交聯(lián)聚苯乙烯－植物聯(lián)合護(hù)坡技術(shù)對(duì)黃土陡坡的控蝕效果

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，各類基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)使黃土高原地區(qū)產(chǎn)生了許多高陡邊坡，為了給黃土陡坡的修復(fù)及土壤侵蝕控制提供參考，基于野外原位小區(qū)觀測及人工模擬降雨試驗(yàn)結(jié)果，分析了新型有機(jī)材料交聯(lián)聚苯乙烯（ＣＬＰｓ）與植物聯(lián)合護(hù)坡技術(shù)對(duì)黃土陡坡的控蝕效果及機(jī)理等，結(jié)果表明：１）采用ＣＬＰｓ 對(duì)黃土坡面進(jìn)行處理后，在相同的降雨情況下，其徑流深比裸露坡面的大、產(chǎn)沙量與裸露坡面的相當(dāng)，即僅采用ＣＬＰｓ 對(duì)黃土坡面進(jìn)行處理基本無控蝕作用；２）采用ＣＬＰｓ－植物聯(lián)合護(hù)坡技術(shù)的ＣＬＰｓ－草灌坡面與ＣＬＰｓ－草皮坡面，徑流深遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)草灌坡面和魚鱗坑植灌木坡面的，土壤侵蝕模數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)草灌坡面和魚鱗坑植灌木坡面的，年均土壤侵蝕模數(shù)僅為傳統(tǒng)草灌坡面和魚鱗坑植灌木坡面的０．９％ ～３．２％，即ＣＬＰｓ 與植物聯(lián)合對(duì)黃土坡面進(jìn)行防護(hù)的控蝕效果顯著；３）植被覆蓋度為１００％的ＣＬＰｓ－草灌聯(lián)合修復(fù)坡面與無植被覆蓋的ＣＬＰｓ 護(hù)坡坡面相比，坡面徑流的流速、雷諾數(shù)、弗勞德數(shù)、剪切力、功率顯著減小，坡面阻力系數(shù)、糙率系數(shù)顯著增大，這是ＣＬＰｓ－草灌聯(lián)合護(hù)坡技術(shù)控蝕的水動(dòng)力學(xué)機(jī)理；４） 采用ＣＬＰｓ－植物聯(lián)合護(hù)坡技術(shù)，可使黃土陡坡形成有效的土體加固體系、控蝕體系和保水體系。

關(guān)鍵詞：有機(jī)材料；交聯(lián)聚苯乙烯；植物；護(hù)坡；土壤侵蝕；原位觀測；人工模擬降雨試驗(yàn)；黃土陡坡

中圖分類號(hào)：Ｓ１５７．１ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２４．０８．０２２

引用格式：姚忠劭，李明俐，鐘玉健，等．交聯(lián)聚苯乙烯－植物聯(lián)合護(hù)坡技術(shù)對(duì)黃土陡坡的控蝕效果［Ｊ］．人民黃河，２０２４，４６（８）：１２３－１２９．

