团聚体分形维数显著增加,以紫花苜蓿埂增加最小(0.33)。(3)与自然生草埂相比,各种生物埂的土壤结构稳定,抵抗降雨侵蚀能力高,抗蚀性能以乔木埂大于草埂,花椒埂抗蚀能力最高,其次为桑树埂。     

生产建设项目弃渣场物理性质变化特征及类型划分

各种生产建设项目在建设过程中产生的大量弃土弃渣场,由于其失去了原生土壤的结构且具有较陡的松散堆积面,是人为水土流失的主要地貌单元。以重庆典型生产建设项目弃渣场为研究对象,在分析弃土弃渣物理力学性质变化特征基础上,划分了弃渣场类型并分析其生态修复特征。结果表明:1)不同生产建设项目弃土弃渣物质组成特征差异明显,矿产资源开发建设工程物质组成复杂,砂粒(2 mm)含量为39.24%;线性建设工程以石砂质渣体居多,而城镇建设工程弃渣以土质弃渣为主。2)与原状土壤相比,弃土弃渣受人为机械扰动而其物理力学性质特征显著;紫色土弃渣平均紧实度(1.86 g/cm3)远大于原状土壤(1.27 g/cm3),渗透性(0.28~26.03 mm/min)高于原状土壤(0.73~6.22 mm/min),抗剪强度和液塑限指数相比土壤也明显降低,直接影响其自身稳定性和抗侵蚀性能。3)在生产中可根据弃渣场物质组成、原地貌类型、上游有无汇水面积进行类型划分,并以堆放方式作为主要依据评价弃土弃渣堆积体的土壤侵蚀特征和稳定性。     

重庆市水土保持科技需求及重点领域

重庆市位于三峡库区腹地,库区城镇搬迁、移民后靠安置、经济建设活动等使得人为水土流失加剧,做好其水土保持工作对三峡工程长期安全运行、长江中下游防洪与生态安全等具有重要意义。根据重庆市大城市、大农村、大库区的特点,提出水土保持科技发展的7个重点领域,包括区域土壤侵蚀环境和侵蚀类型辨识、小流域水沙规律及治理模式、生产建设项目侵蚀特征及调控技术、流域水土流失面源污染机理及调控技术、水土保持措施防蚀机理及适宜性评价、流域生态补偿机制及标准、水土流失快速调查及监测评价技术等。此外,还应密切关注基础性水土保持监测站点建设、三峡库区典型小流域治理模式探索、生产建设项目水土流失定量化分析、新技术新材料新方法推广应用等。     

重庆市坡改梯工程与城乡建设用地增减挂钩探讨

在水土流失严重的山地丘陵区实施坡改梯工程,不仅能改善山区农业生产的基础条件,同时可以增加耕地面积,提高土地生产力,为城乡建设用地提供补充耕地资源。坡改梯工程建设成基本农田的标准主要包括土地平整工程、灌溉与排水工程、田间道路工程和农田防护与生态环境保持工程等四个方面;根据重庆市水土保持区位及自然环境特点,荒地采用"工程整地+水平梯田+土壤改良"模式,坡耕地(土层较厚型,土层较薄、石料丰富型和破碎化利用型)采用"水平梯田+植物护埂+水系配套"模式,废弃宅基地采用"工程整地+熟土覆盖+植物护埂"模式;不同水土保持分区下土地置换对象、资金筹措方式及置换标准差异明显。     

紫色丘陵区不同弃土弃渣下垫面产流产沙试验研究

采用野外放水冲刷试验法研究紫色丘陵区不同弃土弃渣下垫面产流产沙规律。结果表明:(1)不同下垫面条件的产流量、产沙量均随放水流量增大而增大;放水流量为5,10,15,20,25L/min时,产流量随时间推移均呈先增加后趋于平稳的变化,产沙量呈先增加后减小的变化,二者均存在波动现象,而产沙过程波动更为剧烈,呈现出多峰多谷特点。(2)土石比对产流量、产沙量的影响随放水流量增大而增强;相同条件下坡度越大,则产流量越大,产沙量亦越大;放水流量从5L/min增加到25L/min时,土质下垫面平均径流率、平均产沙率增加量均达到最大,而土石混合质下垫面增加量最小。(3)在产流量、产沙量与放水流量的经验方程中,25°土质下垫面产流量、产沙量增长率最大,分别为51.883,18.770,而35°土石混合质的增长率最小,分别为7.270,2.325。     

