防冲刷基材生态护坡技术的研究与应用

结合人工边坡的特点及其生态治理的原理,在生态防护工程中引入防冲刷基材(PEB)生态护坡技术,同时介绍该技术主要功能特点和适用范围.以河南燕山水库植被护坡工程为例,详细探讨了PEB生态护坡技术的施工工艺,并通过监测工程实施后植物生长、浅层防护和水土保持的效果,对该技术进行了全面评价.     

东山流域水土保持措施对地表径流和土壤侵蚀的影响

以太原市娄烦县东山流域为研究对象,通过在流域内设置不同水土保持措施配置的径流小区,观测各个小区的地表径流量和侵蚀量,分析研究不同水土保持措施配置对径流小区的径流量和侵蚀量的影响。试验表明：通过工程措施改变地表微地形可以明显降低地表径流量及侵蚀量,提高地表植被盖度可以降低径流量及侵蚀量。     

三种水土保持措施下红壤坡地径流产沙特性

为了给红壤区选取、布设水土保持措施提供有效依据,基于连续两年试验区降雨资料,分析不同水土保持措施与对照处理径流小区的减流减沙效益,研究降雨与径流产沙的相关性。结果表明:有效侵蚀性降雨发生在春夏两季的比例较大,4—5月降雨量占全年降雨总量比例达38.7%~43.2%;相对于对照小区,植被措施及工程措施的年均减流率均大于90%,减沙率大于99%,耕作措施减流率及减沙率分别为79.6%和93.4%;按照侵蚀强度分级标准,对照小区两年均为剧烈侵蚀,植被措施、工程措施小区为微度侵蚀,而耕作措施分别达到极强度侵蚀和轻度侵蚀,从减流减沙效果而言,植被措施及工程措施较耕作措施的效果更显著;相关性分析结果表明,不同处理下的径流量与降雨量相关性最密切,对照小区与植被措施小区的侵蚀量与径流量呈极显著的相关性。     

探析采石场松散体坡面两种治理措施的水土保持效益

通过某采石场松散体坡面治理措施的试验,对不同坡度标准径流小区在不同降雨条件下坡面不同水土处理方式的效果分析,初期采用坡面25°生态袋平铺比常规整地法让植被自然恢复的效果更好,随着治理时间延长,两种方法效果差别不大。植被覆盖度达到80%以上时,坡面具有较强的蓄洪保土能力,径流量和土壤流失较少,水土保持效果较好。     

锦巧径流小区不同植被条件下降雨对土壤侵蚀的影响分析

文章以锦巧小流域为例,设立8个径流小区,采用径流小区实验的方法探究了植被类型与土壤侵蚀之间的相关关系。研究表明:林地的土壤侵蚀强度最低,撂荒地最高,农耕地居中,林地具有较强的水保能力,水土保持治理的最佳植物措施为林地;总体上,径流深、径流量、土壤流失量与降雨量及降雨侵蚀力之间存在显著的正相关关系,降雨具有加快土壤侵蚀的作用应实施重点防护,研究成果可为小流域治理及其水保方案优化设计提供参考。     

不同降雨条件下生态护坡减流减沙效应对比研究

生态护坡技术逐渐广泛应用于边坡防护工程中,目前国内尚缺乏生态护坡水力侵蚀规律的研究。为更好地模拟自然降雨条件下Enkamat型生态护坡产流产沙规律,设置持续性降雨、间歇性降雨及变降雨强度不同降雨条件下试验,分析径流含沙量及泥沙累积侵蚀量随降雨历时变化规律;设置降雨强度为120 mm/h,坡度25°下Enkamat7220+植被、Enkamat7020+植被、Enkamat7220+植被根系、Enkamat7020+植被根系、仅植被、仅根系、裸坡7组不同试验组次,分析并得出加筋植草型生态护坡产流产沙规律及其减流减沙特性,验证了Enkamat型生态护坡水土防护效果的优越性,为江苏沿海垦区生态软防护工程提供理论支撑。     

不同生态护坡材料对径流中氨氮及磷酸盐削减效果的试验研究

为探究不同生态护坡对氨氮、磷酸盐的削减效果和规律,构筑了现浇绿化混凝土、生态砌块、格宾石笼、植物蜂巢、普通植草等5种不同生态护坡试验段并开展了径流模拟试验,分别监测了试验过程中地表径流、壤中流的水量水质变化过程.结果发现:以上5种生态护坡对氨氮、磷酸盐的削减率均较为显著;对氨氮、磷酸盐的综合削减率由大至小依次为植物蜂巢...     

