吉林大学学报(地球科学版)

• 地质工程与环境工程 • 上一篇    下一篇

马卡山不同植被群落下非饱和带大孔隙流路径示踪试验

张家明,徐则民   

  1. 昆明理工大学建筑工程学院, 昆明650500
  • 收稿日期:2013-02-20 出版日期:2013-11-26 发布日期:2013-11-26
  • 作者简介:张家明(1984-),男,讲师,博士,主要从事植被发育斜坡土体非饱和渗流研究,E-mail:zjm_engeo@163.com
  • 基金资助:

    国家自然科学基金-云南联合基金重点项目(U1033601);国家自然科学基金项目(40572159,40772189)

A Dye Tracer Experiment to Study Macropore Flow Paths in Unsaturated Zone Under Different Vegetation Communities in Maka Mountain, China

Zhang Jiaming, Xu Zemin   

  1. Faculty of Civil Engineering and Architecture, Kunming University of Science and Technology, Kunming650500,China
  • Received:2013-02-20 Online:2013-11-26 Published:2013-11-26

摘要:

为辨识在天然降雨条件下,植被发育斜坡非饱和带中具有优先流效应的大孔隙流路径,不包括死端大孔隙,分析两种植被群落下非饱和带大孔隙流路径分布模式差异及植被根系、有机质含量、土壤颗粒尺寸分布对大孔隙流路径分布模式的影响;选择亚甲基蓝作为染色示踪剂,结合降雨入渗模拟试验,在马卡山草本植被群落斜坡和木本植被群落斜坡开展染色示踪渗透试验。基于垂直开挖剖面采用图像处理技术获得大孔隙流路径分布模式图像。采用非参数检验分析大孔隙流路径差异。采用差方分析、回归分析法分析根系质量分数、有机质含量和颗粒尺寸分布对大孔隙流路径分布模式的影响。结果显示:木本植被群落斜坡大孔隙流路径分布模式更复杂,尺度更大;根系显著影响大孔隙流路径数量、尺度和分布特征,尤其是垂直向下和顺坡向下的根系,当根系尺寸增大时,其对大孔隙流路径影响更显著;有机质有利于团聚体间大孔隙的形成;黏粒、粉粒和砂粒对大孔隙流路径形成没有积极功效,但砾粒有利于大孔隙路径形成,尤其是在表土层;根-土界面和砾-土界面也是重要的大孔隙流路径。研究表明,可以通过根系分布形态、规模,有机质含量和砾粒含量综合评价植被发育斜坡大孔隙流路径分布模式。

关键词: 滑坡, 大孔隙, 根系, 有机质, 颗粒尺寸分布

Abstract:

The objectives of this study is to distinguish the macropore flow paths that have preferential flow effect in natural rainfall conditions in unsaturated zone of well vegetated slopes, not including dead-end macropores, and to analyse the differences of distribution patterns of macropore flow paths between two different vegetation communities and to investigate the influence of root systems, organic matter, particle size distribution on the distribution patterns of macropore flow paths. Methylene blue was chosen as the dye tracer. Dye tracer infiltration experiment and rainfall infiltration simulation experiments were performed together in herbaceous community slopes and in woody plant community slopes in Maka Mountain, China. The distribution patterns of macropore flow paths were obtained based on vertical sections excavated through each experimental plot by image processing technology. The differences of macropore flow paths were analysed using nonparametric test. The analysis of variance and regression analysis methods were used to analyse the effects of the mass density of root, the organic matter content and particle size distribution on the distribution patterns of macropore flow paths. Results show that: 1)the distribution patterns of macropore flow paths in woody plant community slopes were more complex and larger than in herbaceous community slopes;2)root systems had significant effects on the quantity, the scale and the distribution patterns of macropore flow paths, especially, those which had developed vertically or in a downslope direction,as the root size increased, the effects were more significant;3)the organic matter was favorable for the formation of the inter-aggregate pore;4)Clay, silt and sand didn’t produce positive effects on the evolution of macropore flow paths and gravel was favorable for the formation of macropore flow paths, especially in the topsoils; 5)root-soil interface and gravel-soil interface were important macropore flow paths. Our results indicate that the distribution patterns of macropore flow paths could be synthetically evaluated through the root systems morphology and scale, the organic matter content, the gravel content in well vegetated slopes. Further work is needed to estimate the risk of macropore flow paths to the stability of well vegetated slopes.

