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土壤固化剂在雨水集蓄利用中的应用高文慧等
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技米应用
土壤固化剂在雨水集蓄利用中的应用
高文慧,付卫平,杜世勇,谢方舟
(内蒙古自治区水利科学研究院,内蒙古呼和浩特010020)
〔摘要〕最近几年来,土壙固化剂已广泛应用于交通道路路基、建筑地基、堤防加固、破面防护、水唐隔水、防尘固沙、
垃圾填埋、渠道衬砌等工程。文章通过在内蒙古自治区呼和浩特和林县开展了多项固化土集流面与自然黄土、夯实黄
土、混凝土、塑料膜等不同集流面的比较试验,总结成了一套较为实用的固化土集流面エ程施工技术模式,为指导固化
土集流面工程施工技术发展提供了科学依据,并进行了推广应用。
关键词)土壤固化剂;雨水集蓄;集流面;築水效率;牧草
中图分类号:TV213.9文章标识码:B文章编号:1009-0088(2014)05-0091-01
然黄土坡面的径流量比清除杂草自然黄土坡面的少5~10
集流面材料选择
mm,集水效率低约2%。
通过总结和吸收前人的经验,在实地调研以及不断的室内
夯实黄土集水面的年径流总量为55.94mm,平均集水效
实验的基础上,对自然黄土、混凝土塑料溥膜、夯实黄土(夯实
率为14.79%,显著高于自然黄土集兩效率,夯实集水面中容重
容重为原土的1.4倍)、土壤固化剂1、土壤固化剂2、土壤固较高,人渗率低,这说明改变士壤的紧实度可以增加径流量。
化剂3“、土壤固化剂4“、土壤間化剂5"进行初步筛选。设计9塑料膜集水面在投人使用的前4个月内集水效率在70%以上,
类集流面材料,18个处理。每个处理试验小区面积为50m2,相对较高,然而由于太阳的暴晒,塑料膜非常容易发生老化,从
坡度为5°。其中,固化剂配合和混凝士试验深度均为5cm,通第5个月开始以逐步下降的趋势发展。所以,可采用在塑料上
过2013年5-10月(降雨期)天然降雨试验观测,确定其集流铺设1层砾石的方法,这样就能够对太阳的直接辐射形成阻
效率、抗冻指标、经济指标、施工技术等参数,筛选出适合本地
挡,从而让其寿命增加到6个月左右。塑料结合砾石集水面的
条件,技术经济指标均优的集流面材料和施工工艺技术,提出初始集水效率与塑料集水面相比较而已较小,但由于增加了其
适用当地条件的系列化、标准化集流面工程形式及应用、管理使用寿命,在年径流总量方面二者基本相当。各类土壤固化剂
等模式,为示范区大面积推广应用提供依据。
和混凝土集水面在1年观测中基本完好,产流率较高且稳定,
从2013年5月开始,截至到10月,实验区共降雨86次,总可以达到58%以上,集雨量超过200mm
降雨量为378.2mm,占全年降雨量的89%。从降雨量分布来
以年径流量的大小为衡量指标,各集流面年平均集水效率
看,5mm以下的降雨次数占38%,10mm以下的降雨次数占从大到小为:土壤固化剂1">固化剂2">固化剂3”>塑料薄
659%,而10mm以上的降雨次数仅占35%,最大次降雨量为89膜>混凝土>固化剂4">固化剂5>夯实黄土>自然黄土坡
mm。从降雨总量而言,有60%的年降雨量为10mm以上的降面。具体见表1
雨,为降雨总量的主要来源。从10min内最大雨强分布看<5
表12013年不同月份不同集水面集水效率分布
mm/h的降雨占66%,10mm/h以下的降雨占82%,10~20
处
mm/h的降雨占13%,20~40mm/h的降雨仅占3%,60mm/h
5月份
6月份7月份8月份9月份10月份平均值施量
自然黄士6.519,3412.1813.2410.124.39,3835.49
以上的仅占1%。平均雨强中,有88%的为5mm/h以上,而
夯黄土8
1520.47
L6.426.23
l4.7955.94
92%的为10mm/h以下。这充分说明该区域主要为小到中雨,
混凝土
6,17
塑料薄膜
30
而为数不多的儿次暴雨事件决定了年降雨总量。
壤面化剂1#84,7486.5288.2188
75
土壤固化
2不同材料集流特性及性能评价
土壤固化剂370.12
81.7185.1262.2155.1371.61270.83
土固化剂4#63.1
86
76.61
土壤固化剂5#55.
3944.6658.00219.37
通过实验结果可以得知,不同集水面集水效率的分布与降
雨的季节分布方式大致相同,5~10月份的集水效率明显高于
表2为不同集流材料的性能比较。集流效率超过50%的
其他月份,占总降雨量的80%以上。清除杂草自然黄土坡面在
集流面材料主要包括混凝土、塑料薄膜、土壤固化剂1”、土壤固
5月份的径流量和集水效率均小于自然黄土坡面,而在6~10化剂2°、土壤固化剂3"、土壤固化剂4“、土壤固化剂5“;寿命超
月均大于自然集水面。这或许与初春对地表植被进行修剪而
过10年的集流材料包括混凝土、士壤固化剂1、土壤固化剂
使得部分土壤结构遭到破坏,导致雨水入渗量大,径流量少有
2“、土壤固化剂3°;稳定入渗速率较和起流时间低的包括塑料
关。到了6月份以后,已经长高的自然黄土坡面植被能够对部薄膜、土壊固化剂1"、土壤固化剂2、土壤固化剂3、土壤固化
分降丽形成截留,从而减少径流量。相反,清除杂草的集水面剂4";可作为非设施园艺作物滴灌的水质集流材料优选混凝
没有植被为其阻挡雨滴的冲击,从而造成地表出现一层十分致土、塑料薄膜、土壤固化剂1、土壤間化剂2、土壤固化剂3
密的结皮层,使得人渗率下降,径流量增大。从全年来看,自土壤固化剂4';若考虑黄土区混凝土等施工骨料的缺乏,以及