高羊茅根系增强土壤粘聚力的试验研究

为研究植物根系与土壤颗粒粘聚情况与抗剪强度的关系,选择高羊茅植物(Festuca arundinacea Schreb)(无植物对照)盆栽于3种不同土壤基质(高岭土、重钙土、河沙)进行控制性盆栽试验。分别测定生长形成根土复合体后根土复合体抗剪强度、及其对应下的根系表面积、体积以及长度、根系作用区的土壤pH值、电导率等指标。研究试验结果表明,在同一含水率、同一垂直荷载作用下活性的植物根系提高了土体抗剪强度(与素土对照相比)、粘聚力有明显提高,而内摩擦角提高程度较小。与无根系作用的土体相比,高羊茅—高岭土、高羊茅—重钙土根土复合体粘聚力c值增幅度在100%左右;3种土壤基质中由于河沙本底粘聚力低,高羊茅—河沙根土复合体粘聚力的增长倍数最大;而内摩擦角提高程度较小。通过根系分析,土体粘聚力随根系体积的增大有所增加,根土复合体区域的土壤电导率、pH值也有所提高。此外,对植物根系提高土壤粘聚力的这种"根土关系"和根土复合体提高土壤颗粒粘聚力的机制问题进行了探讨,根土作用通过粘聚力的提高与增强直接关系到土壤结构体形成与稳定,这对研究斜坡土壤的植物稳定与土壤破坏下的抗冲性、抗侵蚀能力大小与破坏分离过程等都有一定的指导意义。     

基于原型监测资料的特高拱坝变形实时风险率模型

混凝土坝风险率分析模型通常基于结构极限状态功能函数对单个监测点一维时间序列建模,未考虑变形监测点之间的相关性及多重共线性问题。基于原型监测资料,考虑各分区所有测点的相关性及不同分区变形之间的协同性,引入面板数据理论对特高拱坝监测点进行聚类分区,在拟定单测点风险率函数的基础上,提出计算特高拱坝变形分区单测点实时风险率的方法,基于Copula函数进一步构建基于原型监测资料的特高拱坝整体实时风险率分析模型。实例分析表明,所构建的模型确定了依据大坝长序列立体监测数据建立变形实测效应量与风险率的函数关系,可有效分析特高拱坝各分区变形风险率及整体变形风险率,能够客观刻画特高拱坝整体风险率变化的基本规律。     

非饱和沙粒植草后抗剪强度与粘聚力增强试验研究

为研究植物根系提高土壤粘聚力与抗剪强度的作用,选择河沙为研究对象进行了初步研究,以河沙为基质种植高羊茅和黑麦草6周后进行剪切试验,并与河沙(无植物)进行对照;实验结果表明粘聚力由0.31 kPa增加到6.05 kPa(黑麦草)和4.82 kPa(高羊茅),内摩擦角也由9.83°增加到11.04°(黑麦草)和10.94°(高羊茅),高羊茅与黑麦草处理间的土壤粘聚力和内摩擦角没有显著差异。研究表明植物根系可以使河沙土粘聚力显著增加,在粘聚力形成过程中根系长度与根系表面积起到重要作用,相对而言根径和根体积起到的作用可能较弱,密集细根对根土复合体粘聚力的作用可能大于少数稀疏的粗根,电荷对粘聚力的形成也可能起到积极作用,种植黑麦草河沙土中导电率更高,这可能也是其粘聚力高于高羊茅处理的一个原因;此外,对理解根系统的土壤加入提高了土壤分离前的临界状态值(根系抗阻)等土壤侵蚀机理方面也有重要的指导意义。     

鄱阳湖入江水道水质风险评估方法的研究

为了量化鄱阳湖入江水道各监测断面的水质污染情况,探讨水质风险的变化规律,基于断面水质月际劣化速率对鄱阳湖入江水道的水质风险进行评估。选取吴城、都昌、老爷庙、星子和蛤蟆石断面的水质监测数据,推求出不同情景下水质“超标”的风险,并探讨水质风险在入江水道中的时空变化规律。结果表明：鄱阳湖水质月际劣化速率符合P-Ⅲ分布;本研究从有害事件发生概率的角度定义断面水质风险,科学描述了鄱阳湖入江水道面临的水质问题,设置的阈值能够合理刻划风险等级;导致鄱阳湖入江水道水质劣化的主要指标为TP、pH值和COD;蛤蟆石断面水质“超标”的控制指标为TP,超标概率为12.29%;吴城和老爷庙断面的控制指标为COD,超标概率分别是2.58%和2.73%;都昌和星子断面则为pH值,超标概率分别为1.82%和3.29%。基于该方法,可以预测相关水质指标的超标概率,确定断面水质风险等级,明确可能导致水质有害事件的主要指标,从而为目标水体水质的精准管理提供技术支撑。