石漠化边坡植被板槽组合蓄水和持水养护的试验模型和试验方法技术

本发明专利技术公开了石漠化边坡植被板槽组合蓄水和持水养护的试验模型和试验方法，包括由格栅板和有机玻璃组合而成的试验槽体、土体、防渗透保护层、蓄水层或蓄水腔、吸水带、植株、模拟降雨装置和支撑结构；试验槽体的底板通过支撑结构根据所模拟的石漠化边坡的坡度支撑形成相应坡度，所述防渗漏保护层覆盖在试验槽体下侧壁和底板上，所述蓄水层通过碎石堆积在试验槽体下侧壁与底板构成的角落中形成，所述蓄水腔通过格栅板架设在试验槽体的下侧壁和底板之间，与下侧壁、底板共同围成蓄水空腔而成；土体覆盖在蓄水层或蓄水腔上方，吸水带埋设在土体中且延伸至蓄水层或蓄水腔底部。本发明专利技术能够揭示石漠化边坡植被板槽持水保水特性，有助于探究石漠化边坡植被板槽持水保水的实用性和有效性。和有效性。和有效性。

【技术实现步骤摘要】
石漠化边坡植被板槽组合蓄水和持水养护的试验模型和试验方法


[0001]本专利技术属于石漠化边坡的水土保持、植被恢复和生态环境重建领域，具体涉及石漠化边坡植被板槽的组合蓄水和持水养护。

技术介绍

[0002]石漠化边坡存在着一些严重阻碍植被恢复的难题，例如水土流失、地表缺土或者土层浅薄致使水分会快速流失，还常出现蒸发量大于降水量的干燥期，都会造成土壤季节性干旱。板槽是岩溶坡地与石漠化边坡的一个种植植被进行植被恢复的单元，通过在坡面设置挡土板，在挡土板与坡面的夹角空间内填充种植土种植植物进行植被恢复，如图1所示。针对石漠化边坡板槽植被恢复中的持水养护问题，研究一种快速、简捷、实用的植被板槽组合蓄水和持水养护的试验方法及模拟系统，以便通过试验充分揭示石漠化边坡植被板槽蓄水和持水特性，探究石漠化边坡植被板槽持水保水的实用性和有效性，是促进石漠化边坡植被恢复的关键问题之一。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供石漠化边坡植被板槽组合蓄水和持水养护的试验模型和试验方法，以便充分揭示石漠化边坡植被板槽持水保水特性，探究石漠化边坡植被板槽持水保水的实用性和有效性，为促进石漠化边坡植被恢复提供理论依据。
[0004]本专利技术是基于国家自然科学基金项目、广西交通运输行业重点科技项目和四川省重点研发基金项目的资助而提出。
[0005]本专利技术提供的石漠化边坡植被板槽组合蓄水和持水养护的试验模型和试验方法，根据模拟的对象、情景不同，分为以下三种。
[0006]本专利技术提供的第一种石漠化边坡植被板槽组合蓄水和持水养护的试验模型，即植被板槽在降雨蓄水后再抵抗干旱胁迫的试验模型，用于为了模拟石漠化边坡的植被板槽在雨后久旱或在旱季的土体吸水养护。所述模型包括试验槽体、土体、防渗透保护层、蓄水层或蓄水腔、吸水带、吸力传感器、含水率传感器、测温探头、植株、降雨模拟装置和支撑结构；所述试验槽体为矩形截面的槽体，由有机玻璃板和格栅板围成，垂直坡向的上下侧壁和底板为格栅板，顺坡向的左右侧壁为有机玻璃板，试验槽体的底板通过支撑结构根据所模拟的石漠化边坡的坡度支撑形成相应坡度，所述防渗漏保护层覆盖在试验槽体下侧壁和底板上，所述蓄水层通过碎石堆积在试验槽体下侧壁与底板构成的角落中形成，所述蓄水腔通过格栅板架设在试验槽体的下侧壁和底板之间，与下侧壁、底板共同围成蓄水空腔而成；所述土体覆盖在蓄水层或蓄水腔上方，所述吸力传感器、含水率传感器、测温探头埋设在土体中，所述植株种植在土体中，所述吸水带埋设在土体中且延伸至蓄水层或蓄水腔底部；所述降雨模拟装置位于试验槽体上方。