Key words: landslides, macropores, root systems, organic matter, particle size distribution

中图分类号: 

  • P641.136
[1] 周孙超, 宋腾蛟, 王琰, 蔡宗佑. 基于小龙虾优化算法的BP神经网络模型在滑坡易发性评价中的应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(3): 937-950.
[2] 张文, 王骏城, 陈俊淇, 崔洪海, 孔祥礼, 郭涛, 王明, 王佳, 张书睿, 孙琦, 张涵, . 长白山山脉基本地质概况与火成岩崩滑灾变类型及机制[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(2): 568-583.
[3] 柳蓉, 何天鑫, 张浩然, 刘强浩, 张苡铭. 中国典型含油气盆地热液作用及其对沉积环境的影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(6): 1785-1805.
[4] 安雪莲, 密长林, 孙德亮, 文海家, 李晓琴, 辜庆渝, 丁悦凯. 基于不同评价单元的三峡库区滑坡易发性对比——以重庆市云阳县为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(5): 1629-1644.
[5] 王芃, 邵广周, 恒翔天, 蓝笛瑄, 王国顺, 霍科宇. 滑坡面瑞雷波波场模拟及H/V谱比探测[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(3): 1031-1041.
[6] 年廷凯, 王国栋, 郑德凤, 王大伟. 南海北部陆坡区典型峡谷陡坡群地震稳定性[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(6): 1785-1798.
[7] 蔡灵慧, 余烨, 郭建华, 黄俨然, 郭原草.

湘中南地区中奥陶统烟溪组黑色页岩地球化学特征与有机质富集 [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(5): 1362-1379.

[8] 熊超, 孙红月. 基于多因素-多尺度分析的阶跃型滑坡位移预测[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2023, 53(4): 1175-1184.
[9] 孟 颖, 王 剑, 马万云, 雷海艳, 孙平昌, 方 石, 丁 聪, 王 灼, 陶连馨. 基于细粒岩石类型对玛湖凹陷下二叠统风城组烃源岩分类评价[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(5): 1735-1746.
[10] 唐军峰, 唐雪梅, 周基, 钟辉亚, 谢尚智. 滑坡堆积体变形失稳机制——以贵州剑河县东岭信滑坡为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(2): 503-516.
[11] 张田田, 杨为民, 万飞鹏, . 浑河断裂带地质灾害发育特征及其成因机制[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(1): 149-.
[12] 雷怡, 帅飞翔, 孙红月, 张泽坤, 熊超. 边坡负压排水非稳定流研究[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2022, 52(1): 162-.
[13] 周越, 曾昭发, 唐海燕, 张建民, 何滔. 公路勘察中滑坡体的地球物理特征与分析——以张榆线公路勘察为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2021, 51(2): 638-644.
[14] 安玉科, 樊江, 马胜午, 马建全, 高娟, 毛立军. 堆积阶地古老滑坡识别方法及其在线状工程地质勘察中的应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2020, 50(6): 1787-1794.
[15] 孟庆涛, 李金国, 刘招君, 胡菲, 徐川. 茂名盆地羊角含矿区始新统油柑窝组油页岩有机地球化学特征及沉积环境[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2020, 50(2): 356-367.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 尤敏鑫,刘建民. 同位素地球化学在峨眉山大火成岩省研究中的应用现状与进展[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(4): 1231 -1243 .
[2] 杨春梅, 李洪奇,陆大卫,张方礼,高 原,邵英超. 不同驱替方式下岩石电阻率与饱和度的关系[J]. J4, 2005, 35(05): 667 -671 .
[3] 祝洪臣,张炯飞,权 恒. 大兴安岭中生代两期成岩成矿作用的元素、同位素特征及其形成环境[J]. J4, 2005, 35(04): 436 -0442 .
[4] 朱建伟, 赵刚, 刘博, 郭巍, 成俊. 油页岩测井识别技术及应用[J]. J4, 2012, 42(2): 289 -295 .
[5] 陈力,梁海安,张文娟,荣帆. 模糊数学方法在城市工程地质环境区划中的应用--以抚顺市城区为例[J]. J4, 2008, 38(5): 837 -0840 .
[6] 高桂梅,苏 克,王文颖,甘树才,刘招君. 吉林省桦甸油页岩中稀土元素和微量元素的研究[J]. J4, 2006, 36(6): 974 -0979 .
[7] 吴孔运,蒋忠诚,叶 晔. 不同植物群落对灰岩试块溶蚀速率的影响[J]. J4, 2007, 37(5): 967 -0971 .
[8] 周彦章,迟宝明,刘中培. 山东夏甸金矿床充水机理构造控制模式[J]. J4, 2008, 38(2): 255 -0260 .
[9] 张渊,刘连登,孙景贵,陈国华,张洪喜,闫复传,杨开春. 胶东西北部黄埠岭金矿床两期次叠加成矿[J]. J4, 2008, 38(1): 21 -0026 .
[10] 鲁程鹏, 束龙仓, 苑利波, 张蓉蓉, 黄币娟, 王彬彬. 基于示踪试验求解岩溶含水层水文地质参数[J]. J4, 2009, 39(4): 717 -721 .