四种生态护坡材料的径流入渗性能试验研究

“渗”是海绵城市建设六字方针之首,增强下垫面的自然渗透能力是海绵城市的重要举措。为研究不同护坡材料对地表径流的渗透性能,在现浇绿化混凝土、生态砌块、格宾石笼、植物蜂巢等4种生态护坡材料上开展了径流模拟试验,采用下边界开始溢流时间、径流入渗率、入渗水量比例、平均汇流速度等指标分析评价这4种生态护坡材料对径流的延滞效应。结果表明：本次试验选取的4种生态护坡材料径流入渗性能显著优于普通植草护坡,符合海绵城市关于加强雨水渗透、滞留的有关要求,建议在海绵城市建设中加以推广应用。试验所获得的参数,可以为海绵城市建设评估、河道生态修复工程的材料选择提供参考。     

基于不同水土保持措施下径流小区降雨与产流产沙关系研究

中国北方石质山区水土流失严重,生态环境脆弱,据此,开展水土保持措施与降雨径流产沙之间的作用关系研究,对于水土流失有效治理以及生态保护具有重要意义。文章以大凌河流域为例,通过布设4种径流小区即油松、刺槐、山杏和荒草地小区,分别对不同水土保持措施下各小区在2015-2016年的降雨、产流、入渗率以及产沙量参数进行分析,探讨了产流产沙与不同水保措施下小区降雨之间的相互关系。研究表明:次降雨强度主要为10mm/h以下范围并以中雨和小雨为主;产流产沙量由小到大依次为油松、刺槐、山杏、荒地小区,荒草地小区产流产沙量在相同降雨条件下明显高于其他小区;各小区相应的平均入渗率分别为91. 06%、91. 54%、87. 62%和66. 17%;除荒草地外其他各措施可对径流泥沙具有良好的拦蓄作用。     

现浇网格生态护坡技术研究——以延庆试验区为例

为了研究现浇网格生态护坡技术在边坡治理中的适应性和效果,系统地介绍了该技术体系,并以北京延庆试验区为例,对网格内植物的生长情况和土壤的理化性质进行了调查分析。结果表明:完工4 a后,试验小区金叶莸的成活率达到94.3%,金叶莸新生枝叶繁茂,每株枝条平均生物量可达到29.3 g,平均株高为33.07 cm,平均覆盖度为533 cm2;与空白对照小区比较,网格内土壤中机质增加了28.11 g/kg,全氮增加了0.72 g/kg,速效磷增加了11.25mg/kg,速效钾增加了33.74 mg/kg,pH下降了0.71。在经济成本方面,该技术的后期养护时间为1～2 a,时间短,投入少,节约成本。试验区适用研究成果表明现浇网格生态护坡技术的水土保持、植被恢复效果良好,易于在各类边坡生态防护中推广应用。     

赣南红壤坡面不同措施径流泥沙及氮磷污染输出试验研究

选择赣南于都县左马小流域的典型红壤坡面,通过在研究区布设标准径流小区,进行了不同措施径流泥沙及氮磷污染输出的试验研究。通过径流小区的试验观测分析表明:水保林+水平竹节沟式综合水保措施实施初期,平均减流和减沙效果达到近73%,以植被增加地表覆盖度,以水平竹节沟坡面水保工程截短坡长,分段拦蓄径流泥沙,可实现保水保土目的;经果林+坡面工程或绿篱是坡地经济果业开发保持水土的重要措施,工程措施在初期发挥作用较绿篱更大;氮磷等面源污染随水土流失从坡面输出,试验区不同措施氮素输出多以径流携带为主,磷素输出均以泥沙携带为主;经果林+工程措施对径流携带氮磷拦截率较高,水保林+工程措施对泥沙携带氮磷的拦截率较高,都在75%以上。     

