基于红柳根系影响的塔里木河岸坡冲刷试验

发布时间：2022-01-19 20:13

　　为探明荒漠植物根系对塔里木河河岸崩岸的影响,取塔里木河河岸原状土体,以当地优势灌木红柳为代表植物,通过无植被、有植被条件下岸坡冲刷概化水槽试验,观察根系影响下河岸的崩塌过程、崩塌类型及近岸流场分布情况,分析植物根系对河岸的保护作用。结果表明:无植被条件下河岸崩岸类型以倒崩为主,下部淘刷使上部土层的悬空宽度达到临界值后,上部土层的重力矩大于自身的抵抗力矩,发生旋转崩塌;有植被条件下崩岸类型多为平面滑动破坏,表现为河岸顶部出现纵向裂隙,随裂隙竖向延伸,崩塌土块沿滑裂面滑落水中;植被的护挡对其周围流场的影响显著,使近岸主流方向的平均流速由大于横向和垂向平均流速一个数量级逐渐变为同一数量级;根系的固土效应为18%～65%,河岸悬空度与根表面积密度、根长密度成指数递增关系,根表面积密度能较好地反映根系的固土能力。 

【文章来源】：人民黄河. 2020,42(01)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

各断面根系物理指标

植被在各典型断面中竖直放置,由于河岸坡脚处根土复合体被水流冲刷下切,因此根土胶结体脱离河岸发生滑落,见图6(a),在短时间内根土胶结体不会被冲向下游,而是堆积在坡脚,对近岸河床起一定的掩护作用;随着水流的进一步冲刷,植物根系裸露,植被倒伏水中(水面),根系的护挡作用[19]表现为部分外露的根系对局部流场产生影响以及对上游冲来土块起阻挡缓冲作用,观察到模型上下游水流流态基本平稳,在植被倒伏范围内,水流形态的横向分布呈M形,见图6(a)(b)。植被滑落倒伏后,水位以上复合土层的悬空宽度进一步加大,各断面的最大悬空宽度介于11～15 cm(见表2),相较于无植被河岸土体,悬空度提高了22%～36%。(2)根土胶结体冲刷平衡阶段。

悬空度与根长密度、根表面积密度的关系可以用指数函数拟合,见图7(其中R2为决定系数)。根表面积密度是影响河岸悬空宽度的重要因素,河岸悬空宽度随着根表面积密度的增大而增大;根长密度反映了根系在河岸土体中的穿插和缠绕能力[21],也是影响河岸悬空宽度的主要因素,但其影响较根表面积密度的影响小。2.2 流速分布对崩岸的影响

【参考文献】：
期刊论文
[1]河岸植被覆盖影响下的河流演化动力特性分析[J]. 杨树青,白玉川,徐海珏,黄哲.  水利学报. 2018(08)
[2]不同河岸植被种植密度情况下河流演化试验分析[J]. 白玉川,杨树青,徐海珏.  水力发电学报. 2018(11)
[3]塔里木河流域河岸植被根系护坡的力学机制[J]. 宗全利,冯博,蔡杭兵,陈志康,王建新.  岩石力学与工程学报. 2018(05)
[4]黄土风沙区根系强化抗冲性土体构型的定量化研究[J]. 李强,刘国彬,张正,马春艳,白芸,张晨晨.  中国水土保持科学. 2017(03)
[5]塔里木河干流岸坡植被对河岸侵蚀影响机理初步分析[J]. 冯博,宗全利,唐建,袁寄望.  人民珠江. 2017(02)
[6]荆江段二元结构河岸崩塌机理试验研究[J]. 宗全利,夏军强,邓珊珊,张翼,许全喜.  应用基础与工程科学学报. 2016(05)
[7]三峡库区陡坡根-土复合体抗冲性能[J]. 谌芸,何丙辉,练彩霞,刘志鹏,彭石磊.  生态学报. 2016(16)
[8]河岸崩塌类型与崩塌模式的研究[J]. 王延贵,匡尚富.  泥沙研究. 2014(01)
[9]土石坝背坡植被抗冲蚀能力试验研究[J]. 郭辉,沈育民,李飞,唐文坚.  长江科学院院报. 2013(08)
[10]塔里木河干流河道综合治理措施的研究（Ⅱ）——干流河道整治与生态输水措施[J]. 胡春宏,王延贵.  泥沙研究. 2006(04)



本文编号：3597489