贵州喀斯特石漠化地区水土漏失机理研究

来源 :同济大学土木工程学院 同济大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nimadeburang
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石漠化是在喀斯特脆弱生态环境下,出于人类不合理的社会经济活动,造成人地矛盾突出、植被破坏、岩石逐渐裸露、土地生产力衰退,地表在视觉上呈现出类似荒漠景观的演变过程。石漠化形成的根本原因是喀斯特脆弱生态系统收到来自系统外(人类社会)的强烈干扰,是人为干扰与脆弱环境共同作用的结果。我国西南地区喀斯特石漠化现象十分严重,主要分布在云南、贵州、广西三省,是喀斯特地貌集中连片的地区。岩溶石漠化严重影响与制约着岩溶区域的社会经济可持续发展,往往成为该地区的灾害之源、贫困之源、落后之源。 西南喀斯特地区石漠化已成为继西北地区沙漠化和黄土地区水土流失之后的我国第三大生态问题,近年来越来越引起众多专家学者的注意,成为研究的热点问题之一,也引起党中央、国务院的高度重视。国家“十一五”计划已明确指出:“加大石漠化地区治理力度”。 本文以贵州省普定县陈旗堡村为研究区,对区内地表红粘土的物理力学性质、团聚体稳定性、水土特征曲线、蠕变特性进行了一系列的室内试验及分析,并结合实地踏勘成果和当地水文地质背景,分析了石漠化地区土壤的主要流失方式——水土漏失的过程,为当地石漠化的治理提供有益参考。 论文共分为以下几个部分: 1.介绍论文的研究背景、意义和主要内容。 2.介绍喀斯特石漠化地区广泛分布的红粘土的土质学特征、微结构组成及部分物理力学性质。 3.通过湿筛法分析红粘土团聚体稳定性特征。红粘土团聚体孔隙比大,连通性好,因此水分可以迅速地进入土体的架空结构内,形成张力(或压力),促使团聚体在较短的时间内就完成了崩解的主要过程。天然状态下越干燥的土壤,在被雨水浸润后的湿润程度较大,极易而且及彻底地崩解为小粒径的团聚体,加剧水土漏失的进程。 4.阐述土壤吸力的有关概念,通过气相法控制高吸力段(4.2—309MPa)吸力,渗析法控制低吸力段(小于2MPa)吸力,得到了陈旗堡地区表层耕植土与未耕植土的全土水特征曲线,并对两者的持水性能进行了分析与对比。结果表明在湿润过程中(大气降雨时),未耕植土表现出较大的抗剪强度;在干燥过程中,未耕植土的土壤释水率大,是岩溶土壤干旱和裂隙发育的内在因素。 5.在介绍流变理论和流变模型的基础上,分别对地表土壤进行了不同含水量下的不排水蠕变试验和洞内粘土堆积物不同自重应力下的排水蠕变试验。结果表明:场降雨后,孔隙发育的地表土壤会随着孔隙中的水的排除而逐渐被压缩挤密,发生较大的蠕变变形;洞内红粘土随着堆积层的逐渐加厚,由此产生的自重应力对下部土体的蠕变有促进作用,加速其顺着岩溶管道向下的速度。 6.在对比喀斯特特石漠化地区水土流失与传统意义上的水土流失的差异性的基础上,结合研究区的土—水—岩特性,对水土漏失的过程、赋存空间及运移途径进行了简要的分析与阐述。 最后,就关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。
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