黄土丘陵沟壑区坡面水保措施及植被对流域尺度水沙关系的影响

根据黄土高原高含沙水流的特点,认为次暴雨的产沙模数和径流深可用线性正比关系式来表示,关系式中比例系数表示流域单位径流深的输沙能力、次暴雨过程中流量超过临界值后的稳定含沙量以及流域历次洪水的平均含沙量。在此模型基础上,以黄土丘陵沟壑区的王家沟的两个毗邻地貌相似的两条沟为研究区,其中一条沟为经治理而另一条则未治理。探讨各种坡面水土保持措施及植被对流域水沙关系的影响。结果表明,治理流域和非治理流域具有相同的水沙关系,被治理沟的植被等坡面措施在流域尺度上仅通过减水来减沙。这主要是因为植被等坡面措施不能显著改变沟道的输沙能力,且由于植被不能很好地控制沟谷侵蚀和重力侵蚀,使得水流进入沟道后又会获取充足的泥沙补充,达到和治理前相同的径流输沙能力。因此可以认为,在仅有植被和其它坡面治理措施的情况下,治理流域的减沙率可用减水率来估计。本文的实际计算表明,在多年平均尺度、年际尺度和次暴雨尺度这一方法都有较好的精度。     

华南红壤区坡面产流产沙对植被的响应

植被对坡面水蚀具有重要影响,其减水、减沙效益广受关注。以广东省五华县源坑水小流域2011—2014年的径流小区次降雨水沙观测数据为基础,分别在次降雨、月、年及不同降雨区间讨论植物类型差异、月际植被盖度变化、年际植物生长及不同次降雨量对坡面产流、产沙的影响。研究结果表明:(1)在次降雨尺度,植物小区平均减沙效益、减水效益分别为24.77%、12.95%,其减沙效益大于减水效益;(2)在各降雨区间,相较于裸土小区,桉树、松树和糖蜜草小区分别在次降雨量为20~30 mm、20~40 mm和20~50 mm的降雨区间具有较为显著的减沙效益。松树和糖蜜草在次降雨量为10~50 mm的降雨区间均具有显著的减水效益。但在次降雨量50mm的降雨区间植物的减沙、减水效益均不显著。(3)在月尺度上,各径流小区产流、产沙量均无显著差异。但由于月际植被盖度的变化,不同月份植物减沙效益数值顺序存在一定变化,但植物减水效益数值顺序较为稳定均呈现为糖蜜草松树桉树。(4)在年尺度上,桉树,松树和糖蜜草的减沙、减水效益区间分别为7.00%~38.66%、2.98%~8.76%,7.74%~37.30%、6.67%~19.67%和8.35%~45.33%、10.00%~23.36%。各径流小区年均次降雨产流、产沙数值顺序均呈现裸土小区桉树小区松树小区糖蜜草小区。各植物小区的减水效益与减沙效益相一致,表明相较于植物通过改变水沙关系减沙而言,植物主要是通过减水来减沙。     

Experimental Study on Slope Runoff,Erosion and Sediment under Different Vegetation Types

The relationships between precipitation, vegetation and erosion are important yet unresolved issues in the field of earth surface processes. Vegetation plays an important role in controlling soil erosion. Through field simulated rainfall experiments, we analyzed the characteristics, regulation of, and correlation among the slope rainfall-infiltration-runoff, erosion and sediment under different vegetation types. The results showed that the forest effectively improved soil structure, had stronger runoff and sediment regulation and was influenced less by rainfall intensity than those under other vegetative conditions. In addition, the efficiency and pattern of the regulation of runoff and sediment varied with vegetation types as did the mechanism of action. The soil and water conservation function of forest was water storage and sediment reduction by plant root systems to reduce erosion power, increase infiltration, decrease runoff and reduce flow speed. The function of grassland was direct sediment interception based on surface vegetation canopy for runoff and sediment regulation. The root contribution to runoff and sediment reduction was relatively greater than the shoot contribution under forest conditions, whereas, the effect of shoots and roots on soil loss was almost equivalent under grassland conditions. The different spatial structures of vegetation affected runoff and sediment regulation in different ways, and plant root systems were crucial for soil and water conservation. The cumulative sediment yield of the slopes increased as a statistically significant power function of cumulative runoff. The coefficient and curve shape of function were dependent on vegetation type, soil properties, rainfall intensity and surface roughness. The process of slope runoff and sediment was divided into development, active and stable stages. These stages correlated with each other to constitute a complete rainfall-runoff and erosion-sediment process, which exhibited their own features at each stage. This study furthers understanding of the relationships between vegetation, soil erosion and precipitation.     

