CN114112893A - 一种堆坡土壤冲刷检测方法 - Google Patents

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郭靖
许明
白薇
鲁肖楠
朱琳
何康尧
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Abstract

本发明公开了一种堆坡土壤冲刷检测方法，包括以下步骤：S1、在废弃土堆坡上选定10处固定观察点，测量高程和坐标；S2、在选定的10处固定观察点上方设置降雨模拟装置，模拟降雨；S3、在固定观察点与废弃土堆坡的坡底之间的坡面上设置集水装置；S4、同时启动10处固定观察点上方的降雨模拟装置，模拟降雨的雨滴在坡面土壤上产生溅蚀，形成坡面径流；S5、观察坡面径流对集水装置上方坡面的冲刷情况并记录冲刷结果数据，记录集水装置内收集的水体数据；S6、间隔12‑36小时在废弃土堆坡上进行下一次模拟降雨，重复进行2‑4次。本发明相较于现有技术，根据冲刷检测结果可以有效评估废弃土堆坡的稳固情况，作为物理和植物固坡方案的调整依据。

Description

一种堆坡土壤冲刷检测方法
技术领域
本发明属于土壤冲刷检测领域，尤其涉及一种堆坡土壤冲刷检测方法。
背景技术
港口、能源工程、矿山、水利水电设施等工程开发建设时，不可避免的产生大量需要处理的废弃土，废弃土堆积产生越来越多的高大弃土边坡。由于高大废弃土边坡是一种人工堆积体，一般是由土石等工程废弃物所构成，其本身具有非均匀、复杂性、强度低、变形大、多孔隙、欠固结、非饱和的特点。若弃土处置不当或者集中堆填的弃土边坡防护和排水等措施不能及时跟进，很可能引发系列严重的生态环境问题，甚至可能会发生失稳破坏(例如滑坡、崩塌等)，给人类生命财产造成大量损失。
为了提高废弃土堆坡的结构稳定性，防止废弃土堆坡发生滑坡和水土流失，废弃土堆坡通常会采用物理和植物固坡技术，来提高废弃土堆坡的结构稳定性。而为了检验物理和植物固坡的效果，需要对废弃土堆坡进行冲刷实验，现有土壤冲刷检测方法不能有效评估废弃土堆坡的稳固情况。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种堆坡土壤冲刷检测方法，根据冲刷检测结果可以有效评估废弃土堆坡的稳固情况，作为物理和植物固坡方案的调整依据。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种堆坡土壤冲刷检测方法，包括以下步骤：
S1、在废弃土堆坡上选定10处固定观察点，测量高程和坐标，记录基础数据；
S2、在选定的10处固定观察点上方设置降雨模拟装置，模拟降雨，模拟降雨时间为2-3小时，降雨强度为15-60mm/h，雨滴溅落速度为9-12m/s；
S3、在固定观察点与废弃土堆坡的坡底之间的坡面上设置集水装置；
S4、同时启动10处固定观察点上方的降雨模拟装置，模拟降雨的雨滴在坡面土壤上产生溅蚀，形成坡面径流；
S5、观察坡面径流对集水装置上方坡面的冲刷情况并记录冲刷结果数据，记录集水装置内收集的水体数据；
S6、间隔12-36小时在废弃土堆坡上进行下一次模拟降雨，重复进行2-4次，并记录冲刷结果数据和水体数据。
作为上述技术方案的进一步描述：
在步骤S2中，模拟降雨的持续时间为2小时。
作为上述技术方案的进一步描述：
在步骤S2中，降雨模拟装置为高压喷头。
作为上述技术方案的进一步描述：
在步骤S2中，降雨模拟装置向废弃土堆坡的坡面垂直淋水。
作为上述技术方案的进一步描述：
在步骤S2中，降雨模拟装置的安装高度为6-10米。
作为上述技术方案的进一步描述：
在步骤S5中，冲刷结果数据包括废弃土堆坡的坡面形成的冲刷路径数量、冲刷出的沟槽深度和宽度。
作为上述技术方案的进一步描述：
在步骤S5中，水体数据包括水量和水中泥沙含量。
作为上述技术方案的进一步描述：
在步骤S6中，间隔24小时在废弃土堆坡上进行下一次模拟降雨，并重复进行3次。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，采用高压喷头垂直淋水的方式模拟降雨进行冲刷试验，模拟降雨的强度达到特大暴雨等级，充分反映废弃土堆坡的稳固情况，为物理和植物固坡方案的调整提供依据。
2、本发明中，模拟降雨在废弃土堆坡的坡面上的冲刷实验结果，通过坡面径流产生的冲刷路径数量、冲刷出的沟槽深度和宽度以及集水装置内的水量、水中泥沙含量进行衡量，将冲刷实验结果数值化，便于客观和精准的进行废弃土堆坡的稳固情况评估。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为一种堆坡土壤冲刷检测方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
S1、在废弃土堆坡上选定10处固定观察点，测量高程和坐标，记录基础数据；
