砒砂岩地区高速公路边坡土壤侵蚀研究

论文摘要

我国公路建设水土流失问题日益突出,研究公路建设水土流失的机理,采用合理的模型预测水土流失量是开展好水土保持工作的必要前提。本论文结合砒砂岩的物理化学性质,分析了砒砂岩地区严重土壤侵蚀的主要机理。以位于砒砂岩分布区的国道109线大饭铺至东胜段高速公路建设工程为研究背景,选取长10km路段估算不同土壤条件下公路边坡的水土流失量。通过对比分析发现,在相同条件下,砒砂岩边坡的土壤侵蚀量最大可达同类地区黄土和风沙土质边坡侵蚀量的2.06和4.32倍。针对砒砂岩侵蚀机理,本文提出了一些适用于砒砂岩边坡的植被防护技术。最后,利用Wishcmeier W H确定的土壤可蚀性因子诺模方程,对位于鄂尔多斯地区的大饭铺至东胜高速公路沿线三种主要土壤的可蚀性因子K值进行了估算。计算结果表明:美国诺模方程能够很好的用于估算砒砂岩土壤的K值,而对黄土和风沙土的估算误差较大。通过比较分析,发现导致该差异的主要原因在于土壤性质参数。运用Matlab对诺模方程进行了修正,得到了适用于公路沿线地区黄土和风沙土高速公路边坡的土壤可蚀性因子K的计算模型。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究内容、背景概况
• 1.2 国内外水土流失预测方法研究概况
• 1.2.1 国外研究进展
• 1.2.2 国内研究进展
• 1.3 USLE 在公路建设项目中的应用
• 1.3.1 预测时段
• 1.3.2 预测范围
• 1.3.3 土壤可蚀性因子K
• 1.3.4 坡度因子L
• 1.3.5 坡度因子S
• 第二章 研究背景概况
• 2.1 项目概况
• 2.1.1 大东高速公路地理位置
• 2.1.2 大东高速公路环境概况
• 2.2 工程概况
• 2.2.1 工程主要指标
• 2.2.2 项目占用砒砂岩区土地类型及数量
• 第三章 砒砂岩地区水土流失研究
• 3.1 砒砂岩的定义
• 3.2 砒砂岩地区分布
• 3.3 砒砂岩的性质
• 3.3.1 物理性质
• 3.3.2 化学性质
• 3.3.3 工程力学性质
• 3.4 砒砂岩地区土壤侵蚀特征
• 3.4.1 侵蚀营力分析
• 3.4.2 侵蚀类型划分
• 3.4.3 侵蚀强度分级
• 3.4.4 大东高速公路沿线地区土壤侵蚀特征
• 3.5 砒砂岩侵蚀内因分析
• 3.5.1 砒砂岩物理性质与侵蚀的关系
• 3.5.2 砒砂岩化学性质与侵蚀的关系
• 3.5.3 砒砂岩体的构造与侵蚀的关系
• 3.5.4 砒砂岩的工程力学性质与侵蚀的关系
• 第四章 USLE 在公路边坡土壤侵蚀预测中的应用
• 4.1 预测路段选取
• 4.2 侵蚀类型与分布
• 4.3 参数因子的确定
• 4.3.1 降雨侵蚀力因子R
• 4.3.2 土壤可蚀性因子K
• 4.3.3 坡长因子L
• 4.3.4 坡长因子S
• 4.3.5 地表覆盖因子C
• 4.3.6 施工期水土保持措施因子P
• 4.4 预测时段
• 4.5 数据整理
• 第五章 可蚀性因子K 的诺模方程估算
• 5.1 土壤可蚀性因子诺模方程简介
• 5.2 诺模方程在大东高速公路边坡侵蚀预测中的应用
• 5.2.1 应用原理
• 5.2.2 理论值K’求算
• 5.2.3 诺模方程参数的修正
• 第六章 砒砂岩地区公路边坡生物防护技术
• 6.1 公路建设对砒砂岩区生态环境的影响特点
• 6.1.1 公路建设改变砒砂岩土壤的土壤因子
• 6.1.2 公路建设破坏了砒砂岩区地表小气候
• 6.2 大东高速公路边坡防护方案效果分析
• 6.2.1 大东高速公路设计边坡防护方案
• 6.2.2 原路基边坡防护方案分析
• 6.3 砒砂岩地区高速公路边坡防护的改进
• 6.3.1 改进方法的理论依据
• 6.3.2 砒砂岩地区高速公路边坡生物防护植物选择
• 6.3.3 绿化植物的混播搭配
• 6.3.4 边坡植被防护的整地方式
• 6.3.5 种植时间
• 6.3.6 抗旱技术
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