契合工程防护的岩质边坡生态恢复方法及应用

鉴于岩质边坡生态恢复较为困难,而现有生态恢复措施难以有效完成高陡岩质边坡生态恢复的实际,将边坡治理中的工程防护与生态恢复工程视为一个系统的两个方面,把握工程防护与生态恢复的时空特点,揭示其相互关系,在此基础上提出契合工程防护的岩质边坡生态恢复的技术方法及治理思想,提出主动防护网与植生袋植被恢复技术相结合、主动防护网与客土喷附技术相结合、锚固生态孔技术和生态型截排水技术等新技术和技术组合构成的方法体系,并应用于浙江某拆船厂高陡岩质边坡生态环境治理项目,验证了工程防护措施与生态恢复方法契合使用的可行性。     

生产建设项目边坡及弃土侵蚀影响机制研究进展

生产建设项目的土壤侵蚀是土壤侵蚀学科研究的热点话题.生产建设项目边坡及弃土侵蚀是一种典型的人为加速侵蚀,严重制约着生态文明建设和经济的发展.本文对边坡和弃土侵蚀影响机制,从降雨径流条件、土壤特性、地形及微地貌因子、水土保持防护措施等方面,将国内外研究成果进行了系统阐述.首先,总结了国内外边坡和弃土坡面侵蚀在降雨径流条件下,其坡面泥沙剥蚀、运移、沉积过程和坡面水流条件的时空变化;指出在土壤自身特性(包括外来物石砾、土壤物理性质、土壤添加物等)条件下,土壤中石砾质量分数是边坡和弃土坡面侵蚀水沙变化的重要因子,土壤物理性质决定坡面径流发生与否,土壤添加物促进土壤团聚过程,增加入渗为主;其次,揭示了坡面地形及其微地貌条件下,影响径流再分配和侵蚀分异特征;最后,对边坡及弃土坡面侵蚀在水土保持防治措施下,调控径流、削减泥沙的效果进行分析,并为今后生产建设项目边坡及弃土侵蚀研究的内容和方向作出展望,为边坡和弃土水土流失防治提供理论依据.     

模拟自然降雨条件下植物根系增强边坡土体抗剪强度特征

该研究以位于青藏高原东北部黄土区的西宁盆地作为试验区,采用柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)、霸王(Zygophyllum xanthoxylon(Bunge)Maxim.)、垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)、细茎冰草(Agropyron trachycaulum(Linn.)Gaertn.)的单播种植,以及柠条锦鸡儿分别与细茎冰草、垂穗披碱草混播种植等2种方式,开展了原位模拟降雨试验并采用直接剪切试验,系统分析了模拟降雨试验前后试验区边坡表层以下3个不同位置处复合体抗剪强度大小及其随深度变化规律。结果表明:模拟降雨试验前,由柠条锦鸡儿与细茎冰草、垂穗披碱草混播的边坡a层(0~20 cm)根-土复合体黏聚力分别为19.5、18.9 k Pa,均较相同条件下单播边坡a层复合体黏聚力大;混播种植边坡各层根-土复合体黏聚力均较模拟降雨试验后裸坡a层土体黏聚力大,其中柠条锦鸡儿与细茎冰草混播边坡、垂穗披碱草混播边坡模拟降雨试验后,a层复合体黏聚力分别较裸坡a层黏聚力的增幅为30.65%~56.45%;柠条锦鸡儿、霸王、垂穗披碱草、细茎冰草单播边坡b层复合体黏聚力增幅为4.17%~38.89%;柠条锦鸡儿分别与细茎冰草、垂穗披碱草混播边坡b层黏聚力增幅为29.17%~34.72%;边坡c层土体黏聚力增幅相对不及a层、b层显著,反映了草本起到浅层加筋作用,灌木则起到深部锚固作用。     

震损边坡土壤微生物特性研究

采用稀释平板法对四川省北川县治理5年多的震损边坡坡上、坡中、坡下的土壤细菌、真菌、放线菌三大类微生物的数量进行调查研究,并与周边未受地震破坏的自然边坡进行对比分析,结果表明:震损边坡与自然边坡的土壤微生物类群组成大体一致,细菌在微生物类群中占绝对优势,占微生物总数的87.7%~93.4%,真菌次之,放线菌最少,分别占微生物总数的3.6%~9.5%和1.9%~3.0%;震损边坡不同坡位的土壤中细菌、真菌、放线菌数量差异较大,整体呈现出坡下坡中坡上的特点,而自然边坡则是坡中坡下坡上;与自然边坡相比,治理5年多的震损边坡坡下、坡中和坡上的微生物数量分别减少了56%、70%和79%,恢复到自然边坡状况仍需更长时间。     

