基于有機(jī)材料-三維植生毯技術(shù)的黃土邊坡抗降雨侵蝕試驗(yàn)研究

姚 凱，曾坤翔，鐘玉健，任 童

(1.山西省交通環(huán)境保護(hù)中心站，山西 太原 030032；2.成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610059)

隨著西部大開發(fā)，導(dǎo)致眾多不可避免的開挖工程破壞了原有的植被覆蓋，形成了大量裸露的黃土坡面，產(chǎn)生了突出的水土流失現(xiàn)象，加劇了生態(tài)系統(tǒng)的退化。因此如何快速恢復(fù)黃土坡面的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)綠色坡面防護(hù)，成為眾多學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。利用三維植生毯護(hù)坡技術(shù)進(jìn)行坡面生態(tài)防護(hù)，在國內(nèi)已有大量工程經(jīng)驗(yàn)[1-5]，而利用有機(jī)材料改良邊坡土體，控制坡面侵蝕，目前也取得了一定的成果[6-15]，國外比較成熟的產(chǎn)品有ISS、EN-1，國內(nèi)對采用有機(jī)材料改良坡面表土的研究還處在起步階段：南京大學(xué)采用自主研發(fā)的STW型生態(tài)土壤穩(wěn)定劑成功應(yīng)用于寧淮高速公路邊坡，并對比了從日本引進(jìn)的2種生態(tài)土壤穩(wěn)定劑(JP710和JP720)，得出上述3種土壤固化劑既能穩(wěn)定土壤，防止水土流失，又能促進(jìn)植物生長，美化環(huán)境的結(jié)論；劉瑾等[8]自主研發(fā)了PAS高分子穩(wěn)定劑，對植被生長無任何不良影響，反而能提高土體的保溫性和透氣性，幫助植被的生長和發(fā)育，減緩表面徑流和雨水沖刷。但利用有機(jī)加固材料和三維植生毯共同護(hù)坡的研究較少，有機(jī)材料與三維植生毯聯(lián)合護(hù)坡，可把黃土坡面防護(hù)看作是長期的過程，前期主要依靠有機(jī)材料固化護(hù)坡，后期主要依靠三維植生毯護(hù)坡，兩者結(jié)合對提高黃土抗降雨侵蝕能力具有重要的意義。

本文在采用自主研發(fā)的黃土加固有機(jī)材料的基礎(chǔ)上，結(jié)合生態(tài)上的考慮，提出了有機(jī)材料-三維植生毯聯(lián)合防護(hù)黃土邊坡技術(shù)。通過人工模擬降雨試驗(yàn)，分析了有機(jī)材料-三維植生毯護(hù)坡和有機(jī)材料固化護(hù)坡對土壤侵蝕特征和坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響，并對其抗侵蝕能力進(jìn)行了評價(jià)。

1 試驗(yàn)方案

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用土為陜西延安地區(qū)Q3黃土；試驗(yàn)有機(jī)材料為成都理工大學(xué)自主研發(fā)的雙聚雙交聯(lián)土壤固化劑，是由2種有機(jī)溶液和2種無機(jī)溶液通過混合形成的復(fù)合型材料，外觀為透明的無色水溶液，無刺激性氣味，無毒無害，表觀黏度為16～17 mPa·s。試驗(yàn)使用的有機(jī)材料-三維植生毯是選用根系發(fā)達(dá)且易于繁殖的高羊茅，在成都理工大學(xué)校外空地培育而成，其培育工序?yàn)椋浩捍睬謇怼佋O(shè)三維植被網(wǎng)→覆土(黃土中按一定比例加入有機(jī)材料、泥炭土、有機(jī)肥，拌和均勻)→播種→養(yǎng)護(hù)。培育完成后的有機(jī)材料-三維植生毯結(jié)構(gòu)斷面見圖1。

圖1 有機(jī)材料-三維植生毯結(jié)構(gòu)斷面

1.2 試驗(yàn)裝置

本次試驗(yàn)在中科院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所的試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)行，該系統(tǒng)主要由模型箱、降雨系統(tǒng)和儀器測量采集系統(tǒng)組成。

1.2.1模型箱

模型箱整體由鋼板焊接而成，底部的鋼板是不透水的，前端無任何約束，頂部是敞開的，便于接受降雨，其他三面是可視化的鋼化玻璃。模型箱長、寬、高分別為3.0、2.0、1.2 m，四腳帶可移動(dòng)的萬向輪。