石质边坡防护中生态植被毯水土保持效果研究

为研究石质边坡生态植被毯防护坡面的水土保持效果,在某高速公路施工现场软弱岩石边坡、碎石边坡段设置植被毯防护区和自然撒播草籽防护对照区,分不同时段对各区植被覆盖度、根系土壤根密度、崩解时间、地表径流量及土壤流失量等与水土保持相关的参数进行了测定,并对实测数据进行了对比分析。结果表明:软弱石质坡面采用生态植被毯防护技术,可增加植被覆盖度,减少地表径流量和土壤侵蚀量,有效控制水土流失,水土保持效果明显优于直接撒播草籽护坡。该技术在同类边坡防护工程中具有较高的推广价值。     

锯末在坡面水土保持防护工程中的应用研究

植被覆盖是公路边坡防护的措施之一,而土壤中的有机质含量对促进植物生长至关重要。为此,采用对比试验的方法,研究了在土壤中铺设锯末后,有机质的流失情况以及植物的生长状况。结果表明：在同样气候条件下以及植物生长周期内,未铺设锯末土壤中的有机质下降较多;气温较低月份,铺设锯末土壤中的有机质要高于未铺设锯末土壤25%。试验结果对于坡面工程的水土保持具有推广应用价值。     

水土保持与节水型社会

通过分析水土保持与水资源及节水型社会的关系,提出了水保生态与节水型社会建设应有的作为.水土保持关键在水,节水定当先行;生态植被建设涵养水源,节水应从源头抓起;水土保持蓄水保土,小流域清水长流,节水致富于民;水土保持减沙淤积,减少了黄河冲沙用水,客观上起到了节省流域总用水量的作用.同时要科学认识森林植被建设对河川年总径流量的影响.     

南水北调中线水源区植被恢复的产流产沙效应初步研究

选择南水北调水源区典型小流域,在坡耕地、经果林、退化矮林、荒草地和马尾松林 5 种土地利用类型上建立径流小区,观测不同土地利用类型产流产沙规律及其受不同坡度的影响。研究结果初步表明：高强度、短历时降雨过程是南水北调中线水源区水土流失的主要动力;在 5 种土地利用类型中,经果林和坡耕地产流产沙量最大,因此,除了加强坡耕地治理外,控制经果林水土流失也是南水北调中线水源区植被恢复的重点。     

基于水土保持工作中植物措施发挥的作用

水土流失是当今社会一个重要的环境问题,尤其是对于一些干旱地区来说。因此,必须重视治理水土流失问题,加强水土保持各方面工作的力度。当前,开展水土保持工作,一般利用工程措施以及植物措施。其中,植物措施不仅对于涵养水源、保持水土,改善生态环境有着重要作用,还可以增加一定的经济效益。水土保持工作的植物措施包括水源涵养林、固沙造林等水土保护林的营造、水土保持草的种植等。文章简析了水土流失以及水土保持工作,对水土保持工作的基本措施进行概括,并对植物措施在水土保持工作中的作用进行重点分析。     

黄壤径流小区植被覆盖度对土壤湿度的影响

土壤水是生态环境的重要因素,黄壤是亚热带湿润条件下的一种地带性土壤,研究植被覆盖度对土壤湿度的影响对该地区水文过程研究、水土保持、水资源利用都具有重要意义。设置植被覆盖度不同的黄壤径流小区,对其土壤湿度进行长期监测,分析不同植被覆盖度条件下土壤湿度的平均水平和变化特征,结果表明:植被覆盖度分别为75%、70%、50%、10%的条件下,土壤湿度平均值分别为43. 04%、44. 34%、43. 33%、46. 59%,土壤湿度的最大值、平均值以及变化范围、降雨时变化速度均与植被覆盖度呈负相关关系;植被覆盖度分别为75%、70%、50%、10%的条件下,各场降雨土壤湿度峰值开始时间总和分别为157、155、154、150 h,植被覆盖度较高条件下土壤湿度对降雨响应的滞后现象较为明显; 9-12月,各植被覆盖度下土壤湿度均与气温呈显著正相关(P=0. 05),显示出无降雨影响时段的土壤湿度呈现随季节变化降低的趋势。综上所述,在研究期内,黄壤径流小区土壤湿度的动态特征主要受降雨影响,不同植被覆盖度条件下植被对降雨的截留作用不同,是导致土壤湿度差异的主要原因。