PAM对寒区粉壤土堤防护坡产流产沙特征的影响

发布时间：2024-12-22 01:07

　　 为研究解决寒区粉壤土堤防背水坡面的水土流失问题,基于室外模拟降雨试验,研究第二松花江流域粉壤土堤防坡面施加聚丙烯酰胺（PAM）后在不同坡度和下垫面条件下对坡面侵蚀特征的影响。试验包括4个坡度（10°,15°,20°,25°）和5种PAM浓度（0,2,3,4,5 g/m²）。结果表明:降雨强度和下垫面条件相同时,坡度从10°增大至25°,坡面平均产流率先增大后减小,产沙率随坡度增大而增大。降雨强度和坡度相同时,聚丙烯酰胺浓度2 g/m²增大至5 g/m²,平均产流率相较于0 g/m²降低了10.6%～20%;平均产沙率随浓度的增大而减小。将坡度和浓度的平均产沙率进行拟合,得出产沙率与坡度呈现正相关性,与浓度呈现负相关性。0 g/m²坡面的侵蚀形态主要表现为溅蚀和面蚀特征,施加PAM使得坡面侵蚀严重区域面积相较于0 g/m²减小54.57%,起到了一定控制侵蚀的效果。可见,在坡面上施加一定量的聚丙烯酰胺可以使土壤水分入渗能力增强,减少侵蚀产沙,在实际工程中具有...

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【部分图文】：

图1 坡面产流率、平均产流率变化曲线

图1A为在雨强和坡度相同时,不同下垫面条件下产流率随降雨历时出现不同程度的波动。如图1B所示,平均产流率以3g/m2为分界点,大于3g/m2产流率随浓度增大而减小,浓度小于3g/m2产流率随浓度增大而增大。3g/m2平均产流率相比0g/m2减小了约20%;不同PAM浓度....

图2 坡面产流率、平均产流率变化曲线

图2显示雨强和下垫面条件相同时,不同坡度每分钟产流率趋势差异较大,随降雨历时先急剧增长,后出现不同幅度的波动,但总体趋势为增大。在显著性水平为0.05时,使用单因素方差对每分钟产流率进行分析,发现坡度对坡面产流率有显著性影响,平均水平差异较大。图2B显示在下垫面条件相同时,15°....

图3 不同PAM浓度坡面产沙率变化曲线

图3A显示在雨强、坡度相同时,不同PAM浓度产沙率趋势变化显著。PAM浓度为0,2,3,5g/m2坡面每分钟产沙率随降雨历时先增大,后出现不同程度的波动,未趋于稳定。PAM浓度为4g/m2坡面每分钟产沙率随降雨历时先缓慢增大,后趋于稳定。不同坡面每分钟产沙率随着PAM浓度的增....

图4 平均产沙率对PAM浓度和坡度的响应

坡面径流是水力侵蚀发生、发展的主要动力,流速是坡面径流最重要的水力学要素[14-16]。在试验中通过染色法测定流速v,同时根据监测到的水温,获得雷诺系数,从而获得修正系数α。已有研究表明,在PAM单独使用情况下,由于其水溶液黏性较强,会影响土壤水分的运动[17]。PAM的用量越大....

本文编号：4019201