1.2.2降雨系統(tǒng)

本實(shí)驗(yàn)的降雨系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要由4部分構(gòu)成，分別為：①水箱；②雨量系統(tǒng)控制箱；③作為動(dòng)力系統(tǒng)的壓力泵；④36個(gè)噴頭及支撐它們的鋼骨架。

降雨系統(tǒng)通過水箱儲水，由動(dòng)力泵將水抽到噴頭進(jìn)行降雨。雨量筒可實(shí)時(shí)采集雨強(qiáng)數(shù)據(jù)，并且同步傳輸?shù)接炅肯到y(tǒng)控制箱。雨強(qiáng)的調(diào)節(jié)控制，可以通過改變泵的壓力實(shí)現(xiàn)，調(diào)節(jié)范圍為30～180 mm/h。

1.2.3儀器測量系統(tǒng)

測量系統(tǒng)包括傳感器測量系統(tǒng)、三維激光掃描測量系統(tǒng)、視頻監(jiān)測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

傳感器系統(tǒng)包括含水率傳感器、孔隙水壓力傳感器、地表傾斜儀。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為東華DHDAS。

三維激光掃描測量系統(tǒng)：試驗(yàn)過程中，主要采用三維激光掃描儀對坡面降雨前后進(jìn)行掃描，儀器型號為Optech IRRIS-3D，其激光發(fā)射頻率為2 500～3 500 Hz，測程遠(yuǎn)，精度高，是專業(yè)的三維建模工具。

視頻監(jiān)測系統(tǒng)：在模型正前方放置一臺高清攝像機(jī)。錄制整個(gè)試驗(yàn)過程中的坡面侵蝕發(fā)育過程。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本模型箱下端設(shè)有出水口，每2 min用塑料桶收集1次徑流泥沙樣。結(jié)束試驗(yàn)后，量測徑流體積，徑流泥沙沉淀一段時(shí)間后，放在烘箱中直至恒重，通過烘干法計(jì)算含沙量來估算坡面徑流泥沙過程。

1.3.1有機(jī)材料固化坡面人工降雨試驗(yàn)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)有機(jī)材料摻量為黃土質(zhì)量18%，土壤前期含水量設(shè)為20%，填土厚度為10 cm，養(yǎng)護(hù)齡期為28 d。設(shè)計(jì)試驗(yàn)坡度為55°，降雨強(qiáng)度為150 mm/h，降雨時(shí)間為60 min，以相應(yīng)的裸露坡面作為對照。(圖2左半部分為有機(jī)材料固化坡面，右半部分為裸露坡面)。

圖2 有機(jī)材料固化黃土坡面

1.3.2有機(jī)材料-三維植生毯坡面人工降雨試驗(yàn)

使用有機(jī)材料-三維植生毯護(hù)坡，待植生毯生長28 d后進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)有機(jī)材料摻量為黃土質(zhì)量18%，根據(jù)黃土高原侵蝕性暴雨標(biāo)準(zhǔn)(I5=1.52 mm/min)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度(90、120、150 mm/h)，分別相當(dāng)于I5的1倍、1.32倍、1.67倍。坡度為55°，降雨時(shí)間為60 min，以相應(yīng)的裸露坡面作為對照(圖3左半部分為有機(jī)材料-三維植生毯坡面，以下簡稱為植生毯坡面，右半部分為裸露坡面)。

圖3 有機(jī)材料-三維植生毯黃土坡面

1.4 試驗(yàn)內(nèi)容

a)試驗(yàn)土體前期處理。根據(jù)模型箱容積和控制容重計(jì)算出裝填土量。配置含水率時(shí)，把稱好的土壤倒在抖土布上，攤開后均勻?yàn)⑺?，反?fù)2～3次，使得稱量好的土和水初步混合。再由兩人抖動(dòng)抖土布，一段時(shí)間后停止抖土，捏碎其中的大塊，再次抖動(dòng)，反復(fù)2～3次，土水混合物基本達(dá)到了均勻，可以用來鋪設(shè)邊坡。

