护坡植物根系分布及抗拉力学特性

为了探讨草本植物根系固土的主要机制。以适宜的护坡植物白三叶、小冠花、黑麦草、早熟禾为研究对象,对它们的根系分布特征和抗拉特性进行研究。结果表明:随着土层深度的增加,禾本科植物的根长密度以指数函数形式逐渐减少,豆科植物的根长密度以多项式形式先增后减;随着距主茎距离的增加,禾本科植物根长密度逐渐减少,豆科植物根长密度先增后减;在根径0.1~3mm范围内,豆科植物平均抗拉力大于禾本科植物,豆科植物的抗拉力与根径呈幂函数关系,早熟禾和黑麦草的抗拉力与根径分别呈指数函数和对数函数关系;四种植物根系抗拉强度均表现为随根径的增加而减小;四种植物根系应力与应变关系表现为对数函数关系,表现为非线性弹性特征;根径相同时,不同植物的应力表现为:白三叶小冠花黑麦草早熟禾。运用主成分分析法综合分析其护坡特性,表现为豆科植物优于禾本科植物,其中白三叶的护坡效益最好。     

工程堆积体坡面细沟流水力学参数特性研究

为采用水力学参数特性揭示黄土高原沟壑区工程堆积体坡面土壤侵蚀过程,开展了野外放水冲刷试验。通过组合不同流量(35、45、55L/min)、不同坡度(24°、28°、32°)的试验,对坡面沟蚀发生发展过程中的水力学参数特性进行了研究。结果表明,坡面细沟水流的平均流速与水深主要受流量控制,二者均与单宽流量呈幂函数关系,且流速随冲刷时间的持续和冲刷形态的变化呈现上下起伏—瞬时增大—稳定的波动或减小—趋于稳定的变化历程。在所有坡度和流量范围内,雷诺数Re在42.9~1 082.8之间变化,雷诺数Re随坡度的增大呈先减小后增大的抛物线趋势。由坡面流弗劳德数Fr随冲刷历时变化情况表明,坡面径流形态是由急流向缓流发展。阻力系数f在0.019~0.94之间变化,f随坡度的增加先减小后增加,且随雷诺数Re的增大而增大,二者之间呈显著的指数函数关系。粗糙系数n随雷诺数增大而增大,且其与雷诺数存在显著性的指数函数关系。研究结果可为工程堆积体土壤侵蚀预报模型的建立提供一定的参数,对解决生产建设项目弃土弃渣场、取土场等水土流失问题具有重要的作用。