黃土廣泛分布于我國西北地區(qū)［１－３］ ，其具有結(jié)構(gòu)疏松、節(jié)理裂隙發(fā)育等特點(diǎn)，在降雨條件下易出現(xiàn)崩解、濕陷、流變等現(xiàn)象［４－６］ ，黃土坡面遭遇強(qiáng)降雨時(shí)易形成坡面徑流并產(chǎn)生嚴(yán)重的土壤侵蝕［７－９］ 。針對(duì)黃土地區(qū)土壤侵蝕問題，國內(nèi)外學(xué)者從降雨、土壤、地形、植被覆蓋等方面開展了大量的研究工作，如：龍琪等［１０］通過人工降雨試驗(yàn)，分析了雨強(qiáng)、坡度與細(xì)溝侵蝕強(qiáng)度的關(guān)系；和繼軍等［１１］ 基于室內(nèi)模擬降雨試驗(yàn)，研究了不同坡度條件下黃土侵蝕方式、產(chǎn)流產(chǎn)沙特征及變化規(guī)律；賈卓龍等［１２］ 通過一系列試驗(yàn)，研究了瓜爾豆膠固化纖維對(duì)黃土進(jìn)行處理后的抗侵蝕特性；Ｇｈａｓｅｍｚａｄｅｈ 等［１３］ 研究了黃土經(jīng)固化劑處理后的土體強(qiáng)度、土壤侵蝕變化情況；Ｓａｇｇａｕ 等［１４］ 研究了壓實(shí)土壤的滲透性及土體強(qiáng)度變化情況；趙炯昌等［１５］ 通過野外徑流小區(qū)人工模擬降雨試驗(yàn)，研究了不同植被覆蓋下黃土坡面的產(chǎn)流、產(chǎn)沙特征；郭雅麗等［１６］ 通過降雨試驗(yàn)，研究了草本植物和生物結(jié)皮共同覆蓋對(duì)黃土丘陵區(qū)坡面徑流流速的影響；Ｄｕａｎ 等［１７］ 、Ｗｅｎ 等［１８］ 、Ｌｉ等［１９］ 、Ａｂｅｄｉｎｉ 等［２０］ 研究了放緩坡度、設(shè)置緩沖臺(tái)階、建設(shè)淤地壩等措施對(duì)減小徑流動(dòng)能、控制細(xì)溝侵蝕的作用。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，高速公路、鐵路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施不斷修建，以及“治溝造地”工程建設(shè)等，黃土高原地區(qū)產(chǎn)生了許多高陡邊坡。這些黃土陡坡受工程建設(shè)擾動(dòng)（挖、填等）的影響，土體結(jié)構(gòu)改變、內(nèi)部應(yīng)力重分布，因而極易產(chǎn)生嚴(yán)重的土壤侵蝕。針對(duì)陡坡土壤侵蝕，往往需要多種措施聯(lián)合進(jìn)行治理［２１］ 。本文基于小區(qū)原位觀測和人工模擬降雨試驗(yàn)結(jié)果，分析有機(jī)材料（交聯(lián)聚苯乙烯）與植物聯(lián)合護(hù)坡技術(shù)對(duì)黃土陡坡的控蝕效果及機(jī)理等，以期為黃土陡坡的修復(fù)及土壤侵蝕控制提供參考。

１ 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于陜西省延安市神溝道流域，該流域?qū)冱S土丘陵溝壑區(qū)第二副區(qū)，地勢西南高、東北低，多年平均降水量５７７．５ ｍｍ（其中７２．３％集中在７—９ 月），年最高氣溫３８．５ ℃、最低氣溫－２３ ℃，海拔１ ０９２ ～１ ３４９ ｍ，地面坡度主要為１５°～３０°，溝谷深切、溝底狹窄，地層以第四系上更新統(tǒng)黃土、中更新統(tǒng)黃土為主。巖體以層狀碎屑巖為主，透水性不良，其與土層交界面容易出現(xiàn)分異侵蝕并誘發(fā)上層黃土滑坡。流域內(nèi)有多處自然形成的黃土陡坡和治溝造地工程建設(shè)等形成的黃土陡坡，這些黃土陡坡在降雨徑流作用下產(chǎn)生了大量侵蝕細(xì)溝（見圖１），使表層土壤及養(yǎng)分隨地表徑流流失、土體結(jié)構(gòu)進(jìn)一步惡化，因而導(dǎo)致各種形式的土體崩塌、植被損毀、水土流失，并淤積堵塞下游河（溝）道等，危害嚴(yán)重。