b)邊坡鋪設(shè)。按每層10 cm的方式，在模型箱中間砌磚兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行鋪設(shè)。鋪設(shè)邊坡的外輪廓應(yīng)稍稍超過粘貼在鋼化玻璃上的透明膠布所繪輪廓，便于邊坡鋪設(shè)壓實(shí)后，沿著該透明膠布所繪輪廓來削坡，以形成要求的坡度。同時(shí)削坡完成后必須清理模型箱內(nèi)多余土體，使之不影響含沙量等參數(shù)的測定。生態(tài)修復(fù)坡面與有機(jī)材料固化坡面不同的是將三維土工網(wǎng)鋪設(shè)在邊坡上，鋪設(shè)時(shí)三維網(wǎng)應(yīng)保持端正，緊貼坡面，沒有懸空、歪斜及皺裙，然后在三維土工網(wǎng)上均勻覆土。最后將草皮按照從邊坡頂部到邊坡底部的順序進(jìn)行鋪設(shè)，在坡頂及坡邊緣鋪設(shè)時(shí)，草皮應(yīng)嵌入坡頂預(yù)設(shè)的溝槽內(nèi)。然后用U形釘在草皮四角固定。待草皮完全生長至三維網(wǎng)下，形成三維植被網(wǎng)加筋草皮后方可進(jìn)行試驗(yàn)。

c)傳感器埋設(shè)。鋪設(shè)邊坡時(shí)，每夯實(shí)一層后，均應(yīng)根據(jù)傳感器布置圖埋設(shè)相應(yīng)的傳感器，在傳感器埋入過程中，確保傳感器位置的土壤夯實(shí)，傳感器與土體完全接觸。

d)三維激光掃描測量系統(tǒng)及視頻監(jiān)測系統(tǒng)布置。土體堆填完畢，傳感器埋設(shè)成功后調(diào)試設(shè)備并在有效降雨區(qū)域內(nèi)擺放量筒，最后在模型箱正前方安放高清攝像機(jī)和三維激光掃描儀器。

1.5 試驗(yàn)測定方法

a)徑流量、侵蝕含沙量的測定。開始試驗(yàn)后，每2 min在模型箱下端出水口，用塑料桶收集1次徑流泥沙樣。結(jié)束試驗(yàn)后，量測徑流體積，徑流泥沙沉淀一段時(shí)間后，放在烘箱中直至恒重，通過烘干法計(jì)算含沙量來估算坡面徑流泥沙過程。

b)孔隙水壓力與土體含水率采集。為了測試黃土邊坡在不同深度下孔隙水壓力和含水率的變化，在土體內(nèi)埋設(shè)孔隙水壓力傳感器4個(gè)，含水率傳感器16個(gè)。含水率傳感器在土體中分2層埋設(shè)，第一層在邊坡表面以下10 cm處，第二層在邊坡表面以下20 cm處，孔隙水壓力傳感器在邊坡表面以下20 cm處埋設(shè)。含水率傳感器編號分別為MC1-1至MC1-8，MC2-1至MC2-8，孔隙水壓傳感器編號為PWP1#至PWP4#。具體布設(shè)見圖4。

圖4 傳感器布置

c)邊坡表層位移采集。為了便于將地表位移與地面以下孔壓和含水率物理參數(shù)結(jié)合起來分析比較，真實(shí)地反映土體表層及內(nèi)部侵蝕破壞現(xiàn)象，在土體表面安放了8個(gè)地表傾斜儀子機(jī)來測定邊坡表層位移。地表位移計(jì)與孔壓和含水率傳感器的安放位置在垂直方向上成一條直線(圖4)，編號分別為TST1、TST2、TST3、TST4、TST5、TST6、TST7、TST8。

d)侵蝕溝形態(tài)的測定。完成降雨試驗(yàn)后，獲取侵蝕溝數(shù)量，通過測尺手動(dòng)測量坡面侵蝕溝長度，并沿著每條侵蝕溝溝頭，按每5 cm測量一次寬和深，同時(shí)拍照的方式進(jìn)行工作。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 有機(jī)材料固化坡面抗侵蝕能力

2.1.1有機(jī)材料對坡面土壤侵蝕特征的影響

圖5為150 mm/h降雨強(qiáng)度下裸露坡面和有機(jī)材料固化坡面的侵蝕發(fā)育，清晰地顯示出了坡面侵蝕強(qiáng)弱的區(qū)域，其侵蝕深度數(shù)值可以通過顏色柱反映。由圖5可知，裸露坡面侵蝕范圍大，主要為縱向走勢，侵蝕深度在0.05～0.15 m之間。而有機(jī)材料固化坡面侵蝕特征不明顯，表現(xiàn)為坡面基本無溝蝕產(chǎn)生，表面形成少量的侵蝕坑。說明有機(jī)材料能阻止黃土坡面細(xì)溝的產(chǎn)生和發(fā)育，削弱坡面徑流侵蝕土體的能力，提高其穩(wěn)定性。

