[发明专利]一种芦苇根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法

说明书

本发明属于河岸土体侧向冲刷参数量化技术领域，公开了一种芦苇根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法，选取塔里木河沿岸典型植被芦苇根系，将土体分层压实铺设在玻璃水槽内；将芦苇根系植入于土样中，形成根土复合体后开始进行抗冲特性试验，得到不同根系体积密度及根系分布方式等根系特征下土体的抗冲特性指标；根据芦苇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。本发明提供的芦苇根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法能够满足精度要求，以塔里木河流域为研究背景，为河岸侧向冲刷理论提供理论参考。

技术领域

本发明属于河岸土体侧向冲刷参数量化技术领域，尤其涉及一种芦苇根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法。

背景技术

目前，最接近的现有技术：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，植被正在减少，沿岸土体的冲刷较为严重，通过现场调查研究发现，含植被根系的河岸土体不易被水流冲刷。植被根系在土体中相互穿插，缠绕土体，增强了土体的抗冲能力，减弱了土体颗粒间的分散程度，使土体在水流作用下难以起动。而根系的固体效果主要的量化指标是土体的起动切应力及冲刷系数，通过计算含植被根系土体的起动切应力及冲刷系数，可以为河岸土体的冲刷研究提供相关的理论依据。目前国内外对土体的起动切应力及冲刷系数做了相关研究，也总结出了一些起动切应力及冲刷系数的经验公式。但以上研究都是以热带或者亚热带地区为背景进行的，很少涉及干旱荒漠区域的研究；且仅局限于有无植被覆盖比较研究，对于在水动力作用下，植被根系与土体共同作用下对河岸土体起动切应力及冲刷系数的具体量化指标未涉及，而对于芦苇根系对河岸冲刷参数影响的研究更未见相关报道。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前还没有研究植被根系与土体共同作用下对河岸土体起动切应力及冲刷系数的具体量化指标，也没有考虑芦苇根系对河岸冲刷参数的影响。

解决上述技术问题的难度：

(1)全面考虑芦苇根系不同布置方式和不同体积密度含量等根系不同特征对河岸土体侧向冲刷的影响；

(2)芦苇根系与土体相互作用下影响河岸土体起动切应力及冲刷系数的量化表达

解决上述技术问题的意义：

(1)得到的芦苇根系不同布置方式和不同体积密度含量等根系特征对河岸土体侧向冲刷的量化影响结果，对于河岸边坡稳定设计计算和定量评价荒漠植被根系的固土能力提供一定的参考；

(2)发明得到的芦苇根系影响下河岸土体起动切应力及冲刷系数的量化指标及定量关系，补充现有河岸侧向冲刷参数量化计算的理论。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种芦苇根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法。

本发明是这样实现的，一种芦苇根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法，所述芦苇根系影响河岸土体侧向冲刷防止水土流失的方法包括：河岸土体起动切应力与芦苇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＝0.992，τ_cr＝0.08ρd^5.11RVD^0.203；倾斜放置时：R₂²＝0.971，τ_cr＝0.074ρd^5.11RVD^0.202；相交放置时：R₃²＝0.964，τ_cr＝0.079ρd^5.11RVD^0.137；其中RVD为芦苇根系体积密度；ρ_d土体干密度，g/cm³；τ_cr为有芦苇根系时土体的起动切应力，N/m²。