本文研究對(duì)象為長約２４０ ｍ、高約６６ ｍ、坡度約４９°的某黃土高陡邊坡。當(dāng)?shù)貜模玻埃保?年開始對(duì)該邊坡進(jìn)行治理，在坡面上開挖魚鱗坑并栽植了紫穗槐（間距為６０ ｃｍ，紫穗槐生長緩慢且長勢不良，在雨季只能對(duì)降雨起到一定攔截作用，不能有效控制坡面徑流沖蝕）。利用Ｒｉｇｅｌ Ｖ３０００ 三維激光掃描儀掃描了２０１９ 年與２０２１ 年黃土坡面，通過３Ｄ 軟件Ｐｏｌｙ?ｗｏｒｋｓ 對(duì)其建模、進(jìn)行坡面差分結(jié)果（見圖２，圖中：高差為２ ａ 間地表高度的變化量；綠色和黃色表示土層厚度增大的區(qū)域，由植被生長或侵蝕物堆積造成；紅色、藍(lán)色和紫色表示土層厚度減小的區(qū)域，由坡面侵蝕造成）表明，經(jīng)過２ ａ 的天然降雨沖刷，坡面發(fā)生了大面積的侵蝕，部分區(qū)域土層剝蝕厚度可達(dá)１ ｍ，表明采取的治理措施未能有效解決坡面侵蝕嚴(yán)重的問題。

２ 試驗(yàn)概況

２．１ 采用的有機(jī)材料

采用的有機(jī)材料為交聯(lián)聚苯乙烯（ Ｃｒｏｓｓ －Ｌｉｎｋｅｄ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ，ＣＬＰｓ），是一種交聯(lián)聚合物，由聚丙烯酰胺（ＰＡＭ）和羧甲基纖維素（ＣＭＣ）混合而成，其具有良好的黃土加固性能，可有效提高黃土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，同時(shí)具有較佳的生態(tài)適宜性，可自動(dòng)降解，不會(huì)對(duì)植物的生長產(chǎn)生抑制作用［２２］ 。

２．２ 原位觀測

在典型挖方部位布設(shè)原位觀測小區(qū)，現(xiàn)場從左到右依次布設(shè)１＃、２＃、３＃、４＃小區(qū)，各小區(qū)基本情況見表１。現(xiàn)場布設(shè)有前期養(yǎng)護(hù)用的噴灌系統(tǒng)，安裝有土壤溫（濕）度傳感器、徑流泥沙監(jiān)測記錄設(shè)備以及收集裝置，其中：濕度傳感器型號(hào)為ＳＷＲ，量程為０～ １００％， 工作溫度為－ ２５ ～ ４０ ℃ ， 測量精度為±２％；溫度傳感器型號(hào)為Ｄ－１８０，適應(yīng)環(huán)境溫度為－５０～６０ ℃ ，精度為±０．０１ ℃ 。

考慮到雨季主要為７—９ 月，于２０１９—２０２１ 年３ ａ的雨季前（６ 月）、后（１０ 月）定期進(jìn)行三維激光掃描，同時(shí)利用現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合人工測量，得到各小區(qū)在２０１９—２０２１ 年３ 個(gè)雨季的地表徑流與產(chǎn)沙量等數(shù)據(jù)（共計(jì)１０２ 組）。

２．３ 人工模擬降雨試驗(yàn)

為了彌補(bǔ)天然降雨條件下小區(qū)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的不足、探究ＣＬＰｓ 的控蝕機(jī)理，進(jìn)行了人工模擬降雨試驗(yàn)，試驗(yàn)概況如下。

１）試驗(yàn)場地。試驗(yàn)場地為緩坡，地面坡度為１５°，黃土土體密度為１．３９ ｇ／ ｃｍ３，草灌種類為傳統(tǒng)護(hù)坡中的紫花苜蓿、紫穗槐。

２）樣地布設(shè)。在裸露坡面和有植被坡面設(shè)置長４．０ ｍ、寬２．５ ｍ 的徑流小區(qū)，各小區(qū)施用ＣＬＰｓ 的濃度及植被覆蓋度見表２。在小區(qū)下方安放集流槽，在人工降雨期間用塑料桶收集各時(shí)段的小區(qū)地表徑流，據(jù)此測算降雨期間的徑流量、泥沙含量。