注：虛線左側(cè)為有機(jī)材料固化坡面，右側(cè)為裸露坡面。

2.1.2有機(jī)材料對坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響

由圖6可知，隨降雨時(shí)間增加，有機(jī)材料固化坡面徑流強(qiáng)度在40 min前呈現(xiàn)遞增趨勢，在40 min后徑流強(qiáng)度大小相對穩(wěn)定，維持在5.0～6.0 L/min。比較平均徑流強(qiáng)度可知，與裸露坡面徑流強(qiáng)度平均值(3.91 L/min)相比，有機(jī)材料固化坡面徑流強(qiáng)度平均值(4.56 L/min)增加了16.62%。由圖7可知，有機(jī)材料固化坡面含沙量隨降雨時(shí)間的變化曲線近似水平，而裸露坡面含沙量隨降雨時(shí)間增加先急劇增長，后趨于平緩。與裸露坡面含沙量平均值(521.40 kg/m3)相比，有機(jī)材料固化坡面含沙量平均值(51.92 kg/m3)減少了90.00%。說明加入有機(jī)材料后能有效減少在降雨侵蝕下黃土坡面流沙的產(chǎn)量，提高黃土邊坡穩(wěn)定性。

圖7 有機(jī)材料固化坡面和裸露坡面徑流含沙量隨降雨時(shí)間變化

2.2 有機(jī)材料-三維植生毯坡面抗侵蝕能力

2.2.1有機(jī)材料-三維植生毯對坡面土壤侵蝕特征的影響

圖8是三維激光掃描數(shù)據(jù)處理后得到的不同降雨強(qiáng)度下有機(jī)材料-三維植生毯坡面和裸露坡面侵蝕發(fā)育圖，清晰地顯示出了坡面侵蝕的區(qū)域分布及強(qiáng)度。對于裸露坡面，90 mm/h降雨強(qiáng)度下，坡面侵蝕主要發(fā)育在坡體左側(cè)和中心，侵蝕深度在0.04～0.06 m之間；120 mm/h 降雨強(qiáng)度下，坡面侵蝕主要發(fā)育在坡體左側(cè)和右側(cè)，侵蝕范圍增大，侵蝕深度在0.05～0.15 m之間；150 mm/h 降雨強(qiáng)度下，坡面侵蝕主要發(fā)育在坡體頂部和右側(cè)，侵蝕范圍最大，侵蝕深度在0.05～0.15 m之間。說明降雨強(qiáng)度越大，坡面侵蝕越發(fā)育。而對于有機(jī)材料-三維植生毯坡面，在3種降雨強(qiáng)度下，由于植生毯的保護(hù)，沒有觀察到坡面發(fā)生濺蝕作用，有少數(shù)的土顆粒在片蝕作用下剝落，在降雨過程坡面沒有出現(xiàn)大的破壞。以上結(jié)果表明，有機(jī)材料-三維植生毯坡面抗侵蝕能力相比裸露坡面明顯提高，表現(xiàn)為幾乎無坡面侵蝕發(fā)育，坡體穩(wěn)定性較好。

a) 90 mm/h降雨強(qiáng)度

b) 120 mm/h降雨強(qiáng)度

c) 150 mm/h降雨強(qiáng)度

2.2.2有機(jī)材料-三維植生毯對坡面產(chǎn)流的影響

從圖9—11可以看出，不同降雨強(qiáng)度下有機(jī)材料-三維植生毯坡面徑流強(qiáng)度隨降雨時(shí)間的變化與裸露坡面這一過程基本類似，整體上皆隨降雨時(shí)間先急劇增加，后緩慢遞增或趨于平緩。不同的是，比較徑流過程波動(dòng)程度和徑流量，有機(jī)材料-三維植生毯坡面均小于裸露坡面，說明有機(jī)材料-三維植生毯坡面通過阻止徑流過程來減少徑流。

