金山店铁矿尾矿库边坡植被与水土保持能力响应关系研究

论文摘要

水土流失已经成为制约人类生存和发展的关键问题。矿业开发是人类重要的经济活动,尾矿库作为矿业开发的一个重要环节,是矿山企业最大的环境保护工程。目前,尾矿库边坡因降雨造成的水土流失及因此引起的环境问题和后果越来越严重。一般的治理方法主要集中于工程措施,工程量大,投资大。而生物措施能从根本上解决问题根源,投资少,效益久远。为此,笔者从植被促进边坡水土保持的角度出发,在调查金山店尾矿库边坡现状的基础上,对边坡水土流失影响因子进行了分析,探讨了边坡植被的水土保持原理,并建立了室外水土流失试验模拟径流小区,通过人工模拟降雨试验和放水冲刷试验,对5种植被的水土保持效益进行对比分析和定量研究,找出了尾矿库边坡水土保持能力较高的适宜植被。最终为金山店铁矿尾矿库增高扩容,边坡安全生态保护提供理论基础。主要的研究结果如下：(1)人工模拟不同降雨强度下,试验区径流产生的时间：原状裸土在降雨强度在53mm/h下,产流最快只需1.55min,而在降雨强度53mm/h下,高羊茅产流最慢,需28.36min。产流时间(T)与植被覆盖率(C),土壤前期含水量(M)和雨强(D)关系密切。(2)人工模拟不同降雨强度下,原状裸土产生径流量和泥沙量最高；播种试验区：高羊茅产生径流量和泥沙量最低,高羊茅的水土保持效益最高,保水保土效益为86.78%和98.83%(53mm/h雨强下),66.67%和97.78%(76mm/h雨强下)；移栽试验区：车前草产生径流量和泥沙量较低,车前草的水土保持效益较高,保水保土效益为86.25%和98.44%(53mm/h雨强下),65.67%和78.42%(76mm/h雨强下)。(3)在两次放水冲刷的试验中,各个试验小区第二次的出流时间小于第一次的出流时间,第二次的流速大于第一次的流速,原状裸土出流时间最小、流速最大；总的来说,播种试验区和移栽试验区对比裸土区,植被覆盖有明显的延缓出流时间,降低径流流速的作用。(4)在放水冲刷条件下,播种试验区和移栽试验区的径流量泥沙含量差别较大。裸土区径流的含泥沙率为41.699%,抵抗泥沙冲刷作用最弱。播种试验区：径流含泥沙率高羊茅0.138%；移栽试验区：径流含泥沙率车前草1.219%；高羊茅泥沙含率最低,有较高的防止泥沙冲刷的作用。(5)在放水冲刷条件下,播种试验区：以高羊茅的水土保持效益最高为84.824%和99.950%；移栽试验区：以车前草的水土保持效益较高为86.982%和99.619%。(6)通过人工模拟降雨和放水冲刷两组试验,得出武钢金山店铁矿尾矿库边坡植被水土保持能力较高的植被为高羊茅。另外,试验中自然移栽的车前草和羊蹄,对尾矿库边坡土壤有较强的适应和生长能力,并且车前草(混播狗牙根)水土保持的能力较高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究的目的和意义
• 1.2.1 研究目的
• 1.2.2 研究意义
• 1.3 国内外研究综述
• 1.3.1 国外研究综述
• 1.3.2 国内研究综述
• 1.3.3 研究述评
• 1.4 研究内容和创新点
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 创新点
• 1.5 研究技术路线
• 2 金山店铁矿尾矿库概况
• 2.1 尾矿库所在地的自然环境
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 地形地质
• 2.1.3 土壤与植被
• 2.1.4 气象水文
• 2.2 尾矿库工程现状
• 2.3 尾矿库生态现状
• 3 边坡水土流失影响因子分析
• 3.1 降水因子
• 3.2 地形因子
• 3.3 土壤因子
• 3.4 植被因子
• 4 边坡植被水土保持原理及适宜植被特性
• 4.1 边坡植被水土保持原理
• 4.1.1 地上部分
• 4.1.2 地下部分
• 4.2 尾矿库边坡适宜植被特性
• 5 金山店尾矿库边坡植被与水土保持响应关系试验
• 5.1 人工降雨条件下植被水土流失试验
• 5.1.1 试验内容及方法
• 5.1.2 试验结果与分析
• 5.2 放水冲刷条件下植被水土流失试验
• 5.2.1 试验内容及方法
• 5.2.2 试验结果与分析
• 6 结果与讨论
• 6.1 主要的研究结论
• 6.2 问题与讨论
• 参考文献
• 致谢
• 附录