３）人工降雨試驗(yàn)。安裝噴頭及霧化器，噴頭直徑為１５ ｍｍ（縱、橫向間距分別為１．０、１．３ ｍ），降雨高度３．０ ｍ，霧化直徑１～４ ｍ。人工降雨試驗(yàn)時(shí)，設(shè)置暴雨強(qiáng)度為９０ ｍｍ／ ｈ、降雨歷時(shí)為６０ ｍｉｎ，調(diào)節(jié)水壓使雨滴終速接近天然降雨、降雨均勻度在８５％以上。

人工降雨試驗(yàn)過程中，收集各時(shí)段全部徑流泥沙以測算徑流量，每隔３ ｍｉｎ 采集一組徑流樣以測算泥沙量（采用沉淀、烘干法測量徑流樣泥沙量，進(jìn)而換算含沙量、總產(chǎn)沙量等）；采用ＫＭｎＯ４溶液和秒表測量坡面徑流流速（ 每隔１ ｍ 設(shè)置１ 個(gè)觀測斷面， 記錄ＫＭｎＯ４溶液在２ 個(gè)觀測斷面之間隨徑流運(yùn)移所需時(shí)間，進(jìn)而換算流速，每個(gè)斷面重復(fù)觀測２ 次，每個(gè)小區(qū)共觀測８ 次，?。?次觀測流速的平均值作為每次人工降雨的坡面徑流流速）；在各產(chǎn)流階段，采用鋼尺測量降雨徑流形成的細(xì)溝長度、寬度及深度，以及徑流寬度和深度；降雨結(jié)束后對(duì)坡面進(jìn)行三維激光掃描，以分析坡面侵蝕細(xì)溝的形態(tài)特征（深度、寬度） 以及侵蝕量等。

３ 原位觀測及人工模擬降雨試驗(yàn)結(jié)果分析

３．１ 原位觀測結(jié)果分析

３．１．１ 土壤含水率及溫度

表３ 為不同坡面的平均土壤含水率及溫度。ＣＬＰｓ－草皮移植坡面的平均土壤含水率高于傳統(tǒng)草灌坡面與ＣＬＰｓ－草灌噴播坡面的，而ＣＬＰｓ－草灌噴播坡面與傳統(tǒng)草灌坡面相比上部含水率降低、下部含水率上升；觀測期研究區(qū)平均氣溫為１１．８７ ℃，而土壤溫度常年略高于氣溫，２０ ｃｍ 深度的土壤溫度低于１０ ｃｍ深度的。

３．１．２ 坡面地形

利用三維激光掃描儀分別掃描了２０１９ 年１０ 月、２０２１ 年１０ 月的坡面，并進(jìn)行形變差分分析，結(jié)果見圖３（圖中高差正值表示土層厚度增大、負(fù)值表示土層厚度減小）。２０１９ 年１０ 月—２０２１ 年１０ 月，ＣＬＰｓ－草灌噴播坡面、ＣＬＰｓ－草皮移植坡面土層變厚（厚度分別增加了１２．３％、８．５％），這是坡面草本植物生長引起的；傳統(tǒng)草灌坡面上部表現(xiàn)為土壤流失（土壤流失厚度最大達(dá)２０ ｃｍ），中下部可見侵蝕堆積體及少量草本植物覆蓋；魚鱗坑植灌木坡面與其他坡面不同，主要表現(xiàn)為土層變薄即土壤流失，其中坡面上部土壤流失較輕，越往坡面下部土壤流失越嚴(yán)重。

３．１．３ 徑流深與土壤侵蝕模數(shù)

