土坝背水坡金银花护坡降雨侵蚀效应及坝坡稳定性研究
发布时间：2021-08-08 06:47
据全国第一次水利普查统计,山东省现有水库6180座,其中95%以上为土坝水库,土坝水库背水坡面积约69.6km2。根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》,土石坝水库背水坡应采用草皮护坡形式,草坡护坡不仅需要较高的维护费用,且生态效益较差,在当今我国土地资源紧张和环境污染严重的背景下,如何挖潜土地资源最大效益同时改善环境问题已成为科技热点。为此本文以水库土石坝背水坡为载体,选用须根浅表根系的多年生藤本灌木金银花为研究对象,对其护坡的水文效应和坝坡稳定进行了现场试验和数值模拟。影响坝坡稳定的因素包括内部因素和外部因素。内部因素为内部结构在水力侵蚀、冲散下其自身所具有的抗剪强度、抗风化性等性能的变化;外部因素则是地震破坏、降雨及地表水的冲刷等,其中降雨是诱发坝坡失稳的主要外部因素。因此,文中通过开展土石坝背水坡抗冲刷试验测得不同降雨强度情况下金银花覆盖与杂草覆盖坡面的产流、产沙量,研究金银花的护坡抗冲刷能力。利用Geo-studio中SEEP/W和SLOPE/W模块分别模拟2017年、2018年、2019年最大24h降雨条件下降雨及雨后24h内的坝坡孔隙水压力及安...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
土坝背水坡金银花护坡降雨侵蚀效应及坝坡稳定性研究16图5徂徕水库航拍图Fig.5AerialphotooftheMenglaireservoir2.2.1.2水文气象徂徕水库地处属华北暖温带半湿润大陆性季风气候，受大气压环流影响，四季分明，春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷少雪。受季风气候影响，年内降水时空分布很不均衡，主要降水期为夏季7、8月份，夏季降水量约占全年降水量的70%，冬季降水量最少约占4%。全市年际之间降水变幅也较大，年最大降水量为1498mm，年最小降水量为199mm，多年平均降水量为706.8mm。月平均降水量最多的是在7月份，为226.5mm（陈善炳，2016）。土坝背水坡降雨冲刷破坏多发生在雨水充沛的夏季，结合水库当地气象条件、降水资料，背水坡抗冲刷试验中雨强选择90mm/h、120mm/h、160mm/h、200mm/h。2.2.1.3金银花植物特性金银花为多年生、半常绿灌木，叶面密度大，枝条多且有落地即生根的习性，下垂触地的枝条在适宜的温度下15d便可生根。金银花主根粗壮，须根发达，根系主要集中在土壤层30cm以上区域且多为水平分布。同时，金银花的适应性很强，耐阴、喜阳，耐寒，零下4°时生长才受到影响。相关研究表明，金银花还具有良好的抗旱性，植物在遭遇干旱胁迫时，会增强细胞中活性氧的保护酶系统活性，从而使细胞抗性增强。保护酶的活性越高，消除自由基的能力越强，植物的抗逆性也就越强。金银花酶活性较高，因而抗旱性较强（薛彦斌，2010）。山东省平邑县作为中国金银花的主产地，年产干花1800万斤，年产值达45亿，金银花产业为当地百姓带来实实在在的金银。考虑金银花适应性强的植物特性，以及可观的经济的价值，因此选其为土坝背水坡护坡植物开展研究。
山东农业大学硕士专业学位论文19图7人工模拟降雨器示意图Fig.7SchematicdiagramofartificialsimulatedrainfalldeviceMSR-S**-W**型便携式人工模拟降雨器主要由供水系统、智能终端及控制系统等构成，具体构成如下表：表2降雨器系统构成Table2Rainfallsystemcomposition序号Serialnumber名称name功能Features备注Note1供水系统为整个系统提供水源材质304不锈钢2控制系统控制雨强、降雨量，是降雨系统的核心部分无线WIFI远程控制3智能终端用于人机交互，与控制部分利用系统自建的局域网进行通信平板电脑4采集系统包含雨量、压力、风速、水位等各种传感器用于采集各种参数，为实验数据提供参考雨量、压力传感器为标配。5下喷喷头1#、2#、3#，三种规格喷头其中，供水系统需连接外部储水桶，本试验选择容量为1m3的水桶作为储水桶，通过水泵从水库抽水到储水桶来满足模拟降雨器的需水要求。控制系统主要部分为控制器，通过自建的局域网连接控制器与平板电脑实现对降雨器的控制，表现为可调节阀门开关，
