海南岛土质边坡植物护坡的水文效应试验研究

发布时间：2020-06-19 09:00

【摘要】：本文以植被护坡为总出发点,选取海南岛不同植被类型的边坡为研究对象,研究边坡在不同天然降雨强度下的降雨入渗规律及地下水分迁移特征,并采用室内人工模拟降雨的试验方法对非洲茉莉和细叶结缕草的降雨截留性能进行了研究,从两个角度对海南岛土质边坡植物护坡的水文效应进行了探究。本文在野外建立一个坡度约15°的边坡,并划分为3块等面积边坡,然后在其中两块分别种植海南岛常见的护坡灌木——非洲茉莉和草本植物——细叶结缕草,另外一块作为裸土边坡进行对比。之后在三块边坡不同位置埋置水分传感器,监测不同降雨强度下各测点含水率变化,研究结果表明:每场降雨开始时同一边坡中各测点的初始含水率均不同,不同边坡相同埋置位置各测点初始含水率也均不同。非洲茉莉边坡及细叶结缕草边坡中埋深20cm处测点在每次降雨及雨后24小时含水率随时间变化都比较规律,变化趋势都表现为:含水率随时间先迅速增大至峰值,之后在峰值附近波动一段时间,然后再减小,且减小的趋势越来越缓。降雨过程中非洲茉莉边坡中心位置20cm深度处测点含水率发生明显变化的时间及达到峰值的时间都远早于位于同一边坡中坡顶和坡底的测点,且含水率变化值也远大于它们。经分析认为可能是由于该测点测量范围内存在根-土间隙,进入土体中的水分以这些根-土间隙为通道形成优先流,优先快速进行迁移,所以出现上述现象。裸土边坡各测点在三种不同强度的降雨情况下含水率数值均没有发生明显的变化,对其进行推测:其一,降雨时大部分雨水形成地表径流顺坡面流下,渗入到地下的雨水量较少;其二,裸土边坡表面红粘土层过于致密,渗透系数极小,雨水渗透量极小,故各测点含水率基本没有明显的变化。引入影响深度的概念,研究发现:当日降雨量不大于12.6mm时,降雨入渗对边坡土体含水率的影响深度均小于40cm。室外试验部分研究结束之后,对实验室的管网式人工降雨装置进行改进,通过室内人工模拟降雨试验,测定非洲茉莉与细叶结缕草在不同降雨量、不同降雨强度下的茎叶截留量,主要得到以下结论:当降雨强度一定时,非洲茉莉、细叶结缕草的茎叶截留量均随着降雨量的逐渐增大呈现出持续增大的趋势,达到峰值后逐渐稳定,最终趋于一个稳定值,其增加的幅度是逐渐减缓的。当降雨量一定时,非洲茉莉和细叶结缕草的茎叶截留量均随着降雨强度的逐渐增大呈现出持续减小的趋势,其减小的幅度也是逐渐减缓的。
【学位授予单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU41;P334
【图文】：

１引言逡逑１．１课题的提出及研究意义逡逑海南岛地处中国最南端，四周被热带海洋所包围，深受海洋的影响，降水丰富，逡逑年平均降雨量超过１６００ｍｍ，降水类型以对流雨和台风雨为主。由于其独特的地理位逡逑置，每年下半年都要遭受热带气旋的侵袭，热带气旋的级别可达到台风甚至强台风级逡逑别，并带来高强度的持续降雨，经常在中部山区诱发崩塌、滑坡等自然灾害，造成一逡逑定的人员伤亡和财产损失。同时，公路边坡、铁路边坡、桥梁两侧边坡及隧道洞口边逡逑坡等在持续强降雨情况下也容易发生滑坡，严重影响交通的正常运行。尤其是近几年逡逑来，地表原有植被遭受大量破坏，导致滑坡等自然灾害发生的次数明显增多。２０１０逡逑年“十一”期间，台风登陆海南并给大部分地区带来了长达一周的持续性强降雨，１０逡逑月２日下午３时１０分，吊罗山林区发生山体滑坡，造成约一百米进山通道被滑坡土逡逑掩埋，１２５名游客被困在山上，最终导致２人死亡。２０１０年１０月１８日下午，东线高逡逑速公路一路段隧道洞口处边坡发生山体滑坡，隧道洞口被大量山土泥石组成的滑体掩逡逑埋覆盖，导致陵水至万宁路段一度封闭。逦逡逑

试验场地,地理

海南大学硕士学位论文逡逑２试验场地基本概况及护坡植物选种逡逑２．１研究区域基本概况逡逑为了便于试验研宄，选取海南大学农学院实验基地南边的一块空地作为试验场地，逡逑其地理位置如图２－】所示。原场地表面层为约１５厘米厚的土层，土层下面堆积有大逡逑量建筑垃圾、生活垃圾等固体废弃物，如图２－２所示。试验前对表面土层及其下的废逡逑弃物进行清理，先用挖掘机向下挖至一米深，挖出的废弃物用红粘土置换，并在此基逡逑础上堆积红粘土形成约０．５米高的垫层，以保证水分在土壤中的正常迁移。之后在垫逡逑层上继续堆积红粘土，形成约１５°的斜坡，斜坡背面及两侧根据场地实际情况进行不逡逑同角度的放坡，初步形成完整的边坡，然后用铁锹对边坡进行小范围修整，尽量保证逡逑

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