[發明專利]一種蘆葦根系影響河岸土體側向沖刷防止水土流失的方法

在審

• 申請號: 202010091838.1
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111783021A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 宗全利;李翠錦;秦鵬;金凱;劉春霞;蔡航兵
• 申請（專利權）人: 青島農業大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10;G01N3/56;G01N33/00;G01N33/24
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 馬金華

本發明屬于河岸土體側向沖刷參數量化技術領域，公開了一種蘆葦根系影響河岸土體側向沖刷防止水土流失的方法，選取塔里木河沿岸典型植被蘆葦根系，將土體分層壓實鋪設在玻璃水槽內；將蘆葦根系植入于土樣中，形成根土復合體后開始進行抗沖特性試驗，得到不同根系體積密度及根系分布方式等根系特征下土體的抗沖特性指標；根據蘆葦根系影響下起動切應力及沖刷系數變化規律，得到根系影響下河岸土體起動切應力與根系體積密度和土體干密度的定量關系式及沖刷系數與根系體積密度和土體干密度的定量關系式。本發明提供的蘆葦根系影響河岸土體側向沖刷防止水土流失的方法能夠滿足精度要求，以塔里木河流域為研究背景，為河岸側向沖刷理論提供理論參考。

技術領域

本發明屬于河岸土體側向沖刷參數量化技術領域，尤其涉及一種蘆葦根系影響河岸土體側向沖刷防止水土流失的方法。

背景技術

目前，最接近的現有技術：水流作用下，土體很容易被沖刷，尤其是河岸，湖岸等岸坡土體側向沖刷較為嚴重，植被正在減少，沿岸土體的沖刷較為嚴重，通過現場調查研究發現，含植被根系的河岸土體不易被水流沖刷。植被根系在土體中相互穿插，纏繞土體，增強了土體的抗沖能力，減弱了土體顆粒間的分散程度，使土體在水流作用下難以起動。而根系的固體效果主要的量化指標是土體的起動切應力及沖刷系數，通過計算含植被根系土體的起動切應力及沖刷系數，可以為河岸土體的沖刷研究提供相關的理論依據。目前國內外對土體的起動切應力及沖刷系數做了相關研究，也總結出了一些起動切應力及沖刷系數的經驗公式。但以上研究都是以熱帶或者亞熱帶地區為背景進行的，很少涉及干旱荒漠區域的研究；且僅局限于有無植被覆蓋比較研究，對于在水動力作用下，植被根系與土體共同作用下對河岸土體起動切應力及沖刷系數的具體量化指標未涉及，而對于蘆葦根系對河岸沖刷參數影響的研究更未見相關報道。

綜上所述，現有技術存在的問題是：目前還沒有研究植被根系與土體共同作用下對河岸土體起動切應力及沖刷系數的具體量化指標，也沒有考慮蘆葦根系對河岸沖刷參數的影響。

解決上述技術問題的難度：

(1)全面考慮蘆葦根系不同布置方式和不同體積密度含量等根系不同特征對河岸土體側向沖刷的影響；

(2)蘆葦根系與土體相互作用下影響河岸土體起動切應力及沖刷系數的量化表達

解決上述技術問題的意義：

(1)得到的蘆葦根系不同布置方式和不同體積密度含量等根系特征對河岸土體側向沖刷的量化影響結果，對于河岸邊坡穩定設計計算和定量評價荒漠植被根系的固土能力提供一定的參考；

(2)發明得到的蘆葦根系影響下河岸土體起動切應力及沖刷系數的量化指標及定量關系，補充現有河岸側向沖刷參數量化計算的理論。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種蘆葦根系影響河岸土體側向沖刷防止水土流失的方法。

本發明是這樣實現的，一種蘆葦根系影響河岸土體側向沖刷防止水土流失的方法，所述蘆葦根系影響河岸土體側向沖刷防止水土流失的方法包括：河岸土體起動切應力與蘆葦根系體積密度及土體干密度之間的關系，通過擬合得到定量關系式，豎直放置時：R₁²＝0.992，τ_cr＝0.08ρd^5.11RVD^0.203；傾斜放置時：R₂²＝0.971，τ_cr＝0.074ρd^5.11RVD^0.202；相交放置時：R₃²＝0.964，τ_cr＝0.079ρd^5.11RVD^0.137；其中RVD為蘆葦根系體積密度；ρ_d土體干密度，g/cm³；τ_cr為有蘆葦根系時土體的起動切應力，N/m²。