[0007]上述第一种试验模型，进一步地，所述植株为乔灌木以及辅助种植的草本或爬藤
植物，或，所述植物为非肉根茎蓄水型植物、肉根茎蓄水型植物中的至少一种。
[0008]上述第一种试验模型，进一步地，所述碎石大小不一，大粒径碎石填充在下层，小粒径碎石填充在上层与土体相邻，从而利用大碎石的粒间大孔隙形成蓄水空腔，小碎石与土体相邻起到反滤作用，避免土体渗漏堵塞蓄水腔。
[0009]上述第一种试验模型，进一步地，所述土体中拌合有保水剂。
[0010]基于上述第一种试验模型的石漠化边坡植被板槽在雨后久旱或在旱季土体吸水养护试验方法，包括以下内容：打开降雨模拟装置，在降雨入渗到模型底部时停止降雨，然后开模拟雨后久旱或在旱季的展蒸腾蒸发试验，模拟在干旱季节植被板槽的土体从蓄水层或蓄水腔吸水养护过程，观测水分迁移和持水过程。
[0011]本专利技术提供的第二种石漠化边坡植被板槽组合蓄水和持水养护的试验模型，即植被板槽的根茎在干旱季节组合持水(模拟旱季养护)试验模型，模拟石漠化边坡的植被板槽在雨后久旱或在旱季的土体吸水以及联合根茎共生持水的养护模式。该模型包括试验槽体、土体、防渗透保护层、蓄水层或蓄水腔、吸水带、吸力传感器、含水率传感器、测温探头、降雨模拟装置和支撑结构；所述试验槽体为矩形截面的槽体，由有机玻璃板和格栅板围成，垂直坡向的上下侧壁和底板为格栅板，顺坡向的左右侧壁为有机玻璃板，试验槽体的底板通过支撑结构根据所模拟的石漠化边坡的坡度支撑形成相应坡度；所述防渗漏保护层覆盖在试验槽体下侧壁和底板上；所述蓄水层通过碎石堆积在试验槽体下侧壁与底板构成的角落中形成，所述蓄水腔通过格栅板架设在试验槽体的下侧壁和底板之间，与下侧壁、底板共同围成蓄水空腔而成；所述土体覆盖在蓄水层或蓄水腔上方，所述吸力传感器、含水率传感器、测温探头埋设在土体中；所述吸水带埋设在土体中且延伸至蓄水层或蓄水腔底部；所述降雨模拟装置位于试验槽体上方。
[0012]上述第二种试验模型，进一步地，还包括种植在土体中的肉根茎蓄水型植物。该种情形是模拟和测试在板槽中种植肉根茎蓄水型植物情况下的蓄水和持水性能及植物生长性态。
[0013]上述第二种试验模型，进一步地，还包括种植在土体中的非肉根茎蓄水型植物。该种情形是模拟和测试在板槽中种植非肉根茎蓄水型植物情况下的蓄水和持水性能及植物生长性态。
[0014]上述第二种试验模型，进一步地，还包括种植在土体中的肉根茎蓄水型植物和非肉根茎蓄水型植物。该种情形是模拟和测试在板槽中种植肉根茎蓄水型植物和非肉根茎蓄水型植物情况下的蓄水和持水性能及植物生长性态。
[0015]上述第二种试验模型，进一步地，所述非肉根茎蓄水型植物优选为长根系发达的植物(例如三角梅等灌木、香根草)、爬山虎、皇竹草、紫花苜蓿、红凤菜等具有抗干旱、适宜钙质土壤的植物中的至少一种；所述肉根茎蓄水型植物优选为短根系发达的植物，例如肉根茎的植物例如吊兰、海棠花、仙人掌等。
[0016]上述第一种和第二种试验模型，进一步地，所述土体表层覆盖有覆盖层，所述覆盖层可拆卸，用于模拟只有蒸腾条件或蒸发、蒸腾条件同时存在的情况下，不同的非肉根茎蓄水型、肉根茎的植物组合的蓄水持水性能和植物生长性态。优选地，所述覆盖层可以是秸秆、枯草、树叶、碎石、塑料薄膜中的一种。
[0017]上述第二种试验模型，进一步地，所述土体中拌合有保水剂。