【参考文献】：
期刊论文
[1]晋西黄土区不同植被类型土壤抗冲性及表层根系分布特征[J]. 金晓,陈丽华. 水土保持学报. 2019(06)
[2]不同灌木林分枯落物层与土壤层水源涵养能力研究[J]. 曹云生,赵艳玲. 水土保持研究. 2019(06)
[3]水库消落带典型草本植物根系对土壤抗冲性能的影响[J]. 徐文秀,鲍玉海,韦杰,杨玲,贺秀斌,李进林. 水土保持学报. 2019(04)
[4]不同降雨强度条件下黄土边坡稳定性分析[J]. 刘林林,王孝哲,郭祥胜,高超,朱明亮,刘帅. 人民珠江. 2019(07)
[5]雨强和植被覆盖度对红壤坡面产流产沙的影响[J]. 常松涛,黄少燕,查轩,姚冲,陈世发,白永会,王丽园,孙丽丽. 水土保持学报. 2019(03)
[6]简布条分法和FLAC2D计算滑坡稳定性应用对比分析[J]. 查宪伦,刘胡杰,田世瑶,郑淼. 低温建筑技术. 2019(01)
[7]野牛草在南水北调中线渠道护坡中的建植管护技术[J]. 马志林. 水土保持应用技术. 2018(06)
[8]不同类型植被根系对边坡表层的加固效果研究[J]. 戴尚荣. 江西水利科技. 2018(06)
[9]植物根系对边坡加固效应数值模拟研究[J]. 刘水连. 人民珠江. 2018(12)
[10]马蹄金在南水北调中线渠坡护坡中的建植研究[J]. 马志林. 河南水利与南水北调. 2018(11)
硕士论文
[1]细根对黑土区水土保持植被土壤抗侵蚀能力的影响[D]. 陈月明.东北林业大学 2019
[2]植被护坡水文效应对边坡稳定性影响的研究[D]. 马瑶.西安理工大学 2018
[3]考虑植被根系护坡下的土质边坡渗流场及稳定性分析[D]. 安然.西安理工大学 2018
[4]植被对欠稳定边坡自我修复影响机制研究[D]. 彭泽乾.重庆交通大学 2018
[5]乔木根系对堆积体边坡稳定性影响机制研究[D]. 桂斌.重庆交通大学 2018
[6]草本根系固土的力学机制及对土质边坡浅表层稳定性影响的研究[D]. 任柯.西南交通大学 2018
[7]极端降雨条件下黄土区梯田边坡稳定性模拟试验研究[D]. 温永福.西北农林科技大学 2018
[8]植物根系的加筋与锚固作用对边坡稳定性的影响[D]. 郑力.西南大学 2018
[9]基于敏感性分析方法和可靠度理论的黄土高边坡稳定性研究[D]. 梁谊.西安建筑科技大学 2018
[10]植物护坡的水文效应及其对边坡稳定性影响研究[D]. 刘威.中南林业科技大学 2017
本文编号：3329447
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
土坝背水坡金银花护坡降雨侵蚀效应及坝坡稳定性研究16图5徂徕水库航拍图Fig.5AerialphotooftheMenglaireservoir2.2.1.2水文气象徂徕水库地处属华北暖温带半湿润大陆性季风气候，受大气压环流影响，四季分明，春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，冬季寒冷少雪。受季风气候影响，年内降水时空分布很不均衡，主要降水期为夏季7、8月份，夏季降水量约占全年降水量的70%，冬季降水量最少约占4%。全市年际之间降水变幅也较大，年最大降水量为1498mm，年最小降水量为199mm，多年平均降水量为706.8mm。月平均降水量最多的是在7月份，为226.5mm（陈善炳，2016）。土坝背水坡降雨冲刷破坏多发生在雨水充沛的夏季，结合水库当地气象条件、降水资料，背水坡抗冲刷试验中雨强选择90mm/h、120mm/h、160mm/h、200mm/h。2.2.1.3金银花植物特性金银花为多年生、半常绿灌木，叶面密度大，枝条多且有落地即生根的习性，下垂触地的枝条在适宜的温度下15d便可生根。金银花主根粗壮，须根发达，根系主要集中在土壤层30cm以上区域且多为水平分布。同时，金银花的适应性很强，耐阴、喜阳，耐寒，零下4°时生长才受到影响。相关研究表明，金银花还具有良好的抗旱性，植物在遭遇干旱胁迫时，会增强细胞中活性氧的保护酶系统活性，从而使细胞抗性增强。保护酶的活性越高，消除自由基的能力越强，植物的抗逆性也就越强。金银花酶活性较高，因而抗旱性较强（薛彦斌，2010）。山东省平邑县作为中国金银花的主产地，年产干花1800万斤，年产值达45亿，金银花产业为当地百姓带来实实在在的金银。考虑金银花适应性强的植物特性，以及可观的经济的价值，因此选其为土坝背水坡护坡植物开展研究。
