植被混凝土水分蒸散特性研究.pdf

1、隨著國家“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略的進(jìn)一步推進(jìn)，各類基礎(chǔ)工程開始建設(shè)，形成大量裸露坡面，嚴(yán)重破壞當(dāng)?shù)卮嗳醯纳鷳B(tài)環(huán)境，特別是對高陡的巖石邊坡的修復(fù)，很難通過自然進(jìn)行自我修復(fù)。植被混凝土邊坡生態(tài)防護技術(shù)很好的解決了在巖質(zhì)的高陡邊坡的生態(tài)防護問題，但是在高溫少雨或者地表蒸發(fā)量較大的條件下，基材很難保證水分的蓄持，對種子萌發(fā)和植物生長產(chǎn)生脅迫作用。基材中的水分是植被生長、生態(tài)體系構(gòu)建的決定性因素，也是生態(tài)防護技術(shù)及其防護體系的關(guān)鍵。研究基材的水分蒸散規(guī)

2、律，為基材提供合理的灌溉養(yǎng)護建議，具有重要的應(yīng)用價值。
　　圍繞上述科學(xué)問題，本文以植被混凝土為研究對象，通過文獻(xiàn)查閱、資料收集、室內(nèi)試驗與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，選取溫度和初始含水率為影響因子，分別進(jìn)行不同溫度梯度和不同的加水養(yǎng)護方式下室內(nèi)蒸發(fā)模擬試驗，開展了基材的水熱耦合運移研究，同時為基材提供不同時期的水分灌溉養(yǎng)護建議。主要開展了以下工作：
　　1）通過分析不同溫度下、不同保水劑梯度對基材蒸發(fā)的影響，可以得出：保水劑含量

3、越大，基材穩(wěn)定蒸發(fā)的時間越長，基材的保水效果越明顯；保水劑的基材的含水率降到15％時，保水劑效果顯著；從不同初始含水率下整體蒸發(fā)抑制效果以及保水劑使用效率的角度來講，取0.4%為宜。
　　2）影響種子萌發(fā)的主要因素就是基材淺層的含水率，通過萌發(fā)試驗定性地比較不同養(yǎng)護灌溉方式對種子萌發(fā)率和萌發(fā)時間的影響，溫度越高，表層含水率波動越大，加水間隔應(yīng)相應(yīng)地越小。
　　3）利用小型蒸滲儀實時監(jiān)測基質(zhì)吸力和含水率，同時分別利用鹽溶液法和

4、濾紙法進(jìn)行試驗，并補充得到高吸力區(qū)和低吸力區(qū)的含水率和基質(zhì)吸力。利用Van Genuchten模型，分析研究模型中各參數(shù)變化規(guī)律，得出基材在不同溫度下的水分特征曲線。
　　4）利用小型蒸滲儀測得的數(shù)據(jù)，通過對不同溫度下不同加水間隔條件下基材各層蒸發(fā)的描述，可以看出：10cm以上至地表的基材含水率對降水響應(yīng)明顯，尤其是第一層的基材，在加水后含水率迅速增長，隨著水分重分布又迅速降低，隨著深度增加，各層的含水率波動減??；隨著加水間隔增大

5、，基材各層水分波動的幅度增大，并且影響深度也增大；隨著溫度升高，蒸發(fā)量變大，基材含水率波動越大，基材對降水的響應(yīng)更明顯。
　　5）利用實測的溫度數(shù)據(jù)，通過Matlab軟件確定了地表的溫度函數(shù)，并求得土壤溫度隨深度變化的數(shù)值解形式，與實測數(shù)值進(jìn)行比較，并選取一段在40℃下低速率蒸發(fā)階段的試驗數(shù)據(jù)，采用 HYDRUS-1D軟件對土壤溫度和含水率的計算值與實測值進(jìn)行初步對比。
　　本文通過室內(nèi)模擬試驗探討了植被混凝土在含水率、溫度