一种生态修复边坡抗侵蚀效果评估方法

本发明涉及岩土工程，尤其涉及一种生态修复边坡抗侵蚀效果评估方法。

背景技术：

1、生态修复边坡是指通过植被恢复、水土保持措施等手段，对受到侵蚀破坏的边坡进行修复和加固，以恢复其生态功能和抵抗径流侵蚀的能力。植被缓冲带可以通过降低径流流速减少坡面侵蚀量，是一项重要的水土保持措施。土壤侵蚀导致土壤退化和土地生产力降低，制约社会、经济和生态系统的可持续发展。植被恢复是防治水土流失的重要措施。

2、径流侵蚀水动力是指降雨产生的径流流域中，水流对地表的冲刷、侵蚀能力。水动力受到降雨强度、坡度、土壤类型、植被覆盖等因素的影响。当边坡遭受剧烈径流冲刷时，水的冲击力会导致土壤侵蚀、坡面崩塌等问题。生态修复边坡可采取不同的措施来减小径流侵蚀水动力。例如，通过植被的种植可以增加边坡的覆盖度，减缓水流速度，降低侵蚀能力。同时，可以采取适当的排水措施，如设置沟道、坎阱等，来分散和减小水流的冲击力。这些措施能够有效减少边坡受到的径流侵蚀水动力，提高边坡的稳定性和生态功能。因此，系统评估生态修复边坡的抗侵蚀效果的方法具有重要作用。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种生态修复边坡抗侵蚀效果评估方法，用以解决如何系统分析生态修复边坡的抗侵蚀效果的问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

3、本发明提供了一种生态修复边坡抗侵蚀效果评估方法，包括：

4、基于不同的时间间隔多次测量放水冲刷后的所述径流小区，得到径流参数；

5、放水冲刷所述径流小区，并基于不同的时间间隔多次测量所述径流小区，得到径流参数；

6、根据所述径流参数，计算得到径流水动力参数；

7、根据所述径流水动力参数和所述径流参数，得到目标特性分析结果，从而评估生态修复边坡的抗侵蚀效果。

8、进一步的，所述获取目标生态修复边坡区域，并将所述目标生态修复边坡区域划分为多个径流小区，包括：

9、获取目标生态修复边坡区域的现场环境特征，并根据所述现场信息得到目标分析区域范围，所述现场环境特征包括地区气候、海拔、土体特征、典型植被、边坡坡度；

10、根据所述现场环境特征及所述目标分析区域范围的尺寸，将所述目标分析区域划分为多个径流小区。

11、进一步的，所述获取目标生态修复边坡区域，并将所述目标生态修复边坡区域划分为多个径流小区，包括：

12、获取目标生态修复边坡区域，将所述目标生态修复边坡区域划分为多个子区域，并获取所述多个子区域对应的土壤达到目标预设含水率的多个径流小区；其中，所述多个径流小区是基于将所述多个子区域进行养护得到。

13、进一步的，所述径流参数包括径流深、径流宽、径流流速和产沙量；所述基于不同的时间间隔多次测量放水冲刷后的所述径流小区，得到径流参数，包括：

14、多次测量每个测量分区，得到所述径流深、所述径流宽和所述径流流速；其中，所述测量分区是在基于预设放水冲刷参数，放水冲刷所述径流小区以模拟径流侵蚀后，沿冲刷方向将所述径流小区进行划分得到；

15、基于多个不同的预设时间间隔多次测量所述径流小区，得到所述产沙量，所述多个不同的预设时间间隔沿测量时的排列顺序逐渐增加。

16、进一步的，所述多个不同的预设时间间隔包括第一时间间隔和第二时间间隔；所述基于不同的时间间隔多次测量所述径流小区，得到所述产沙量，包括：

17、基于第一时间间隔，多次采集所述径流小区在水流末端的泥沙混合物直至达到预设时长，得到多个泥沙混合样品；

18、在所述预设时长后，基于第二时间间隔，多次采集所述径流小区在水流末端的泥沙混合物体，继续得到多个所述泥沙混合样品；

19、测量多个所述泥沙混合样品，得到所述产沙量。

20、进一步的，所述径流水动力参数包括雷诺数、弗劳德数、阻力系数、径流剪切力、径流功率、单位水流功率、过水断面单位能和土壤剥蚀率；所述根据所述径流参数，计算得到径流水动力参数，包括：

