股流冲刷下土质坡面草皮缓冲带的作用效果研究

发布时间：2019-05-30 12:57

【摘要】：土质边坡受股流侵蚀影响严重,草皮缓冲带作为一种植被护坡措施,越来越多地应用于实践中。本文以黄棕壤为研究对象,采用野外集中水流冲刷实验,基于对坡面径流的冲刷轨迹扩散过程和水动力学特征的研究,探讨了土质边坡上不同比例植被缓冲带对上方集中来水冲刷的调控作用,揭示了不同比例草带覆盖下土质边坡对坡面径流泥沙的拦截效果,从水土保持的角度分析该种防护措施下的水土流失规律,为土质边坡草带合理比例的铺设及充分发挥边坡植被缓冲带对水流泥沙的拦截作用奠定基础。通过研究结果分析可以得出以下主要结论:(1)草皮缓冲带改变了坡面径流的扩散轨迹,对水流起到了消散作用。植被覆盖增大了坡面流在坡面上的扩散面积,增加了坡面流的扩散轨迹宽度,且流量越大,草带的调节作用越明显。通过SAS分析可知,草皮缓冲带所占坡面比例的多少显著影响着坡面流在草带上的最大扩散宽、在裸地上的最大扩散宽、坡面流的出流宽度、草带与裸地交界处宽度及水流流经草皮缓冲带之后在裸地上的扩散面积。(2)地表植被阻碍了水流的运动,改变了水流的流动方向,使水流的流动轨迹不断扩散,增大了水流的扩散面积,延长了水流在坡面的滞留时间,进而有更充分的时间下渗到土壤,使得草皮缓冲带覆盖的坡面稳定入渗率较裸地增加两倍以上,同时大大减小了坡面径流的前进速度。(3)草皮缓冲带的存在改变了坡面的水流流态和水流型态。集中放水流量为0.75L/s时,裸地坡面径流属于层流的急流范畴,草带覆盖的坡面径流属于层流的缓流范畴;冲刷放水流量为1L/s时,裸地坡面的坡面径流属于紊流的急流范畴,草带覆盖坡面属于层流的缓流范畴;冲刷放水流量为1.25L/s时,裸地坡面的坡面径流属于紊流的急流范畴,草带覆盖坡面属于过渡流的急流范畴。(4)与裸地坡面相比,草带覆盖坡面带具有显著的减流减沙效应。草带能够延迟水流的产流时间、减少出流量、减少水流中的泥沙含量。同一坡面,坡面上草皮缓冲带对不同流量的水流冲刷减流减沙效果不同。通过三种流量的集中水流冲刷实验,研究布设有不同比例草带的坡面的减流减沙效益,认为在0.75L/s—1.25L/s流量的集中水流冲刷范围内,土质坡面上的草皮缓冲带所占比例达到1/3时即可发挥其显著地水土保持作用。
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【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S157.1

【参考文献】

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本文编号：2488863