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高速公路边坡的植被防护

作　者: 谢纯辉
导　师: 徐建平; 杨利民
学　校: 安徽工程大学
专　业: 环境工程
关键词: 高速公路护坡植被播种组合水土流失
分类号: U418.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

在我国,公路建设正高速发展,边坡面积也大大的增加,引发了一系列的生态环境问题：如地表覆盖减少,水土流失、土壤风化严重等,从而造成边坡的不稳定性,带来工程隐患,降低公路使用寿命,而植被护坡有效地解决了这些生态问题。边坡的植被、土壤和生物之间是相互依存、相互促进的。首先,植被为动物提供了生存地,间接或直接为其提供食物。其次,边坡土壤影响植被的分布及生长发育,植被也关系到土壤的肥力。边坡的植被、土壤和动物三者不能离开任何一方而单独存在。最后,植被还能恢复被破坏的生态环境并且改善公路景观,提高行车的舒适性。论文研究中选取目前常用的高羊茅、黑麦草、狗牙根作为试验对象,分别进行以下试验并得到相应的结论：(1)根系抗拉力试验,结果显示植物根系的最大抗拉力与直径之间成正相关关系,抗拉强度与直径之间成负相关关系。在同等根系直径的情况下,高羊茅和黑麦草的根系抗拉力和抗拉强度都比狗牙根大,因此我们可以认为,狗牙根植物护坡效果最差,我们在设计植被护坡时,可以适当提高黑麦草和高羊茅的播种量,相对减少狗牙根的播种量。(2)播种试验,对高羊茅、黑麦草和狗牙根进行单播和混播试验,检测其出苗速度、盖度、地下生物量和土壤崩解率。我们发现混播组合优于单播组合,护坡固土、抗蚀效果更好。(3)雨水冲刷试验,我们通过对3组混播组合的冲刷试验我们发现,当雨量较小时,各组合土壤流失量上差异并不明显,随着雨量慢慢的增大,流失量随着也增大,各组合之间的对比也更加明显。速效氮磷流失量随降雨量的增大而增长,与宏观上土壤量的流失量成同一趋势。在小雨强度下,氮磷的流失与土壤的侵蚀同步进行；大雨强度下,氮磷的流失以泥沙的携带为主。因此导致流失量陡然增加。当雨量达到一定量时候,各组合氮磷的流失量区域稳定,差异也并不是那么明显,这是由于植被在坡面的作用效果也具有一定的局限性,当雨量超过临界点时,降雨影响就被弱化,养分的流失量也趋于最大值。(4)综合三组试验效果,我们发现将黑麦草10g/m2,高羊茅20g/m2,狗牙跟20g/m2组合到一起进行混合播种,对控制公路边坡的水土流失效果最好。我们将这一结果全面应用于护坡工程上,进行边坡的综合防护设计。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-13
第一章绪论  13-16
  1.1 研究背景  13-14
  1.2 课题的提出与目的  14
  1.3 课题研究内容  14-15
  1.4 技术路线  15-16
第二章文献综述  16-32
  2.1 边坡类型  16-17
  2.2 公路边坡水土流失的原因  17
    2.2.1 边坡失稳  17
    2.2.2 边坡冲刷  17
  2.3 常用护坡类型  17-18
  2.4 工程护坡的问题  18-19
  2.5 植被护坡  19-26
    2.5.1 植被护坡的功能  19-21
    2.5.2 植被护坡作用机理  21-26
  2.6 植被护坡研究现状  26-29
    2.6.1 国外研究现状  26-28
    2.6.2 国内研究现状  28-29
  2.7 护坡植被的选择  29-32
    2.7.1 不同类型植被的优缺点  29-30
    2.7.2 选择原则  30-32
第三章根系抗拉力试验  32-42
  3.1 根系的采集  32
  3.2 试验方法及装置  32-33
  3.3 试验数据统计与分析  33-41
    3.3.1 高羊茅根系抗拉强度  34-36
    3.3.2 黑麦草根系抗拉强度  36-38
    3.3.3 狗牙根根系抗拉强度  38-39
    3.3.4 结果分析  39-40
    3.3.5 相等直径下植物根系抗拉力的对比  40-41
  3.4 本章小结  41-42
第四章播种试验  42-50
  4.1 试验地概况  42-43
    4.1.1 工程概况  42
    4.1.2 试验地气象、气候  42-43
  4.2 试验材料  43
  4.3 试验方法  43
    4.3.1 单播试验  43
    4.3.2 混播试验  43
  4.4 检测方法  43-44
  4.5 结果与分析  44-49
    4.5.1 出苗速度  44-46
    4.5.2 盖度  46-47
    4.5.3 地下生物量  47-48
    4.5.4 土壤崩解率  48-49
  4.6 本章小结  49-50
第五章雨水冲刷试验  50-62
  5.1 降雨量标准  50-51
  5.2 试验装置与方法  51-52
  5.3 土壤流失量  52-55
    5.3.1 0.5mm/min降雨强度下水土流失量  52
    5.3.2 1.0mm/min降雨强度下水土流失量  52-53
    5.3.3 2.0mm/min降雨强度下水土流失量  53-54
    5.3.4 5.0mm/min降雨强度下水土流失量  54
    5.3.5 不同降雨量下各组合土壤流失百分比  54-55
    5.3.6 结果分析  55
  5.4 土壤速效养分流失量  55-61
    5.4.1 速效氮  55-58
    5.4.2 速效磷  58-60
    5.4.3 结果分析  60-61
  5.5 本章小结  61-62
第六章总结  62-65
  6.1 主要结论  62-63
  6.2 植被护坡的局限性  63
  6.3 展望  63-65
参考文献  65-68
攻读硕士期间发表的学术论文  68-69
致谢  69

高速公路边坡的植被防护

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