河岸边坡草被减流减沙效应及其坡面流水动力学特征

为研究草本植被覆盖对河岸边坡坡面流水动力学特征及产流产沙规律的影响,阐明坡面生物措施的减流减沙效益,在放水流量为5ml/s、坡度约为15°的条件下对不同草本植被覆盖类型的河岸自然边坡进行野外放水冲刷试验。结果表明:(1)植被覆盖坡面的初始产沙量均大于裸地,黄花蒿的产沙量最大(1.92g),其次是野豌豆(1.73g)、狼尾草(1.24g),裸地(0.96g)最小;从产沙趋势上看,裸地坡面的产沙过程呈先升高后下降的趋势,而狼尾草、野豌豆、黄花蒿则呈整体递减趋势;(2)4种不同下垫面边坡土壤稳定入渗率介于2.10~4.30之间,狼尾草(4.30mm/min)最大,野豌豆(3.91mm/min)、黄花蒿(3.10mm/min)次之,裸地(2.10mm/min)最小,且入渗过程均符合Horton入渗公式:i=i_c+(i_0+i_c)e~(-kt);(3)各草本植被覆盖坡面的减流效益按大小排序为狼尾草(57.41%)野豌豆(40.74%)黄花蒿(37.03%);减沙效益大小排序为狼尾草(55.73%)野豌豆(45.71%)黄花蒿(26.89%);(4)3种草本植被坡面的径流流速及费汝德数均小于裸地,而雷诺数与裸地相比差异不大,均分布在32.46~33.90之间;各植被坡面的Darcy—Weisbach阻力系数及糙率系数分别是裸地的3.96~12.85倍和1.96~2.52倍。研究结果可为进一步揭示草被的减流减沙作用及土壤侵蚀动力过程提供理论依据。     

节理化岩石高陡边坡滑坡分析与治理技术研究

针对广东省省道K223线梅州—丙村一级公路路堑节理化岩石高陡边坡的变形破坏问题,进行了深入的调查研究与分析评价,详细分析了该边坡的变形破坏机理并进行了潜在滑面的稳定性计算,据此提出了削坡、格梁锚杆(锚索)、浆砌块石护坡、三维网植草及排水等综合治理措施,治理效果良好。     

梅江盆地叶塘组紫色岩上发育土壤的物理性质研究

采用野外调查、取样和室内实验分析相结合的方法,研究了梅江盆地白垩系上统叶塘组（Kyt^2）紫色岩上土壤物理性质特征扣差异,结果表明：叶塘组紫色岩母质发育的土壤粘粒含量低而砂粒含量高,具有容重较大,比重相对偏小,孔隙度不高,自然含水量偏低的特点。从丘顶、丘腰到丘脚,土层逐渐增厚,土壤粘粒含量逐渐增加,砂粒含量逐渐减少,容重递增而比重减小。孔隙度表现出丘顶〉丘腰〉丘脚的趋势,含水量则表现出丘顶〈丘腰〈丘脚的趋势。针对情况,提出相应建议以维护紫色土利用的可持续发展。     

模拟降雨条件下不同砾石含量工程边坡土壤侵蚀及水动力学特征

[目的]探究砾石含量对急陡工程边坡土壤侵蚀及流水力学特征的影响。[方法]采用室内模拟降雨试验和人工制备土壤等方法,研究了在3种降雨强度(40,60,80 mm/h),5种砾石含量(3%,15%,35%,55%,75%)条件下50°工程边坡土壤侵蚀率变化特征以及土壤侵蚀率与各水动力学参数的关系。[结果]①40,60,80 mm/h雨强下,各砾石含量坡面径流率较土质坡面分别减少了10.1%～55.9%,13.9%～41.9%,19.6%～47.7%;径流剪切力、径流功率、过水断面单位能分别与砾石含量呈显著递减的线性函数、指数函数、幂函数关系。②坡面侵蚀率随着砾石含量的增加而减小,不同试验雨强下侵蚀率大小及变化过程具有明显差异。当雨强为40 mm/h时,坡面整体产沙率较低,随降雨过程整体呈现出缓慢增加的趋势;当雨强为60 mm/h时,不同砾石含量下侵蚀率迅速增加后呈波浪式缓慢上升或平稳下降的趋势;当雨强为80 mm/h时,砾石含量为3%条件下,坡面侵蚀率迅速增长后增速降低,当砾石含量大于15%时,边坡侵蚀率达到峰值后均开始缓慢下降。③工程边坡土壤侵蚀率与径流率、径流剪切力、径流功率、过水断面单位能均呈显著线性函数、对数函数、幂函数关系。[结论]工程边坡土壤中的砾石具有抗侵蚀作用,随着砾石含量的增多,坡面土壤侵蚀量和各水动力学参数均明显降低。     

渠道边坡稳定的盐敏感性特征研究

工程中灌排渠道在运行多年后,随着土中含盐量的增加,会造成渠道边坡不同程度的滑塌、变形及结构的破坏。通过对盐化土的剪切试验和界限含水率试验,得到不同含盐量下土的抗剪强度指标和稠度界限,运用单因素试验分析含盐量对土的抗剪强度和稠度界限的影响规律。随着含盐量的增加,土体的团聚体稳定性降低,增加了粘粒的分散性,土的抗剪强度有所下降;同时土的稠度界限也会降低,增大了土的流动性,明确地说明含盐量增加也是影响灌排渠道边坡稳定性重要因素。     

基于可靠度的边坡稳定风险分析新方法

提出了一种对边坡进行稳定风险分析的新方法.首先通过有限元强度折减法搜寻边坡主要失稳模式,然后采用响应面方法构造各失稳通道上单元的功能函数,采用蒙特卡罗法计算其失效概率,采用PNET法计算各失稳模式的破坏概率,最后,采用Ditlevsen窄界限法计算失效模式联合发生的概率,从而获得高边坡的综合失稳概率.采用这种新方法,对南桠河姚河坝水电站厂房高边坡进行了边坡失稳风险研究,得出该高边坡具有较强的抵御失稳风险能力的结论,同时表明用该方法进行高边坡风险分析具有可行性.