山东农业大学硕士专业学位论文19图7人工模拟降雨器示意图Fig.7SchematicdiagramofartificialsimulatedrainfalldeviceMSR-S**-W**型便携式人工模拟降雨器主要由供水系统、智能终端及控制系统等构成，具体构成如下表：表2降雨器系统构成Table2Rainfallsystemcomposition序号Serialnumber名称name功能Features备注Note1供水系统为整个系统提供水源材质304不锈钢2控制系统控制雨强、降雨量，是降雨系统的核心部分无线WIFI远程控制3智能终端用于人机交互，与控制部分利用系统自建的局域网进行通信平板电脑4采集系统包含雨量、压力、风速、水位等各种传感器用于采集各种参数，为实验数据提供参考雨量、压力传感器为标配。5下喷喷头1#、2#、3#，三种规格喷头其中，供水系统需连接外部储水桶，本试验选择容量为1m3的水桶作为储水桶，通过水泵从水库抽水到储水桶来满足模拟降雨器的需水要求。控制系统主要部分为控制器，通过自建的局域网连接控制器与平板电脑实现对降雨器的控制，表现为可调节阀门开关，
【参考文献】：
期刊论文
[1]晋西黄土区不同植被类型土壤抗冲性及表层根系分布特征[J]. 金晓,陈丽华. 水土保持学报. 2019(06)
[2]不同灌木林分枯落物层与土壤层水源涵养能力研究[J]. 曹云生,赵艳玲. 水土保持研究. 2019(06)
[3]水库消落带典型草本植物根系对土壤抗冲性能的影响[J]. 徐文秀,鲍玉海,韦杰,杨玲,贺秀斌,李进林. 水土保持学报. 2019(04)
[4]不同降雨强度条件下黄土边坡稳定性分析[J]. 刘林林,王孝哲,郭祥胜,高超,朱明亮,刘帅. 人民珠江. 2019(07)
[5]雨强和植被覆盖度对红壤坡面产流产沙的影响[J]. 常松涛,黄少燕,查轩,姚冲,陈世发,白永会,王丽园,孙丽丽. 水土保持学报. 2019(03)
[6]简布条分法和FLAC2D计算滑坡稳定性应用对比分析[J]. 查宪伦,刘胡杰,田世瑶,郑淼. 低温建筑技术. 2019(01)
[7]野牛草在南水北调中线渠道护坡中的建植管护技术[J]. 马志林. 水土保持应用技术. 2018(06)
[8]不同类型植被根系对边坡表层的加固效果研究[J]. 戴尚荣. 江西水利科技. 2018(06)
[9]植物根系对边坡加固效应数值模拟研究[J]. 刘水连. 人民珠江. 2018(12)
[10]马蹄金在南水北调中线渠坡护坡中的建植研究[J]. 马志林. 河南水利与南水北调. 2018(11)
硕士论文
[1]细根对黑土区水土保持植被土壤抗侵蚀能力的影响[D]. 陈月明.东北林业大学 2019
[2]植被护坡水文效应对边坡稳定性影响的研究[D]. 马瑶.西安理工大学 2018
[3]考虑植被根系护坡下的土质边坡渗流场及稳定性分析[D]. 安然.西安理工大学 2018
[4]植被对欠稳定边坡自我修复影响机制研究[D]. 彭泽乾.重庆交通大学 2018
[5]乔木根系对堆积体边坡稳定性影响机制研究[D]. 桂斌.重庆交通大学 2018
[6]草本根系固土的力学机制及对土质边坡浅表层稳定性影响的研究[D]. 任柯.西南交通大学 2018
[7]极端降雨条件下黄土区梯田边坡稳定性模拟试验研究[D]. 温永福.西北农林科技大学 2018
[8]植物根系的加筋与锚固作用对边坡稳定性的影响[D]. 郑力.西南大学 2018
[9]基于敏感性分析方法和可靠度理论的黄土高边坡稳定性研究[D]. 梁谊.西安建筑科技大学 2018
[10]植物护坡的水文效应及其对边坡稳定性影响研究[D]. 刘威.中南林业科技大学 2017
本文编号：3329447
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