雅泸高速文武坡喇嘛溪沟水力侵蚀及其对工程影响研究

作     者：孙代 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：巫锡勇

授予年度：2008年

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] 

主      题：水力侵蚀 昔格达 USLE 平均侵蚀模数 

摘      要：文武坡喇嘛溪沟流域由于其特殊的地貌形态和气候条件,加之该地区地层多为昔格达,其具有成岩程度低,结构构造不均一,富含粘土颗粒及粘土矿物,遇水软化崩解、脱水干裂等特点,使得其在水力作用下很容易发生水力侵蚀现象。另外,雅泸高速公路在该流域的修建,会人为的加速文武坡喇嘛溪沟流域的水力侵蚀,形成更深的沟壑,引起边坡失稳、崩塌、滑坡、泥石流等地质病害。 本论文首先研究了昔格达地层的工程特性,进行室内实验分析。首先,采用比重计法和扩散剂法,分析颗粒粒度,得出昔格达地层抗冲性较弱,在水流作用下,土体很容易分散流失,有利于水力侵蚀的发生。其次,通过对昔格达地层的化学成分实验分析,并计算得出昔格达土的CIA在第四纪冰川粘土范围内,表明昔格达土的总体抗风化程度相对较弱。最后,对昔格达土的抗侵蚀性稳定性进行研究,得出其值与黄土和古土壤相差不多,因此,我们可以将黄土侵蚀的一些科研成果,用于对昔格达土的研究。 在广泛调查与深入研究的基础上,利用地质学及水力学方面的知识,并结合喇嘛溪沟流域各种地质背景条件,总结出喇嘛溪沟流域土壤水力侵蚀的两种类型:坡面流侵蚀和沟道侵蚀。在坡面流侵蚀部分中,研究了坡面流的侵蚀机理,并分析了影响坡面流侵蚀的各种因素;在沟道侵蚀部分中,首先,研究了沟道发育的四个阶段,根据现场调查并对比四个阶段沟道的特点,可以推测出喇嘛溪沟现处于干沟阶段,最后,对喇嘛溪沟沟道侵蚀的各种影响因素进行了分析。 以美国通用土壤流失方程USLE(universal soil loss equation)为基础,结合喇嘛溪沟流域的降雨特性、土壤结构特征、地形地貌以及植被因素确定合理的计算因子,建立了喇嘛溪沟土壤侵蚀预测预报经验模型。利用喇嘛溪沟土壤侵蚀预测预报经验模型,计算了喇嘛溪沟流域平均土壤侵蚀量,通过定量计算年平均土壤流失量并根据土壤侵蚀分级分类标准,判定出喇嘛溪沟土壤侵蚀程度为中度侵蚀。 论文采用平均侵蚀模数法对公路施工期间扰动地表的水土流失量进行预测,采用类比法对工程弃堆渣的水土流失量进行预测,初步得出建设期内新增的土壤流失量,在一定程度上为该流域公路水保方案的编制提供了依据。根据对喇嘛溪沟土壤水力侵蚀程度的评价,提出了公路建设期适合喇嘛溪沟流域的水土保持措施。