觀測期各類坡面徑流深與土壤侵蝕模數(shù)見表４。２０１９—２０２１ 年ＣＬＰｓ－草灌噴播坡面與ＣＬＰｓ－草皮移植坡面的徑流深接近，數(shù)值遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)草灌坡面和魚鱗坑植灌木坡面的；ＣＬＰｓ－草灌噴播坡面及ＣＬＰｓ－草皮移植坡面的土壤侵蝕模數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)草灌坡面和魚鱗坑植灌木坡面的，屬于微度侵蝕，年均土壤侵蝕模數(shù)分別為２３．３７ ｔ／ ｋｍ２及３１．８１ ｔ／ ｋｍ２，分別僅為傳統(tǒng)草灌坡面年均土壤侵蝕模數(shù)１ ００７．１８ ｔ／ ｋｍ２ 的２．３％、３．２％，分別僅為魚鱗坑植灌木坡面年均土壤侵蝕模數(shù)２ ４６０．５５ ｔ／ ｋｍ２的０．９％、１．３％；傳統(tǒng)草灌坡面年均土壤侵蝕模數(shù)僅為魚鱗坑植灌木坡面的４０．９％。由此可知，坡面植被與土壤之間存在明顯的互饋機(jī)制，草本植物比灌木更有利于對(duì)坡面形成全面的覆蓋與保護(hù)，ＣＬＰｓ－植物聯(lián)合護(hù)坡技術(shù)的控蝕效果顯著。

３．２ 人工模擬降雨試驗(yàn)結(jié)果分析

３．２．１ 產(chǎn)流量

圖４ 為人工模擬降雨試驗(yàn)各小區(qū)產(chǎn)流過程。降雨開始后，裸露坡面小區(qū)產(chǎn)流量波動(dòng)上升，于降雨開始后３６ ｍｉｎ 達(dá)到峰值并維持在該產(chǎn)流水平；ＣＬＰｓ 護(hù)坡小區(qū)產(chǎn)流量一直大于其他小區(qū)，在開始降雨后９ ｍｉｎ 就達(dá)到相對(duì)較高產(chǎn)流水平，產(chǎn)流總量比裸露坡面小區(qū)產(chǎn)流總量增加８５．７１％，原因是ＣＬＰｓ 填充了土壤中的部分孔隙，使得土壤的滲透系數(shù)減小，在同樣的時(shí)間內(nèi)雨水下滲量減少、徑流量增加；有植被覆蓋小區(qū)的產(chǎn)流量明顯小于裸露坡面小區(qū)的，其中傳統(tǒng)草灌５０％及傳統(tǒng)草灌１００％ 小區(qū)產(chǎn)流總量分別比裸露坡面小區(qū)減少４６．０９％和７５．０６％，原因是植被截留坡面雨水、延緩雨水到達(dá)地面的時(shí)間，同時(shí)植物延長了坡面徑流流向坡腳的時(shí)間，使更多水分向土壤入滲；ＣＬＰｓ－草灌１００％小區(qū)產(chǎn)流量最小，與裸露坡面小區(qū)相比產(chǎn)流總量減少了８８．６７％，表明ＣＬＰｓ－植物聯(lián)合護(hù)坡技術(shù)對(duì)降雨徑流的調(diào)控效果顯著。

３．２．２ 含沙量與產(chǎn)沙量

圖５ 為人工模擬降雨各小區(qū)徑流含沙量變化情況。裸露坡面小區(qū)徑流含沙量在產(chǎn)流初期迅速增大且一直遠(yuǎn)大于其他小區(qū)的，平均含沙量達(dá)３９２．７ ｇ／ Ｌ；有植被覆蓋小區(qū)的徑流含沙量明顯小于裸露坡面小區(qū)和ＣＬＰｓ 護(hù)坡小區(qū)的，ＣＬＰｓ 護(hù)坡小區(qū)、傳統(tǒng)草灌５０％小區(qū)、傳統(tǒng)草灌１００％小區(qū)、ＣＬＰｓ－草灌１００％小區(qū)徑流的平均含沙量分別為２３．６５、８．３８、１．２６、０．２９ ｇ／ Ｌ。圖６ 為人工模擬降雨各小區(qū)產(chǎn)沙過程，可以看出，各小區(qū)產(chǎn)沙總量大小順序?yàn)槁懵镀旅嫘^(qū)、ＣＬＰｓ 護(hù)坡小區(qū)、傳統(tǒng)草灌５０％小區(qū)、傳統(tǒng)草灌１００％小區(qū)、ＣＬＰｓ－草灌１００％小區(qū)。含沙量與產(chǎn)沙量觀測結(jié)果表明，ＣＬＰｓ－植物聯(lián)合護(hù)坡技術(shù)的應(yīng)用有效減少了土壤侵蝕量。

