人造根在根-土模拟试验中的应用及优化设计

作     者：兰惠娟 杜鹃 王道杰 何松膛 陈文乐 赵鹏 LAN Huijuan;DU Juan;WANG Daojie;HE Songtang;CHEN Wenle;ZHAO Peng

作者机构：中国科学院水利部山地灾害与环境研究所四川成都610041 中国科学院大学北京100049 阿坝藏族羌族自治州水务局四川阿坝藏族羌族自治州624000 

出 版 物：《人民长江》 (Yangtze River)

年 卷 期：2019年第50卷第7期

页      面：179-184,210页

学科分类：082802[工学-农业水土工程] 090707[农学-水土保持与荒漠化防治] 0907[农学-林学] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目“大规模灾害风险评估及综合调控原理和模式”(41790434) 中国科学院战略性先导科技专项(A类)资助项目(XDA23090403) 四川省国土资源厅“8.8”九寨沟地震灾区生态化地质灾害防治重大科技支撑研究课题“生态化泥石流灾害防治技术研究”(KJ-2018-24) 

主　　题：根-土模拟试验 人造根材料 人造根构型 优化设计 水土流失防治 

摘      要：人造根作为根-土模拟试验中真实根系的替代品,在研究根系与水土流失相互关系的试验中得到了广泛运用。通过总结几种应用广泛的人造根材料与构型、人造根参与的主要试验和人造根有效性验证方法,发现目前人造根还存在未考虑人造根材料在根-土试验过程中的生物化学反应、无法模拟须根系植物固土作用、表面过于平整光滑导致根土接触面摩擦力比真实情况偏小、忽略植物枝叶雨水截获功能的问题。基于此,提出通过以下4种方法来改进上述问题:①通过优化选材、合理布置、表面防护等避免根-土表面的生化反应;②设计一种能模拟须根系植物的人造根构型;③通过打磨人造根表面以增大根-土接触面积和粗糙度;④参与降雨试验时,在人造根基础上添加植物地上部分雨水拦挡结构,希望借此能加深人们对人造根的认识,完善和发展人造根技术,使人造根能更好地服务于相关科学试验。