黄土地区公路路堑边坡植被防护技术研究

通过调查西部黄土地区高速公路典型试验路段路堑边坡植被防护状况,分析了各植被防护方法的效果和适用性。根据植被生长的立地条件,将植被护坡技术分为坡面直接种植植被护坡技术、改造坡面形态的植被护坡技术、植被与工程结合的综合护坡技术3类。在此基础上,探讨了黄土路堑边坡植被防护需进一步研究的问题。     

基于水动力的植被消长模型及河道植被演替模拟

针对植被斑块在河道中的演替规律,建立了概化河道下的植被斑块消长模型。该模型以二维浅水方程组为控制方程,采用有限体积法离散求解水动力参数,利用等效曼宁系数法概化植被影响,定义床面剪切力小于阈值区域为新植被生长区,大于阈值区域为植被消亡区。考虑植被阻力对水流的影响以及床面切力对植被消长的影响,建立了植被消长与水动力过程相耦合的数学模型,模拟了不同条件下的植被区演替过程,模拟过程中重点考虑了两个床面剪切力阈值和两个初始植被密度工况。计算结果表明：植被斑块在河道内的演变通常是由块状向条带状发展,较高的剪切力阈值将产生更大的最终植被面积;当剪切力阈值系数为0.5时,最终植被面积占河道总面积的比值为47%~49%;当剪切力阈值系数为0.7时,最终植被面积占比为58%~60%;不同的初始植被分布并不会对最终植被面积产生显著影响,但较大的初始植被密度会加快植被的初始生长速率,使植被面积更快达到基本稳定水平。     

河道植被对水流运动影响研究之现状

研究植被与河道水流的相互作用,对于防洪和生态环境治理具有实际意义.总结了沉水植被和挺水植被对水流的阻力的研究进展情况.针对单一类型植被对水流的阻力已经开展了物理模型试验研究,但试验中忽略了植被的生态特征变化对水流运动的影响.已有的植被对水流阻力的数值模型,是通过调整河床糙率来考虑沉水植被对水流的阻力,采用圆柱绕流的阻力公式计算挺水植被引起的水流阻力.今后在分析植被对水流运动影响的研究时,需要进一步考虑植被的多样性和生态特征.     

淹没柔性植被明渠恒定水流水力特性的试验研究

采用三维多普勒超声测速仪(ADV)对淹没柔性植被明渠恒定水流的水力特性进行了试验研究。采用羽毛来模拟天然河道的柔性植被,对不同的植被密度、不同淹没度和不同流量条件下柔性植被明渠恒定水流流速场进行了测量,得到了淹没植被情况下纵向流速和雷诺应力沿垂向的分布。结果表明,植被上层区域与植被区域水流表现出不同的水力特性,植被上层区域的雷诺应力近似为直线分布,纵向流速呈经典的对数律分布;而植被区域,纵向流速则呈“S”型分布。在分析植被上层水流雷诺应力与纵向流速的关系的基础上,利用普朗特混合长度理论推导了植被上层水流流速的理论表达式,该公式的计算结果与实测数据符合良好。     

淹没柔性植被明渠恒定水流水力特性研究

采用三维多普勒超声测速仪(ADV)对淹没柔性植被明渠恒定水流的水力特性进行了实验研究。采用羽毛来模拟天然河道的柔性植被,对不同的植被密度、不同淹没度和不同流量条件下柔性植被明渠恒定水流流速场进行了测量,得到了淹没植被情况下纵向流速和雷诺应力沿垂向的分布。分析表明,植被上层区域与植被区域水流表现出不同的水力特性,植被上层区域的雷诺应力近似为直线分布,纵向流速呈经典的对数律分布;而植被区域,纵向流速则呈“S”型分布。在分析植被上层水流雷诺应力与纵向流速的关系的基础上,利用普朗特混合长度理论推导了植被上层水流流速的理论表达式,理论公式所得结果与实测数据符合良好。     

沉水植被群落状态对水流阻力的影响

沉水植被在水流作用下状态会发生改变,进而会对河流生态系统产生一定影响。通过室内水槽模型实验观测了均匀流下沉水植被群落内部各植株的状态,并分析了沉水植被群落状态以及内部植株相对间距对植被群落水流阻力的影响。研究结果表明:在沉水植被群落内部,各个植株的相对刚度各不相同,并且其状态随来流条件变化而改变,对于不同种群的沉水植被群落,在相同水流条件下也可能呈现出不同的状态,当沉水植被群落的植被处于非直立状态时,随着植被从弯曲状态向直立状态转换,水流阻力也在不断增大;植被处于完全刚性状态时,阻力系数则与植被相对刚度无关,仅与水流条件有关,随着流速的增大而减小;沉水植被群落内部植被相对间距不同,其阻水效果也不同,在相同植被状态下,植被相对间距越大,也就是植被带越长,植被阻力越大。     

新型生态植被毯边坡防护技术水土保持效应研究

新型生态植被毯边坡防护效果良好,目前常用的植被毯种类有椰丝型、麦秸型以及椰丝麦秸混合型。为优选出性价比最高的植被毯材料,对这3种植被毯上建植植被的植被覆盖度、有效根密度、地表径流量、土壤侵蚀量和土壤抗蚀性能进行了对比分析。结果表明,与在自然坡面上建植植被相比,植被毯护坡均可以增加土壤的覆盖度,减少降水的径流量与土壤侵蚀量。结合植被毯的产品质量指标,椰丝麦秸混合型植被毯性价比较高,可以作为普遍推广的植被毯品种。研究成果可为植被毯的施工及推广应用提供一定科学依据。     

东江中游河边植被多样性调查评价

植被多样性作为河流健康评价体系的指标之一，反映了植被稳定性对河流健康程度的影响。通过对东江惠州段泗湄洲的植被进行调查分析，采用夏侬-威纳(Shannon-Weiner)多样性和均匀度评价法，对河边植被多样性进行了评价，分析得出了不同高程植被群落的物种组成。亚热带地域河边植被发育较快，植被演替主要决定于淹没频率与高程。从低滩到高滩，植被类型从草本向灌木、最后向木本过渡。植被的多样性也随着高程的增加而提高，高滩植被相对完整、稳定，其生物多样性指数比温带地区的指数高。水位的变化对低滩植被多样性的影响很大。低水位时，低滩散布多种草本植物；而高水位时，部分物种淹没死亡，余下以禾本科和沙草科植物为优势种草本植物群落。     

植被作用下河渠水流问题的研究进展

在前人关于有植被的河渠水流问题研究成果的基础上,根据植被在河渠中的分布情况及其与水流的相互作用,把有植被的河渠水流问题分为滩地有植被的复式断面水流问题、单一断面河槽一侧或两侧有植被的水流问题和整个床面有植被的水流问题。总结了迄今为止中外学者对有植被的河渠水流问题的研究成果,阐述了上述3类有植被河渠水流的特性及其差异;指出现有的研究成果的局限性和适用性,以便人们对此类水流问题及其研究进展有个系统的了解,明确努力的方向.     

黑龙江省河滨植被带破坏的危害及其驱动因素分析

河流的河滨植被带具有十分重要的护岸作用和生态功能。由于人类生产、生活活动的干扰,黑龙江省的河滨植被带遭到了严重的破坏,尤其是平原区,普遍存在着河滨植被带严重缺失的现象,对河流生态环境产生了一定的危害,加剧了河流生态环境的恶化。分析造成河滨植被带破坏的驱动因素,针对河滨植被带破坏严重、生态危害仍在加剧的现状,提出河滨植被带的保护与生态恢复措施与对策。