紫色土坡耕地生物埂土壤抗剪强度对干湿作用的响应

生物埂土壤水分在次降雨中存在"干-湿-干"变化过程,这对生物埂土壤抗剪强度具有削弱作用。该文以紫色丘陵区花椒埂(HJ)和桑树埂(SS)为研究对象,通过根系现场挖掘法和土壤物理、力学性质测定等综合方法,研究生物埂土壤水分及抗剪强度在天然降雨干湿作用下的衰减-恢复效应。结果表明:1)生物埂土壤含水率随干湿作用表现出"急剧增加-急剧降低-稳定波动"趋势,小雨条件下生物埂0~20 cm土壤含水率变化明显;而在大雨和暴雨条件下,生物埂0~30 cm土壤含水率均变化明显,且分别在3种降雨发生后第5、7、9天土壤含水率趋于稳定;2)生物埂土壤黏聚力和内摩擦角均呈现"急剧衰减—相对稳定—逐渐恢复"趋势,小雨条件下生物埂对土壤黏聚力和内摩擦角具有增强效应且随垂直深度呈降低趋势;3)花椒埂、桑树埂在暴雨条件下能显著削弱干湿作用对土壤抗剪强度的劣化效应,2种生物埂的土壤黏聚力劣化率较对照埂分别降低44.03%、65.05%,而内摩擦角劣化率分别降低42.47%、45.70%。研究结果可为紫色丘陵区坡耕地生物埂措施设计和坡耕地耕层水土资源保护利用提供技术支持。     

重庆市生产建设项目弃渣场水土保持型生态修复模式

随着社会经济的快速发展重庆市生产建设项目类型和数量大幅度增加,各种生产建设项目的弃土弃渣是人为水土流失的重要地貌单元,本文对重庆市各种生产建设项目弃渣场的水土保持生态修复条件、修复原理和典型修复模式设计进行了研究。认为:1重庆市良好的光热和降雨条件为弃渣场生态修复提供了基本自然环境条件,较快的母岩风化速率和丰富的植物资源为弃渣场生态修复提供了丰富的土壤、养分和种质资源。2弃渣场水土保持型生态修复应坚持以近自然修复为目标,以乡土植被为主要建群物种,以渣顶和坡面为主要地貌单元,以堆放完成期为重点修复时期的基本原理。3设计了土质沟道弃渣场、石质坡面弃渣场和土石质河滩地弃渣场三种不同的水土保持生态修复模式,可为重庆市弃渣场水土保持型生态修复提供技术支持和部分参数。     

生产建设项目弃土弃渣与林地土壤入渗特征分析

针对弃土弃渣物质组成复杂、结构混乱、养分含量较低的特点,采用野外双环入渗方法对不同堆置年限弃土弃渣水分入渗性能进行了研究。结果表明:与桑树林地相比,弃土弃渣土石混合不均匀导致其孔隙结构较差,土壤总孔隙度、毛管孔隙度均显著小于林地;桑树林地与弃土弃渣入渗过程最大的差异在于初始入渗阶段,此阶段弃土弃渣入渗率下降迅速并呈波动性减少趋势,且入渗特征与土体疏松多孔的结构特征、自然含水率和容重关系密切;最大持水量表现为桑树林地Ld(116.37 t/hm2)>堆置3年弃土弃渣L3a(106.77 t/hm2)>堆置1年弃土弃渣L1a(103.98 t/hm2),非毛管持水量表现为Ld(82.65 t/hm2)>L3a(51.74 t/hm2)>L1a(43.22 t/hm2),林地的水源涵养功能明显强于弃土弃渣,而L3a土壤持水性能要高于L1a。     

玉滩水库工程枢纽区水土保持效益评价

结合玉滩水库工程(枢纽区)环境条件和水土流失特征,概括了水土保持工作的目标及完成情况,对各项指标按照AHP层次法矩阵评判尺度进行打分,计算各指标体系的权重值,并对该项目生态、社会、经济效益进行评价,结果表明其水土保持效益为良好,综合得分85.8151。