生产建设项目依坡倾倒堆积体侵蚀产沙特征研究

发布时间：2019-01-06 14:18

【摘要】：依坡倾倒堆积体是生产建设项目过程中产生的一类常见的堆积体类型,一般存在于铁路、公路建设中的隧道开挖、山区开发建设项目实施过程中,产生的弃土弃渣沿着山坡坡面或沟道直接倾倒而下。该类型堆积体具有边坡陡峭、覆盖物松散、地表组成物质复杂等特点,相对于原地貌条件下,非常容易导致水土流失及地质灾害。野外常见的依坡倾倒堆积体分为两类:一、坡沟依坡堆积体,该类堆积体弃土弃渣量大,一般直接堆积在沟道和坡面,土层较厚;二、坡面依坡堆积体,该类型堆积体弃土弃渣量相对较小,由坡上部倾倒而下,弃土弃渣堆积在坡面上,形成“上厚下薄”的堆积形态。本文以野外实际状况下存在的两类依坡倾倒堆积体为研究对象,采用室内模拟降雨与模拟上坡来水的方法,对不同砾石含量、不同坡度的依坡倾倒堆积体下垫面展开研究,同时探索该类型堆积体水土流失测算模型,以期为建立生产建设项目水土流失测算模型提供科学依据。得出以下主要结论:形态一:坡沟依坡堆积体研究结论(1)坡沟依坡堆积体产流时间与上部汇流量、砾石含量、坡度的关系:产流时间与上部汇流量的大小呈极显著负相关关系,随着上部汇流量的增大,产流时间缩短;随着砾石含量的增大,产流时间呈增大的趋势;随着坡度的增大,产流时间呈减小趋势。(2)坡沟依坡堆积体径流率与上部汇水量、砾石含量、坡度的关系:在产流后的54 min内,相同砾石含量条件下,平均径流率与上部汇水量呈极显著正相关关系,平均径流率随砾石含量的增大呈减小趋势,随坡度的增大呈增大趋势。(3)坡沟依坡堆积体径流率随时间的变化关系:在产流后的54 min内,径流率随着上部汇水量的增大而增大;随着沟蚀的发育,侵蚀沟边缘土体不断地发生坍塌,阻碍径流向坡下部输移,使得径流率不断地上下波动;上部汇水量越大,沟蚀发育过程速度加快,导致径流率的波动幅度增加;随着时间的延长,堆积体产生的径流率不断地增大,并最终趋于稳定。(4)坡沟依坡堆积体侵蚀速率与上部汇水量、砾石含量、坡度的关系:坡沟依坡堆积体侵蚀速率与上部汇水流量呈极显著幂函数关系;随着砾石含量的增大,侵蚀速率呈减小的趋势;随着坡度的增大,侵蚀速率呈增大的趋势。(5)在上部汇水量为10 L/min、砾石含量为60%、坡度为30°因素组合条件下,平均侵蚀速率显著大于该砾石条件下其他因素组合,随着砾石含量、坡度的增加,坡沟依坡堆积体混合侵蚀加剧,以此推测,砾石含量60%、坡度30°、汇水量10 L/min是发生混合侵蚀的临界条件。(6)坡沟依坡堆积体单位面积侵蚀量预测模型:A=1.194Q1.612?(S/25°)0.977?(0.908-0.256?Di)。形态二:坡面依坡堆积体研究结论(7)坡面依坡堆积体产流时间与雨强、砾石含量、坡度的关系:坡面依坡堆积体产流时间与雨强有显著的负相关关系;产流时间随砾石含量的增加呈增大的趋势。(8)坡面依坡堆积体径流率与雨强呈极显著线性关系;随着降雨时间的延续,径流率呈先增大后趋于稳定的状态,2.5 mm/min雨强条件下径流率波动明显;砾石含量越大,径流率波动幅度越小。(9)坡面依坡堆积体平均侵蚀速率的与砾石含量显著相关;侵蚀速率与雨强显著相关;随着坡度的增加,侵蚀速率有增大的趋势;侵蚀速率的大小主要受降雨强度的支配;雨强越大侵蚀速率波动越明显。相同砾石含量条件下,平均侵蚀速率与雨强呈显著的幂函数关系。(10)坡面依坡堆积体侵蚀模数与砾石含量呈显著的线性关系,与雨强呈显著的幂函数关系,坡面依坡堆积体单位面积侵蚀量测算模型为:A=0.0662P1.6266?(1.543-1.895?Di)?(S/25°)1.352。
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【学位授予单位】：中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S157

【参考文献】