21、获取分析区域参数，所述分析区域参数包括水流粘滞性系数，水利能坡度值、浑水密度和坡长；

22、根据所述径流参数及所述分析区域参数，计算得到所述径流水动力参数。

23、进一步的，所述根据所述径流参数及所述分析区域参数，计算得到所述径流水动力参数，包括：

24、根据所述径流流速、所述水流粘滞性系数、所述径流宽和所述径流深，得到所述雷诺数；

25、根据所述径流流速和所述径流深，得到所述弗劳德数；

26、根据所述水利能坡度值、所述径流宽、所述径流深和所述径流流速，得到所述阻力系数；

27、根据所述浑水密度、所述径流宽和所述径流深，得到所述径流剪切力；

28、根据所述径流速度和所述径流剪切力，得到所述径流功率；

29、根据所述径流流速和所述水利能坡度值，得到所述单位水流功率；

30、根据所述径流流速和所述径流深，得到所述过水断面单位能；

31、根据所述产沙量、所述径流宽和所述坡长，得到所述土壤剥蚀率。

32、进一步的，所述根据所述径流水动力参数和所述径流参数，得到目标特性分析结果，从而评估生态修复边坡的抗侵蚀效果，包括：

33、回归分析所述径流剪切力和所述土壤剥蚀率，得到临界径流剪切力；

34、回归分析所述径流功率和所述土壤剥蚀率，得到临界径流功率；

35、回归分析所述单位径流功率和所述土壤剥蚀率，得到临界单位径流功率；

36、回归分析所述过水断面单位能和所述土壤剥蚀率，得到临界过水断面单位能；

37、根据所述临界径流剪切力、所述临界径流功率、所述临界单位径流功率和所述临界过水断面单位能，得到所述目标特性分析结果。

38、进一步的，所述目标特性分析结果包括第一水流流态和第二水流流态；所述根据所述径流水动力参数和所述径流参数，得到目标特性分析结果，从而评估生态修复边坡的抗侵蚀效果，还包括：

39、根据所述雷诺数和第一预设临界值，得到所述第一水流流态；

40、根据所述弗劳德数和第二预设临界值，得到所述第二水流流态。

41、进一步的，所述根据所述径流水动力参数和所述径流参数，得到目标特性分析结果，从而评估生态修复边坡的抗侵蚀效果，还包括：

42、根据所述产沙量随时间的变化特征，得到有效生态修复边坡方法。

43、本发明提供一种生态修复边坡抗侵蚀效果评估方法，其先获取目标生态修复边坡区域，并将所述目标生态修复边坡区域划分为多个径流小区，然后放水冲刷所述径流小区，并基于不同的时间间隔多次测量所述径流小区，得到径流参数，然后根据所述径流参数，计算得到径流水动力参数，最后根据所述径流水动力参数和所述径流参数，得到目标特性分析结果，从而评估生态修复边坡的抗侵蚀效果。相比于现有技术，本发明通过观测降雨过程中径流率、坡面流速以及侵蚀速率的动态变化。具体方法为分区的径流试验测得的径流基本参数计算径流水动力参数，判定径流的类型以及分析径流发生的临界条件。其区域划分的方式，缩减了试验尺度，更加便于试验实施的同时，也拓宽了其适用范围。其径流试验测的径流基本参数测量方式简单。其改变测量时间间隔的方式使测得的数据更贴近实际态修复边坡径流侵蚀水动力特性。本发明解决了如何系统分析生态修复边坡的抗侵蚀效果的问题，有助于评估生态修复边坡保水固土效果，以期为工程边坡生态修复、坡面水土流失防治及水土保持提供科学指导，同时对削减面源污染、减少黄泥水提高灌溉能力等具有重要意义。