含砾石紫色土坡面砾石分异特点及入渗特性研究

论文摘要

我国西南山地丘陵区广泛分布紫色土,此类土壤中含有砾石,各种开发建设工程项目施工中产生含砾石弃土,这些土壤或弃土是重要的土壤侵蚀区,研究并认识含砾石土壤侵蚀规律,对于弃土弃渣堆体的水土流失预测、石质丘陵山区水土保持规划有重要意义。本文以秭归县水田坝镇王家桥为研究区域,通过2个典型坡面土壤调查和室内模拟试验相结合的研究方法,研究了紫色土坡面上土壤砾石分布规律、以及典型土壤剖面砾石分布特点；模拟探讨了剖面砾石含量、砾石大小、层次分布、土壤容重对土壤水分入渗的影响规律,主要取得了以下结论：（1）紫色土中的砾石,沿坡面向上砾石总含量增加,各粒级砾石相对含量随粒径的增大先增加后减小。20-76mm砾石含量最大,介于30%-75%之间,其次是10-20mm的。沿剖面向下,砾石含量的大体分布为：坡底及坡中下部随土层深度的加深砾石含量减少,坡顶及坡中上部随土层深度的加深,砾石含量增加。表层砾石含量相对较小,可能由于受人类活动的影响,在耕种过程中人为去除一部分。（2）不同砾石含量、粒径及细土容重的土石混合介质入渗过程,累积入渗量和湿润峰移动速率随砾石含量、直径及细土容重的变化表现出一定的差异性。细土容重1.35g/cm3的土石混合体,累积入渗量和湿润峰移动速率都随砾石含量的增加逐渐减小；随砾石粒径的增加而增大。细土容重不同的土石混合体,累积入渗量和湿润峰移动速率都随砾石含量增加先减小而后增加。累积入渗量或湿润峰移动速率随容重的增加而减小。（3）土石混合体饱和导水率与砾石含量成二项式关系,且随砾石含量增加先减小而后增大；砾石含量在0-20%时,土石混合体饱和导水率随砾石含量的增加而减小；砾石含量大于20%饱和导水率随砾石含量增加而增加。相同砾石含量饱和导水率随砾石粒径的增大而增加。相同砾石含量及砾石粒径,饱和导水率随容重的增加而减小,反之增大。（4）在含土石混合体夹层的土体里,累积入渗量和湿润峰移动速率随砾石含量的增加减小；随粒径的增大,二者虽有减小趋势但幅度都不大,曲线重叠性较大。砾石粒径20-76mm时,土石混合体夹层饱和导水率随砾石含量的增加先减小而后增大,砾石含量大于20%,土石混合体夹层饱和导水率随砾石含量的增加而增大；砾石粒径10-20mm时,土石混合体夹层饱和导水率随砾石含量的增加而减小,砾石含量大于30%饱和导水率曲线变化趋于平缓。饱和导水率随粒径的增大而增大。砾石夹层的存在对土壤水分入渗过程有促进的作用。且夹层粒径越大,越有利于水分的入渗,但是达到稳渗时的总入渗量减小。饱和导水率随砾石粒径的增加而增加。（5）细土容重1.35g/cm3的土石混合体,与均质土相比,随砾石含量的增加含水率下降；细土容重不同的土石混合体随砾石含量的增加含水率先增加而后减小,砾石含量0-10%土石混合体含水率随砾石含量增加而增加,当砾石含量大于10%随砾石含量增加含水率减小。细土容重1.35g/cm3的土石混合体扩散率均小于均质土；细土容重不同的土石混合体扩散率均大于均质土。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 研究目的与意义
• 1.2 文献综述
• 1.2.1 紫色土砾石分布规律
• 1.2.2 含砾石土壤物理性质
• 1.2.3 含砾石土壤水动力学特性
• 1.2.4 含砾石土壤入渗特点
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 2 试验区概况与研究方法
• 2.1 野外调查区域概况
• 2.2 试验设计与方法
• 2.2.1 调查方法
• 2.2.2 室内试验方案
• 3 结果与分析
• 3.1 紫色土中砾石的分异特点
• 3.2 含砾石紫色土垂直入渗研究
• 3.2.1 不同砾石含量、直径及细土容重对累积入渗量的影响
• 3.2.2 不同砾石含量、直径及细土容重对湿润峰的影响
• 3.2.3 不同砾石含量、直径及细土容重对饱和导水率的影响
• 3.3 砾石夹层、土石混合体夹层对水分垂直入渗影响
• 3.3.1 土石混合体夹层对累积入渗量的影响
• 3.3.2 土石混合体夹层对湿润峰的影响
• 3.3.3 砾石夹层对累积入渗量、湿润峰的影响
• 3.3.4 砾石夹层、土石混合体夹层对饱和导水率的影响
• 3.4 土石混合体水平入渗及扩散率研究
• 3.4.1 水平入渗湿润峰与时间的关系
• 3.4.2 土石混合介质累积入渗量与湿润距离的关系
• 3.4.3 不同砾石含量、直径及细土容重对水分扩散率的影响
• 4 结论
• 参考文献
• 致谢