[0018]基于第二种试验模型的有无植物组合蓄水和持水条件下蒸腾蒸发干旱胁迫试验方法，包括以下内容：开启降雨模拟装置，在降雨入渗到模型底部时停止降雨，然后开展蒸腾蒸发干旱胁迫试验，观测土体水分迁移过程，观测在干旱季节土体从蓄水腔吸干净水后、在只有蒸腾条件或同时存在蒸发与蒸腾条件下，不同的非肉根茎蓄水型、肉根茎蓄水型植物以及二者组合下的组合蓄水和持水性能及植物生长性态。
[0019]本专利技术提供的第三种试验模型，蓄水腔底的不同防渗材料的防渗漏泌水试验模型，用于模拟石漠化边坡的植被板槽蓄水层底的不同防渗材料的防渗漏性能及其所保障的板槽组合蓄水和持水养护的耐久性。该模型包括该模型包括试验槽体、防渗透保护层、底部收集箱和支撑结构；所述试验槽体为矩形截面的槽体，由有机玻璃板和格栅板围成，垂直坡向的上下侧壁和底板为格栅板，顺坡向的左右侧壁为有机玻璃板，试验槽体的底板通过支撑结构根据所模拟的石漠化边坡的坡度支撑形成相应坡度；所述防渗漏保护层覆盖在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石漠化边坡植被板槽组合蓄水和持水养护的试验模型，其特征在于，包括试验槽体、土体、防渗透保护层、蓄水层或蓄水腔、吸水带、吸力传感器、含水率传感器、测温探头、植株、降雨模拟装置和支撑结构；所述试验槽体为矩形截面的槽体，由有机玻璃板和格栅板围成，垂直坡向的上下侧壁和底板为格栅板，顺坡向的左右侧壁为有机玻璃板，试验槽体的底板通过支撑结构根据所模拟的石漠化边坡的坡度支撑形成相应坡度；所述防渗漏保护层覆盖在试验槽体下侧壁和底板上；所述蓄水层通过碎石堆积在试验槽体下侧壁与底板构成的角落中形成，所述蓄水腔通过格栅板架设在试验槽体的下侧壁和底板之间，与下侧壁、底板共同围成蓄水空腔而成；所述土体覆盖在蓄水层或蓄水腔上方，所述吸力传感器、含水率传感器、测温探头埋设在土体中，所述植株种植在土体中；所述吸水带埋设在土体中且延伸至蓄水层或蓄水腔底部；所述降雨模拟装置位于试验槽体上方。2.根据权利要求1所述试验模型，其特征在于，所述植株为乔灌木以及辅助种植的草本或爬藤植物，或，所述植物为非肉根茎蓄水型植物、肉根茎蓄水型植物中的至少一种。3.基于权利要求1所述试验模型的石漠化边坡植被板槽在雨后久旱或在旱季土体吸水养护试验方法，包括以下内容：打开降雨模拟装置，在降雨入渗到模型底部时停止降雨，然后开展模拟雨后久旱或在旱季的蒸腾蒸发试验，模拟在干旱季节植被板槽的土体从蓄水层或蓄水腔吸水养护过程，观测土体水分迁移与持水过程和效应。4.一种石漠化边坡植被板槽组合蓄水和持水养护的试验模型，其特征在于，包括试验槽体、土体、防渗透保护层、蓄水层或蓄水腔、吸水带、吸力传感器、含水率传感器、测温探头、降雨模拟装置和支撑结构；所述试验槽体为矩形截面的槽体，由有机玻璃板和格栅板围成，垂直坡向的上下侧壁和底板为格栅板，顺坡向的左右侧壁为有机玻璃板，试验槽体的底板通过支撑结构根据所模拟的石漠化边坡的坡度支撑形成相应坡度；所述防渗漏保护层覆盖在试验槽体下侧壁和底板上；所述蓄水层通过碎石堆积在试验槽体下侧壁与底板构成的角落中形成，所述蓄水腔通过格栅板架设在试验槽体的下侧壁和底板之间，与下侧壁、底板共同围成蓄水空腔而成；所述土体覆盖在蓄水层上方，所述吸力传感器、含水率传感器、测温探头...

【专利技术属性】
技术研发人员：何廷全，周成，林煜宏，吴明峰，陈群，林子创，吴燕，叶琼瑶，周泽昶，聂杰雄，梁若翔，陈晓红，范丽娟，张劢捷，
申请(专利权)人：广西新发展交通集团有限公司，
类型：发明
国别省市：