當(dāng)降雨強(qiáng)度為90 mm/h時(shí)，有機(jī)材料-三維植生毯坡面和裸露坡面的徑流過程類似，均呈現(xiàn)出降雨30 min內(nèi)持續(xù)增加，30 min后增速放緩的狀態(tài)。30 min后植生毯坡面徑流強(qiáng)度維持在2.0～2.5 L/min，裸露坡面維持在2.5～3.0 L/min。對比平均徑流強(qiáng)度，有機(jī)材料-三維植生毯坡面徑流強(qiáng)度平均值為1.79 L/min，與裸露坡面徑流強(qiáng)度平均值2.30 L/min相比減少了22.17%。

當(dāng)降雨強(qiáng)度增大到120 mm/h時(shí)，有機(jī)材料-三維植生毯和裸露坡面均呈現(xiàn)出降雨40 min內(nèi)急速增加，40 min后趨于穩(wěn)定的狀態(tài)，相比90 mm/h時(shí)徑流量均有所增大，徑流的波動(dòng)有不同程度的增加，且裸露坡面波動(dòng)更為劇烈。此時(shí)有機(jī)材料-三維植生毯、裸露坡面的徑流強(qiáng)度平均值為2.36、3.12 L/min，是90 mm/h時(shí)對應(yīng)邊坡產(chǎn)流的1.32倍、1.36倍。從不同類型護(hù)坡的徑流強(qiáng)度平均值上看，裸露坡面是有機(jī)材料-三維植生毯坡面的1.32倍。

當(dāng)降雨強(qiáng)度增大到150 mm/h時(shí)，徑流的波動(dòng)程度進(jìn)一步加劇，有機(jī)材料-三維植生毯坡面和裸露坡面均呈現(xiàn)出降雨50 min內(nèi)急速增加，50 min后趨于穩(wěn)定的狀態(tài)。此時(shí)有機(jī)材料-三維植生毯坡面、裸露坡面的徑流強(qiáng)度平均值為3.10、3.79 L/min，是120 mm/h時(shí)對應(yīng)邊坡產(chǎn)流的1.31倍、1.21倍。而從不同類型護(hù)坡的徑流強(qiáng)度平均值上看，裸露坡面是有機(jī)材料-三維植生毯坡面的1.22倍。

圖9 90 mm/h雨強(qiáng)下坡面徑流強(qiáng)度隨降雨時(shí)間變化

圖10 120 mm/h雨強(qiáng)下坡面徑流強(qiáng)度隨降雨時(shí)間變化

圖11 150 mm/h雨強(qiáng)下坡面徑流強(qiáng)度隨降雨時(shí)間變化

2.2.3有機(jī)材料-三維植生毯對坡面產(chǎn)沙的影響

從圖12—14可以看出，不同降雨強(qiáng)度下，裸露坡面含沙量總體上呈隨降雨時(shí)間的延長先急速遞增，后緩慢遞增或趨于穩(wěn)定的狀態(tài)。有機(jī)材料-三維植生毯(以下簡稱植生毯)坡面含沙量隨降雨時(shí)間的變化曲線近似水平。90 mm/h時(shí)，裸露坡面含沙量平均值為303.28 kg/m3，有機(jī)材料-三維植生毯坡面含沙量平均值為32.24 kg/m3；120 mm/h時(shí)，裸露坡面含沙量平均值為429.37 kg/m3，有機(jī)材料-三維植生毯坡面含沙量平均值為43.02 kg/m3；150 mm/h時(shí)，裸露坡面含沙量平均值為515.25 kg/m3，有機(jī)材料-三維植生毯坡面含沙量平均值為51.62 kg/m3；生態(tài)修復(fù)坡面泥沙流失量遠(yuǎn)小于裸露坡面，與裸露坡面相比，90 mm/h時(shí)含沙量減少了89.37%，120 mm/h時(shí)含沙量減少了89.98%，150 mm/h時(shí)含沙量減少了89.98%。這是因?yàn)橛袡C(jī)材料-三維植生毯坡面上草被不斷生長壯大的根系和三維土工合成網(wǎng)有機(jī)結(jié)合，同時(shí)有機(jī)材料與黃土顆粒的聯(lián)結(jié)增強(qiáng)，使其固土能力增強(qiáng)。

