王妍

(江漢大學(xué)文理學(xué)院 湖北武漢 430000)

在構(gòu)建土壤生物工程過程中,需要利用到諸多活性材料,包括植物、種子以及與植物相關(guān)的群落等,結(jié)合這些活性材料自身所具備的繁殖能力,進(jìn)一步使土壤生物工程的構(gòu)建更具完善性。近年來,由于受到多方面因素的影響,導(dǎo)致我國河溪受破壞程度影響,進(jìn)一步造成了生態(tài)環(huán)境的破壞。因此,做好生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)工作便迫在眉睫。長期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,在河溪治理過程中,充分利用土壤生物工程具備巨大的作用[1]。鑒于此,本課題對“土壤生物工程減少坡面侵蝕效果”進(jìn)行分析與探究具有較為深遠(yuǎn)的重要意義。

1 土壤生物工程概況

本課題將某試驗(yàn)河段作為研究對象,該試驗(yàn)河段處于琉璃河上游位置,施工前經(jīng)探查,環(huán)境條件在整體方面顯得較為惡劣,存在巖石裸露的現(xiàn)象。針對實(shí)地環(huán)境,采取了整地措施,基于裸露邊坡覆上沙土壤,約20～30厘米,坡長維持在3～4厘米,坡度保持在18°～38°[2]。在試驗(yàn)過程中采用了兩類植物材料,一類是金絲柳,另一類是沙柳,并采取了諸多生物工程措施,包括柳籬擋墻、埋根、扦插以及灌叢墊等,主要目的是使岸坡能夠得到有效治理。

2 試驗(yàn)策略分析

在籬擋墻、埋根、扦插以及灌叢墊等生物工程措施的截流以及減沙效果方面,使用了人工降雨的策略。將針孔式降雨儀器作為試驗(yàn)儀器,儀器周圍利用遮雨布進(jìn)行擋風(fēng),這樣能夠降低風(fēng)對降雨造成的影響。進(jìn)一步需要對不同降雨強(qiáng)度下以及不同生物工程措施下的初始產(chǎn)流時(shí)間以及產(chǎn)沙量等指標(biāo)做好詳細(xì)記錄。基于降雨試驗(yàn)前期,需做好土壤含水率的測定工作,在這方面所使用的工具是鋁盒,并完成鋁盒取土工作。在降雨器雨滴開始滴落的時(shí)候進(jìn)行計(jì)時(shí),做好降雨時(shí)間以及坡面起始產(chǎn)流時(shí)間等方面的記錄,每間隔5分鐘完成1次采集,使用量筒測量體積。另外,經(jīng)過濾之后,還需要做好徑流過程中泥沙含量的測量。

3 土壤生物工程減少坡面侵蝕效果探究

3.1 徑流特征分析

結(jié)合試驗(yàn)策略可知,所應(yīng)用到的生物工程措施包括籬擋墻、埋根、扦插以及灌叢墊等。在這些措施跟隨雨強(qiáng)變大和土壤含水率增大的情況下,初始產(chǎn)流時(shí)間發(fā)生了很大程度的改變,和裸露邊坡比較,這些生物工程措施的延緩產(chǎn)流效果非常顯著,地表產(chǎn)流經(jīng)過的時(shí)間顯著向后推移,從而使水土?xí)r間實(shí)現(xiàn)有效延長,使雨水入滲功效得到有效增強(qiáng)。基于土壤生物工程措施當(dāng)中,使產(chǎn)流時(shí)間停止最長的是灌叢墊,同時(shí)它的滯留效果也非常好。由此可以得出結(jié)論:對于土壤生物工程措施來說,延長坡面水土作用時(shí)間的效果是非常顯著的,同時(shí)使水流動力得到有效降低,進(jìn)一步起到了保護(hù)坡面的作用。

3.2 土壤侵蝕特征分析

結(jié)合圖1,可以清楚地判斷出4類土壤生物工程措施坡面產(chǎn)沙率的大小順序,即為:扦插＞灌叢墊＞埋根＞梢捆[3]?；诮涤赀^程當(dāng)中,梢捆生物工程措施的坡面產(chǎn)流以及產(chǎn)生率較小,這是由于梢捆受到土壤水分含量小的影響。另外3類土壤生物工程措施的產(chǎn)沙率維持在每分鐘0.01～0.08g。由此可知,若雨強(qiáng)＜1.0mm/min,那么每一類土壤生物工程措施均能夠發(fā)揮出降低坡面侵蝕的顯著效果。

圖1 0.85～0.89mm/min降雨范圍下坡面產(chǎn)沙過程

3.3 防護(hù)效果分析

結(jié)合其他一些學(xué)者[4]的研究,可以發(fā)現(xiàn):對于土壤侵蝕過程線來說,是存在比較大的波動的,各類土壤生物工程措施對坡面產(chǎn)生的防護(hù)效果也存在各大的差異。要想使坡面的侵蝕得到有效改善,最好選擇扦插與埋根兩類土壤生物工程措施。主要依賴于這兩類措施能夠使植物枝葉生長較稀疏,這樣便能夠?yàn)椴荼局参锏母采w提供便利,在草本植物根系龐大的情況下,便能夠使坡面侵蝕得到大大減小。與扦插與埋根比較,灌叢墊與梢捆兩類土壤生物工程的效果卻顯得比較差,主要會造成較大的產(chǎn)沙率。在雨強(qiáng)變大的情況下,每一種土壤生物工程坡面產(chǎn)沙量均會呈不同程度的增加。但是,和裸露邊坡比較,各類土壤生物工程措施還是起到了制約坡面侵蝕的良性作用。

4 結(jié)語

土壤生物工程屬于一類生態(tài)環(huán)境防治措施,將其合理、科學(xué)地應(yīng)用,能夠使河流邊坡保持穩(wěn)定,同時(shí)使遭遇破壞的生態(tài)環(huán)境得到有效恢復(fù)。通過本課題的探究,認(rèn)識到對于坡面侵蝕情況,采取籬擋墻、埋根、扦插以及灌叢墊等生物工程措施具有顯著的效果,能夠延長坡面水土作用時(shí)間,同時(shí)使水流動力得到有效降低,進(jìn)一步起到了保護(hù)坡面的作用。當(dāng)然,這些土壤生物工程措施也需要合理使用,掌握每一種措施的優(yōu)勢與劣勢,在科學(xué)規(guī)范使用的基礎(chǔ)上,將能夠使坡面侵蝕的徑流量與侵蝕量得到有效減輕,進(jìn)一步使坡面侵蝕狀況得到全面改善。

[1]王穎.高甲榮.婁會品.顧嵐.錢斌天.土壤生物工程在北京市琉璃河生態(tài)恢復(fù)中的應(yīng)用[J].水土保持通報(bào),2011,02:108-111.

[2]朱智勇.解建倉.李占斌.于國強(qiáng).坡面徑流侵蝕產(chǎn)沙機(jī)理試驗(yàn)研究[J].水土保持學(xué)報(bào),2011,05:1-7.

[3]潘樹林.何鵬.辜彬.人工邊坡生態(tài)恢復(fù)抗侵蝕效果研究[J].中國水土保持,2012,04:32-35.

[4]婁會品.高甲榮.劉瑛.呂晶.王穎.土壤生物工程在北京山區(qū)公路綠化中的應(yīng)用[J].中國水土保持,2010,03:15-18.