S2、在选定的10处固定观察点上方设置降雨模拟装置(安装高度为8米)，降雨模拟装置采用高压喷头垂直淋水的方式模拟降雨，模拟降雨时间为2小时，降雨强度为15mm/h，雨滴溅落速度为9m/s；
S3、在固定观察点与废弃土堆坡的坡底之间的坡面上设置集水装置；
S4、同时启动10处固定观察点上方的降雨模拟装置，模拟降雨的雨滴在坡面土壤上产生溅蚀，形成坡面径流；
S5、观察坡面径流对集水装置上方坡面的冲刷情况并记录冲刷结果数据，记录集水装置内收集的水体数据；
间隔24小时在废弃土堆坡上重复上述步骤，重复进行3次，并记录每次的冲刷结果数据和水体数据。冲刷结果数据包括废弃土堆坡的坡面形成的冲刷路径数量、冲刷出的沟槽深度和宽度。水体数据包括水量和水中泥沙含量。
实施例二
S1、在废弃土堆坡上选定10处固定观察点，测量高程和坐标，记录基础数据；
S2、在选定的10处固定观察点上方设置降雨模拟装置(安装高度为8米)，降雨模拟装置采用高压喷头垂直淋水的方式模拟降雨，模拟降雨时间为2小时，降雨强度为60mm/h，雨滴溅落速度为12m/s；
S3、在固定观察点与废弃土堆坡的坡底之间的坡面上设置集水装置；
S4、同时启动10处固定观察点上方的降雨模拟装置，模拟降雨的雨滴在坡面土壤上产生溅蚀，形成坡面径流；
S5、观察坡面径流对集水装置上方坡面的冲刷情况并记录冲刷结果数据，记录集水装置内收集的水体数据；
间隔24小时在废弃土堆坡上重复上述步骤，重复进行3次，并记录每次的冲刷结果数据和水体数据。
对比例
在废弃土堆坡所处地区的普通山坡上选择10处固定观察点，按照实施例一中废弃土堆坡的冲刷实验方法进行冲刷实验。
实施例一中模拟降雨的强度达到特大暴雨等级，充分反映废弃土堆坡的稳固情况。实施例二的冲刷实验在实施例一的冲刷实验完成的半个月(即间隔半个月)后进行，实施例二中模拟降雨的强度远超特大暴雨等级，充分反映废弃土堆坡的稳固情况。
实施例一的冲刷实验结果中，多次冲刷实验结果进行横向比较，可以反映废弃土堆坡在连续降雨情况下的稳固情况。实施例一的冲刷实验结果与对比例的冲刷实验结果进行对比，可以充分反应废弃土堆坡与普通山坡相比较的稳固情况。实施例一的冲刷实验结果与实施例二的冲刷实验结果进行对比，可以充分反应废弃土堆坡在极限情况下的稳固情况。
采用高压喷头垂直淋水的方式模拟降雨进行冲刷试验，模拟降雨的强度达到特大暴雨等级，充分反映废弃土堆坡的稳固情况，为物理和植物固坡方案的调整提供依据。模拟降雨在废弃土堆坡的坡面上的冲刷实验结果，通过坡面径流产生的冲刷路径数量、冲刷出的沟槽深度和宽度以及集水装置内的水量、水中泥沙含量进行衡量，将冲刷实验结果数值化，便于客观和精准的进行废弃土堆坡的稳固情况评估。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种堆坡土壤冲刷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在废弃土堆坡上选定10处固定观察点，测量高程和坐标，记录基础数据；
S2、在选定的10处固定观察点上方设置降雨模拟装置，模拟降雨，模拟降雨时间为2-3小时，降雨强度为15-60mm/h，雨滴溅落速度为9-12m/s；
S3、在固定观察点与废弃土堆坡的坡底之间的坡面上设置集水装置；
S4、同时启动10处固定观察点上方的降雨模拟装置，模拟降雨的雨滴在坡面土壤上产生溅蚀，形成坡面径流；
S5、观察坡面径流对集水装置上方坡面的冲刷情况并记录冲刷结果数据，记录集水装置内收集的水体数据；
S6、间隔12-36小时在废弃土堆坡上进行下一次模拟降雨，重复进行2-4次，并记录冲刷结果数据和水体数据。
2.根据权利要求1所述的一种堆坡土壤冲刷检测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，模拟降雨的持续时间为2小时。
3.根据权利要求1所述的一种堆坡土壤冲刷检测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述降雨模拟装置为高压喷头。
4.根据权利要求3所述的一种堆坡土壤冲刷检测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述降雨模拟装置向废弃土堆坡的坡面垂直淋水。
5.根据权利要求3所述的一种堆坡土壤冲刷检测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述降雨模拟装置的安装高度为6-10米。
6.根据权利要求1所述的一种堆坡土壤冲刷检测方法，其特征在于，在所述步骤S5中，冲刷结果数据包括废弃土堆坡的坡面形成的冲刷路径数量、冲刷出的沟槽深度和宽度。
7.根据权利要求1或5所述的一种堆坡土壤冲刷检测方法，其特征在于，在所述步骤S5中，水体数据包括水量和水中泥沙含量。
8.根据权利要求1所述的一种堆坡土壤冲刷检测方法，其特征在于，在所述步骤S6中，间隔24小时在废弃土堆坡上进行下一次模拟降雨，并重复进行3次。
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