一种胡杨根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法技术

技术编号:24494681 阅读:27 留言:0更新日期:2020-06-13 02:33
本发明专利技术属于河岸土体侧向冲刷参数量化技术领域,公开了一种胡杨根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法,选取塔里木河沿岸胡杨根系,并将胡杨根系布置在土体中,形成根‑土复合岸坡土体;对获得的根‑土复合体进行抗冲特性试验,得到不同根系特征下土体的抗冲特性指标;根据胡杨根系影响下起动切应力及冲刷系数变化规律,得到根系影响下河岸土体起动切应力与根系体积密度和土体干密度的定量关系式及冲刷系数与根系体积密度和土体干密度的定量关系式。本发明专利技术分析典型荒漠植被根系对河岸土体抗冲特性的影响规律,确定其定量关系并给出根系影响下河岸土体的起动切应力及冲刷系数的计算公式,为河岸侧向冲刷提供理论参考。

A method to prevent soil and water loss by lateral scour of Populus euphratica root

【技术实现步骤摘要】
一种胡杨根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法
本专利技术属于河岸土体侧向冲刷参数量化
,尤其涉及一种胡杨根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法。
技术介绍
目前,在水流作用下,土体很容易被冲刷,尤其是河岸,湖岸等岸坡土体侧向冲刷较为严重。据资料表明,每年约有600亿吨的土体被水流冲刷。Nanson认为,河岸土体由于受到水流的冲刷导致了河床横向变形,河岸的土体抗冲能力反映了河岸横向变形的程度。还有学者提出河岸土体的粘粒含量是河岸土体抗冲能力的重要影响因素。Briaud对河岸土体抗冲性做了大量的水槽模型试验,间接的提出了冲刷速率公式。Babu等通过水槽模型试验找出了影响河岸土体抗冲性的主要因素。王兆印等认为河岸土体的冲刷速率间接的影响河道的冲刷宽度,通过水槽模型试验,建立了冲刷速率与泥沙粒径之间的关系。以上研究仅在无植被根系覆盖时探究了土体侧向冲刷的影响因素,未涉及植被根系作用下对河岸土体的影响。张金池等通过水槽模型试验认为植被根系的长度和数量与土体的抗冲性密切相关。拾兵等认为植物根系分布越深,根系密集程度越大,水流冲刷土体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种胡杨根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法,其特征在于,所述胡杨根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法,根据河岸土体起动条件,得到防止水土流失的河岸土体起动切应力与胡杨根系体积密度及土体干密度之间的关系;通过拟合得到定量关系式,竖直放置时:R

【技术特征摘要】
1.一种胡杨根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法,其特征在于,所述胡杨根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法,根据河岸土体起动条件,得到防止水土流失的河岸土体起动切应力与胡杨根系体积密度及土体干密度之间的关系;通过拟合得到定量关系式,竖直放置时:R12=0.973,τcr=0.081ρd5.11RVD0.187;倾斜放置时:R22=0.965,τcr=0.076ρd5.11RVD0.201;相交放置时:R32=0.962,τcr=0.081ρd5.11RVD0.132;其中RVD为胡杨根系体积密度;ρd土体干密度,g/cm3;τcr为有胡杨根系时土体的起动切应力,N/m2。


2.如权利要求1所述的胡杨根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法,其特征在于,所述胡杨根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法在有胡杨根系覆盖覆盖河岸土体时,得到含根系土体侧向冲刷系数kdr与胡杨根系体积密度及土体干密度之间的关系,通过拟合得到定量关系式,竖直放置:R12=0.909,kdr=8.19×10-4ρd-7.72RVD-0.28,倾斜放置:R22=0.939,kdr=5.94×10-4ρd-6.03RVD-0.24,相交放置:R32=0.911,kdr=16.46×10-4ρd-10.42RVD-0.27;其中RVD为胡杨根系体积密度;ρd土体干密度,g/cm3;τcr为有胡杨根系时土体的起动切应力,N/m2;kdr为有胡杨根系土体的冲刷系数,m3/(N·s)。


3.如权利要求1所述的胡杨根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法,其特征在于,所述胡杨根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法包括以下步骤:
步骤一,选取的塔里木河沿岸典型荒漠植被胡杨根系,将土体分层压实铺设在玻璃水槽内;
步骤二,将胡杨根系分别以竖直、倾斜、相交布置在土体中,胡杨根系与试验土体一同沉降固结一周形成根土复合体后开始试验;
步骤三,根据获得的根-土复合体,对不同根系特征下的根-土复合体进行抗冲特性试验,得到不同根系体积密度及根系分布方式根系特征下土体的抗冲特性指标;
步骤四,根据胡杨根系影响下起动切应力及冲刷系数变化规律,得到根系影响下河岸土体起动切应力与根系体积密度的定量关系式及冲刷系数与根系体积密度和土体干密度的定量关系式。


4.如权利要求3所述的胡杨根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法,其特征在于,步骤四中,所述根系体积密度的计算方法:



式中,RV为根系的体积,cm3;V为截面土体的体积,cm...

【专利技术属性】
技术研发人员:宗全利李翠锦秦鹏刘春霞金凯陈志康
申请(专利权)人:青岛农业大学
类型:发明
国别省市:山东;37

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