圖12 90 mm/h雨強(qiáng)下坡面徑流含沙量隨降雨時(shí)間變化

圖13 120 mm/h雨強(qiáng)下坡面徑流含沙量隨降雨時(shí)間變化

圖14 150 mm/h雨強(qiáng)下坡面徑流含沙量隨降雨時(shí)間變化

2.3 水沙效應(yīng)對比

有機(jī)材料固化坡面和有機(jī)材料-植生毯(以下簡稱植生毯)坡面的水沙效應(yīng)結(jié)果列于表1，其中裸露坡面A表示有機(jī)材料固化坡面的對照組，裸露坡面B表示植生毯坡面的對照組。由表1可知，裸露坡面A和裸露坡面B的累積徑流量和累積產(chǎn)沙量相近，所存在差異屬于試驗(yàn)正常誤差。結(jié)果表明，植生毯坡面的累計(jì)徑流量較裸露坡面下降了18.17%，而有機(jī)材料坡面徑流量較裸露坡面增加了16.73%，且植生毯坡面與有機(jī)材料坡面產(chǎn)沙總量遠(yuǎn)低于裸露坡面，分別為裸露坡面的7.3%和10.1%。

植生毯上植物生長一方面能有效增加土壤孔隙性和滲水性，改善土壤理化性質(zhì)，另一方面植物莖葉的葉面起到分流與機(jī)械阻擋作用，可以減緩徑流流速，改變徑流形態(tài)，增加坡面糙率，從而提升土壤入滲率，降低徑流強(qiáng)度，隨之降低了含沙量。而有機(jī)材料摻入后與黃土顆粒表面發(fā)生作用，會形成具有膜結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，改變了黃土的結(jié)構(gòu)，黃土顆粒間聯(lián)結(jié)增強(qiáng)，起到加固黃土的作用。因此摻入有機(jī)材料后，邊坡土體雨水入滲能力顯著降低，就會出現(xiàn)徑流強(qiáng)度大于裸露坡面的現(xiàn)象。同時(shí)有機(jī)材料固化坡面堅(jiān)硬光滑，粗糙度變小，徑流阻力受到削弱，基本無溝蝕發(fā)生，就會出現(xiàn)含沙量顯著低于裸露坡面的現(xiàn)象。

表1 各坡面的抗侵蝕能力

不同坡面情況下的人工降雨試驗(yàn)結(jié)果見圖15、16。相比單純使用有機(jī)材料護(hù)坡護(hù)坡，有機(jī)材料-三維植生毯技術(shù)可把坡面防護(hù)分為2個(gè)過程，前期移植的有機(jī)材料-三維植生毯根系還不夠發(fā)達(dá)，入土深度還不足，有機(jī)材料未降解，主要依靠有機(jī)材料固化護(hù)坡；后期隨著有機(jī)材料降解，主要依靠三維植生毯護(hù)坡。有機(jī)材料不會抑制草皮生長，有機(jī)材料-三維植生毯護(hù)坡技術(shù)在提高黃土邊坡坡面抗侵蝕能力和化學(xué)與生態(tài)結(jié)合方面，防護(hù)效果更好。

圖15 有機(jī)材料固化坡面(左側(cè))和裸露坡面(右側(cè))人工降雨試驗(yàn)照片

圖16 有機(jī)-植生毯坡面(左側(cè))和裸露坡面(右側(cè))人工降雨試驗(yàn)照片

3 結(jié)論

a)有機(jī)材料固化黃土坡面侵蝕特征不明顯，表現(xiàn)為坡面基本無溝蝕產(chǎn)生，表面形成少量的侵蝕坑。說明有機(jī)材料能阻止黃土坡面細(xì)溝的產(chǎn)生和發(fā)育，削弱坡面徑流侵蝕土體的能力，提高其穩(wěn)定性。

b)有機(jī)材料-三維植生毯坡面抗侵蝕能力相比裸露坡面明顯提高，表現(xiàn)為幾乎無坡面侵蝕發(fā)育，坡體穩(wěn)定性較好。

c)在相同時(shí)間下，有機(jī)材料-三維植生毯坡面的累計(jì)徑流量低于裸露坡面，而有機(jī)材料坡面徑流量高于裸露坡面，且植生毯坡面與有機(jī)材料坡面產(chǎn)沙總量遠(yuǎn)低于裸露坡面。

d)有機(jī)材料-三維植生毯可把坡面防護(hù)分為2個(gè)過程，前期移植的有機(jī)材料-三維植生毯根系還不夠發(fā)達(dá)，入土深度不足，依靠有機(jī)材料固化護(hù)坡，后期有機(jī)材料降解，轉(zhuǎn)化為三維植生毯護(hù)坡。