邊坡生態(tài)防護生境基材水分蒸發(fā)運移試驗研究.pdf

1、邊坡生態(tài)防護技術(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邊坡生態(tài)防護技術(shù)的關(guān)鍵?；闹械乃质侵脖簧L、生態(tài)體系構(gòu)建的決定性因素，也是生態(tài)防護技術(shù)及其防護體系的關(guān)鍵，基材持水保水性能關(guān)系到邊坡生態(tài)防護工程的成敗。由于邊坡生態(tài)防護基材厚度十分有限，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的需求時，將會對植被生長及種子的萌發(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)實測數(shù)據(jù)得到的飽和含水率、進氣值、殘余含水率對土體基質(zhì)吸力與體積含水率之間的關(guān)系，運用VG模型對所做的試驗結(jié)果進行校核，驗證了其精確度。通過室內(nèi)與室外水分蒸散試驗，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)護階段的實施提供了理論依據(jù)，對于研究及探討植被混凝土生態(tài)防護基材變形和強度問題具有重要的應(yīng)用價值。
　　通過植被混凝土基材水分運移蒸發(fā)特性試驗研究，得到以下認(rèn)識和主要結(jié)論：
　?。?）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)律并且進行

4、對比。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特征點進氣值與殘余含水率會因土體性質(zhì)改變而發(fā)生變化；黃土的進氣值為36，殘余含水率為0.097，紅土的進氣值為8，殘余含水率為0.02135，植被混凝土的進氣值為361，殘余含水率為0.0423，黃土的進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間最短，黃土次之，紅土過渡時間最長；邊界影響區(qū)和殘余區(qū)受土體性質(zhì)的相對較小。
　　（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的趨勢，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。
　　（4）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)測結(jié)果與實測數(shù)據(jù)進行對比，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，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

7、進行緩慢，在溫度高時進行的迅速；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。
　?。?）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，不同區(qū)域蒸發(fā)速率各不相同，試驗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