３．２．３ 侵蝕形貌

在人工模擬降雨前后，利用三維激光掃描儀對(duì)裸露坡面小區(qū)、ＣＬＰｓ 護(hù)坡小區(qū)這２ 個(gè)無植被坡面小區(qū)進(jìn)行了三維形貌掃描，結(jié)果見圖７、圖８（圖中不同顏色表示地表高程不同）。降雨前，２ 個(gè)小區(qū)均進(jìn)行了填洼和平整，表面均較為光滑，因此２ 個(gè)小區(qū)的三維形貌基本一致、差別不大（見圖７）。降雨后，２ 個(gè)小區(qū)的三維形貌差異較大（見圖８）：裸露坡面小區(qū)的坡面中部和右部發(fā)育了較多的侵蝕細(xì)溝，侵蝕細(xì)溝寬度多為１０～１８ｃｍ，深度最大達(dá)７ ｃｍ，侵蝕總面積約占坡面總面積的４０％；ＣＬＰｓ 護(hù)坡小區(qū)的坡面比裸露坡面小區(qū)的完整，侵蝕細(xì)溝明顯減少，僅在坡面中部（偏右）出現(xiàn)了小范圍的侵蝕細(xì)溝（寬度為７～１０ ｃｍ，最大溝深６ ｃｍ），在坡面中下部發(fā)育有深１～３ ｃｍ 的串珠狀跌坑，侵蝕總面積約占坡面總面積的１５％，說明ＣＬＰｓ 處理后的坡面有較好的抗蝕能力。

３．３ ＣＬＰｓ－植物聯(lián)合護(hù)坡技術(shù)的控蝕機(jī)理

３．３．１ 水動(dòng)力學(xué)分析

土壤侵蝕是各種侵蝕營力對(duì)土體進(jìn)行解體、分離、搬運(yùn)和沉積的過程，各類防治措施從不同角度改變侵蝕營力和土壤抗蝕能力。本研究選用徑流流速、雷諾數(shù)、弗勞德數(shù)、剪切力、功率（單位面積內(nèi)徑流消耗的能量，反映徑流對(duì)土壤的遷移能力）和坡面阻力系數(shù)（反映徑流受到坡面阻力的大?。⒉诼氏禂?shù)等７ 個(gè)水動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，分析各類坡面（小區(qū)）的徑流水動(dòng)力條件及其對(duì)土壤侵蝕的影響，試驗(yàn)觀測和計(jì)算的不同坡面的水動(dòng)力學(xué)指標(biāo)見表５。

由表５ 可知：３ 個(gè)有植被覆蓋坡面（傳統(tǒng)草灌５０％小區(qū)、傳統(tǒng)草灌１００％小區(qū)、ＣＬＰｓ－草灌１００％小區(qū)）的徑流流速和雷諾數(shù)均明顯比無植被覆蓋坡面（裸露坡面小區(qū)和ＣＬＰｓ 護(hù)坡小區(qū)）的小，且隨植被覆蓋度的提高而減小，原因是植被對(duì)徑流有阻滯作用，植被覆蓋度越高坡面徑流流態(tài)越穩(wěn)定；２ 個(gè)無植被坡面的徑流剪切力相差較小，而有植被覆蓋坡面的徑流剪切力則明顯下降，說明植被覆蓋可減小降雨動(dòng)能及徑流動(dòng)能，從而減輕徑流對(duì)坡面土壤的剪切動(dòng)力；無植被覆蓋坡面的徑流功率明顯比有植被覆蓋坡面的大，表明無植被覆蓋坡面徑流能搬運(yùn)的泥沙量比有植被覆蓋坡面的大；有植被覆蓋坡面的阻力系數(shù)（１１７．３８～３４１．３５）比無植被覆蓋坡面的阻力系數(shù)（５．９６～１０．２４）大１ 個(gè)數(shù)量級(jí)以上，其中ＣＬＰｓ 護(hù)坡阻力系數(shù)最小（這與ＣＬＰｓ 對(duì)土壤滲透性能的改變有關(guān)），表明植被對(duì)坡面徑流產(chǎn)生了明顯的阻礙，坡面徑流受到的阻力隨著植被覆蓋度的提高成倍增長；有植被覆蓋坡面的糙率系數(shù)明顯大于無植被覆蓋坡面的，也表明植被覆蓋對(duì)徑流有阻滯作用。

