自然降雨条件下生态防护边坡土壤水分动态分析

肖衡林; 杨宇天; 白玉霞

湖北工业大学学报 ›› 2025, Vol. 40 ›› Issue (04) : 76 -83.

肖衡林, 杨宇天, 白玉霞

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摘要

土壤水分变化对边坡稳定具有重要影响。为研究自然降雨条件下，植物防护边坡中土壤水分的时空变化规律，开展了大型模型生态边坡试验，建造了三个坡比为1∶1.75、高为2 m的边坡，分别采用狗牙根和多花木兰护坡，并将裸土边坡作为对照组。以代表性的一场自然短时中等降雨为背景，分析了不同护坡植被覆盖下边坡不同深度(20 cm、40 cm、60 cm和100 cm)、不同坡面位置(坡上、坡中和坡底)情况下，三个试验边坡的土壤水分湿润锋运移速率、含水率时程曲线以及水分再分布规律。试验结果表明：1)在降雨过程中狗牙根边坡湿润锋运移速率最大，裸土边坡次之，多花木兰防护边坡的最慢，三者湿润锋的深度分别为40 cm、28 cm和12 cm,降雨结束后，三个试验边坡的湿润锋运移速率均随之降低；2)在降雨入渗过程中，狗牙根防护边坡整体入渗速率和入渗量最大，多花木兰防护边坡最小；此外，植被生态边坡表面不同位置入渗速率均沿坡底向坡中、坡上依次降低；3)降雨结束后，三个试验边坡水分再分布规律差异明显，相比裸土边坡，狗牙根防护边坡表面0～40 cm土壤含水率有明显降低，但更深层土壤含水率稳定基本不变，而多花木兰防护边坡各深度含水率几乎没有变化；4)降雨结束后，三个试验边坡表层土壤含水率变化差值随时间呈现逐渐降低的规律，并且生态边坡不同的坡面位置对土壤含水率变化差值大小的影响随时间逐渐降低。