不同雨强下PAM分子量对土质堤防产流产沙的影响

摘要

[目的]探究不同PAM分子量对东北某地堤防护坡防侵蚀效果，及喷施方式下PAM溶液对堤防坡面的减流减沙作用，为东北土质堤防治理提供理论依据。[方法]以东北某河流上游堤防背水坡为研究对象，设计了室内人工模拟降雨试验，共设置3种不同降雨强度（180,200,220 mm/h）,裸地（分子量为0）及4种不同PAM分子量（1 200,1 400,1 600,1 800万）,PAM浓度采用4 g/m²,对试验坡面进行喷洒PAM溶液，溶液采用4 g/m² PAM配比3.5 L水。研究3种降雨强度下，施加不同PAM分子量坡面的产流产沙特性，分析其水力学参数。[结果]（1）在同种降雨强度下，施加PAM的坡面流产流沙量都小于裸地坡面。（2）在相同PAM分子量情况下，坡面产流产沙都随着降雨强度的增加而增加。3种降雨强度下，1 800万分子量的减流减沙效果最好，最大可减沙57.74%。（3）通过计算坡面水流的雷诺数（Re）发现水流形态为层流，当降雨强度为220 mm/h时，裸地坡面流态为急流，其余均为缓流。降雨强度、PAM分子量对水流功率和单位水流功率均可以用幂函数进行描述。[结论]在东北某地堤防坡面施加不同分子量的PAM溶液可有效减少产流产沙量，其中减沙效果尤为明显，在试验所选定的PAM分子量区间中，施加分子量为1 800万的PAM对于试验坡面的减流减沙效果最为显著，PAM可以提高土壤水分的入渗能力，为治理土质堤防水土流失提供参考。

关键词

降雨强度 / PAM(聚丙烯酰胺)分子量 / 减流减沙 / 土质堤防