土壤生物工程减少坡面侵蚀效果

王妍

(江汉大学文理学院 湖北武汉 430000)

在构建土壤生物工程过程中,需要利用到诸多活性材料,包括植物、种子以及与植物相关的群落等,结合这些活性材料自身所具备的繁殖能力,进一步使土壤生物工程的构建更具完善性。近年来,由于受到多方面因素的影响,导致我国河溪受破坏程度影响,进一步造成了生态环境的破坏。因此,做好生态环境的恢复工作便迫在眉睫。长期实践经验表明,在河溪治理过程中,充分利用土壤生物工程具备巨大的作用[1]。鉴于此,本课题对“土壤生物工程减少坡面侵蚀效果”进行分析与探究具有较为深远的重要意义。

1 土壤生物工程概况

本课题将某试验河段作为研究对象,该试验河段处于琉璃河上游位置,施工前经探查,环境条件在整体方面显得较为恶劣,存在岩石裸露的现象。针对实地环境,采取了整地措施,基于裸露边坡覆上沙土壤,约20～30厘米,坡长维持在3～4厘米,坡度保持在18°～38°[2]。在试验过程中采用了两类植物材料,一类是金丝柳,另一类是沙柳,并采取了诸多生物工程措施,包括柳篱挡墙、埋根、扦插以及灌丛垫等,主要目的是使岸坡能够得到有效治理。

2 试验策略分析

在篱挡墙、埋根、扦插以及灌丛垫等生物工程措施的截流以及减沙效果方面,使用了人工降雨的策略。将针孔式降雨仪器作为试验仪器,仪器周围利用遮雨布进行挡风,这样能够降低风对降雨造成的影响。进一步需要对不同降雨强度下以及不同生物工程措施下的初始产流时间以及产沙量等指标做好详细记录。基于降雨试验前期,需做好土壤含水率的测定工作,在这方面所使用的工具是铝盒,并完成铝盒取土工作。在降雨器雨滴开始滴落的时候进行计时,做好降雨时间以及坡面起始产流时间等方面的记录,每间隔5分钟完成1次采集,使用量筒测量体积。另外,经过滤之后,还需要做好径流过程中泥沙含量的测量。

3 土壤生物工程减少坡面侵蚀效果探究

3.1 径流特征分析

结合试验策略可知,所应用到的生物工程措施包括篱挡墙、埋根、扦插以及灌丛垫等。在这些措施跟随雨强变大和土壤含水率增大的情况下,初始产流时间发生了很大程度的改变,和裸露边坡比较,这些生物工程措施的延缓产流效果非常显著,地表产流经过的时间显著向后推移,从而使水土时间实现有效延长,使雨水入渗功效得到有效增强。基于土壤生物工程措施当中,使产流时间停止最长的是灌丛垫,同时它的滞留效果也非常好。由此可以得出结论:对于土壤生物工程措施来说,延长坡面水土作用时间的效果是非常显著的,同时使水流动力得到有效降低,进一步起到了保护坡面的作用。

3.2 土壤侵蚀特征分析

结合图1,可以清楚地判断出4类土壤生物工程措施坡面产沙率的大小顺序,即为:扦插＞灌丛垫＞埋根＞梢捆[3]。基于降雨过程当中,梢捆生物工程措施的坡面产流以及产生率较小,这是由于梢捆受到土壤水分含量小的影响。另外3类土壤生物工程措施的产沙率维持在每分钟0.01～0.08g。由此可知,若雨强＜1.0mm/min,那么每一类土壤生物工程措施均能够发挥出降低坡面侵蚀的显著效果。

图1 0.85～0.89mm/min降雨范围下坡面产沙过程

3.3 防护效果分析

结合其他一些学者[4]的研究,可以发现:对于土壤侵蚀过程线来说,是存在比较大的波动的,各类土壤生物工程措施对坡面产生的防护效果也存在各大的差异。要想使坡面的侵蚀得到有效改善,最好选择扦插与埋根两类土壤生物工程措施。主要依赖于这两类措施能够使植物枝叶生长较稀疏,这样便能够为草本植物的覆盖提供便利,在草本植物根系庞大的情况下,便能够使坡面侵蚀得到大大减小。与扦插与埋根比较,灌丛垫与梢捆两类土壤生物工程的效果却显得比较差,主要会造成较大的产沙率。在雨强变大的情况下,每一种土壤生物工程坡面产沙量均会呈不同程度的增加。但是,和裸露边坡比较,各类土壤生物工程措施还是起到了制约坡面侵蚀的良性作用。

4 结语

土壤生物工程属于一类生态环境防治措施,将其合理、科学地应用,能够使河流边坡保持稳定,同时使遭遇破坏的生态环境得到有效恢复。通过本课题的探究,认识到对于坡面侵蚀情况,采取篱挡墙、埋根、扦插以及灌丛垫等生物工程措施具有显著的效果,能够延长坡面水土作用时间,同时使水流动力得到有效降低,进一步起到了保护坡面的作用。当然,这些土壤生物工程措施也需要合理使用,掌握每一种措施的优势与劣势,在科学规范使用的基础上,将能够使坡面侵蚀的径流量与侵蚀量得到有效减轻,进一步使坡面侵蚀状况得到全面改善。

[1]王颖.高甲荣.娄会品.顾岚.钱斌天.土壤生物工程在北京市琉璃河生态恢复中的应用[J].水土保持通报,2011,02:108-111.

[2]朱智勇.解建仓.李占斌.于国强.坡面径流侵蚀产沙机理试验研究[J].水土保持学报,2011,05:1-7.

[3]潘树林.何鹏.辜彬.人工边坡生态恢复抗侵蚀效果研究[J].中国水土保持,2012,04:32-35.

[4]娄会品.高甲荣.刘瑛.吕晶.王颖.土壤生物工程在北京山区公路绿化中的应用[J].中国水土保持,2010,03:15-18.