３．３．２ 控蝕機(jī)理分析

ＣＬＰｓ－植物聯(lián)合護(hù)坡技術(shù)實(shí)施初期，ＣＬＰｓ 的固土和防滲減蒸保水作用為種植的先鋒草本植物生長提供穩(wěn)定的土壤及水分條件；實(shí)施中期，坡面受到ＣＬＰｓ 固土、草本植物防沖的雙重保護(hù)，在已形成良好土壤水肥狀況的基礎(chǔ)上，補(bǔ)種適宜灌木；實(shí)施后期，灌木成型、坡面物種已進(jìn)行充分演替，形成ＣＬＰｓ 表層固土＋草本根系淺層固土＋灌木根系深層固土的土體加固體系、草灌減輕雨滴濺蝕＋草本植物減緩徑流沖蝕＋ＣＬＰｓ 提高土體強(qiáng)度的控蝕體系、草灌截留雨水并促進(jìn)坡面入滲＋灌木減少地面蒸騰＋草本減少地面蒸發(fā)的保水體系。通過ＣＬＰｓ－植物聯(lián)合護(hù)坡技術(shù)的實(shí)施，構(gòu)建黃土與植被之間的正向反饋，即加固黃土促進(jìn)植被生長、植被生長促進(jìn)坡體穩(wěn)定，最終形成穩(wěn)定的坡面。

４ 結(jié)論

１）采用ＣＬＰｓ 對(duì)黃土坡面進(jìn)行處理后，在相同的降雨情況下，其徑流深比裸露坡面的大、產(chǎn)沙量與裸露坡面的相當(dāng)，即僅采用ＣＬＰｓ 對(duì)黃土坡面進(jìn)行處理基本無控蝕作用。

２）采用ＣＬＰｓ－植物聯(lián)合護(hù)坡技術(shù)的ＣＬＰｓ－草灌噴播坡面與ＣＬＰｓ－草皮移植坡面，徑流深遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)草灌坡面和魚鱗坑植灌木坡面的，土壤侵蝕模數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)草灌坡面和魚鱗坑植灌木坡面的，年均土壤侵蝕模數(shù)僅為傳統(tǒng)草灌坡面和魚鱗坑植灌木坡面的０．９％～３．２％，ＣＬＰｓ 與植物聯(lián)合對(duì)黃土坡面進(jìn)行防護(hù)的控蝕效果顯著。

３）植被覆蓋度為１００％的ＣＬＰｓ－草灌聯(lián)合修復(fù)坡面與無植被覆蓋的ＣＬＰｓ 護(hù)坡坡面相比，坡面徑流的流速、雷諾數(shù)、弗勞德數(shù)、剪切力、功率顯著減小，坡面阻力系數(shù)、糙率系數(shù)顯著增大，這是ＣＬＰｓ－草灌聯(lián)合護(hù)坡技術(shù)控蝕的水動(dòng)力學(xué)機(jī)理。

４）采用ＣＬＰｓ－植物聯(lián)合護(hù)坡技術(shù)，可使黃土陡坡形成有效的土體加固體系、控蝕體系和保水體系。

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【責(zé)任編輯 張智民】