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安 徽 农 业 大 学毕 业 论 文（设计）论文题目 牧草覆盖对坡地抗雨水侵蚀能力的研究 姓 名 学 号 学 院 资源与环境学院 专 业 生态学 指导教师 职 称 中国·合肥二o一二年六月安徽农业大学学士学位论文（设计）开题报告课题名称牧草覆盖对坡地抗雨水侵蚀能力的研究课题来源自选学生姓名专业学号指导教师姓名职称研究内容 在自然降雨条件下，利用现有护坡栽培不同品种牧草，根据天气预报，监测降水过程中坡地对降水的吸收、径流和土壤侵蚀，通过对栽培不同品种牧草坡地区域的径流深度、径流系数和径流中泥沙含量的分析，研究牧草覆盖对坡地的抗雨水侵蚀能力。研究计划2011.6.256.28：查找文献，制定实验方案2011.7.2：平整坡地，均匀播撒好牧草种子。2011.7.9：三种牧草开始出苗。2011.7.158.2：牧草长高，在自然降雨的时候测量实际降雨量，径流量，并收集径流用以测量径流中泥沙含量。2011.8.38.20：对收集的径流进行处理，对整个实验的数据进行整理和计算。2011.8.259.10：完成实验报告和论文。特色与创新 通过观测对比在相同坡度、土壤质地和不同的自然降水强度条件下栽培三种不同品种牧草的坡地和空白对照区域坡地的径流深度、径流系数和径流泥沙含量，更加能反应出牧草对坡地抗雨水的保护能力。通过对三种牧草的比较也可以选择出最适合的牧草。指导教师意见 目前，对于如何有效地保护和合理利用这些坡地已经引起了人们广泛关注。该选题符合专业研究方向，实验的实验方案设计合理，研究方法和选材得当，试验结果充分可靠，并运用了相关的分析方法，试验数据结果具有说明性和准确性。教研室意见学院意见 主要领导签名： 年 月 日目录正文标题 1中文摘要 1关键词 11 引言 12 材料与方法 22.1 研究内容 22.2 实验材料与仪器 22.3 实验方法 33 实验结果与分析 33.1 种植不同牧草区域坡地的平均径流深度差异43.2 种植不同牧草区域坡地的平均径流系数差异53.3 种植不同牧草区域坡地的平均径流泥沙含量差异53.4 不同降水强度对种植不同牧草区域坡地的平均径流系数的影响64 讨论 65 小结 7参考文献 7英文题目 8英文摘要 8英文关键词 8致谢 8牧草覆盖对坡地抗雨水侵蚀能力的研究摘要:坡地是指具有一定坡度的地形，是常见的基本地形。由于其本身坡度的原因，容易形成径流，造成水土流失，所以对坡地的及开发利用需要一定的科学依据，防止造成水土流失严重的后果。本研究以坡地为研究对象，通过测定不同植被覆盖条件下雨水对坡地的侵蚀作用，研究生态护坡的原理、构建及维护，有助于解决生态护坡面临的雨水冲刷问题。 本研究通过观测对比在相同坡度、土壤质地和不同的自然降水强度条件下、栽培不同品种牧草的坡地区域对降水的吸收、径流和土壤侵蚀，分析栽培不同品种牧草坡地区域的径流深度、径流系数和径流中泥沙含量，研究牧草护坡的抗雨水侵蚀能力，研究其中的相关性，来对坡地的水土流失治理提出建议，为坡地的开发利用提供科学依据。关键词：降水强度 坡地 牧草 径流深度 径流系数 一：引言1.1项目的研究意义：我国是世界上水土流失最严重的国家之一，土壤侵蚀遍布全国，而且强度高，成因复杂，种类繁多、危害严重且难以治理。而坡地由于其本身坡度的原因，容易形成径流，造成水土流失，所以对坡地的及开发利用需要一定的科学依据，防止造成水土流失严重的后果。坡地是指具有一定坡度的地形，是常见的基本地形。大部分陆面均具有一定的坡度，其中坡度在25°以上不适宜耕种是退耕还林的重点。坡地利用要充分认识其生态系统的脆弱性, 避免造成水土流失。其中坡度< 6°的坡地土层深厚, 要加强农田水利建设, 大部分可开垦为旱地和水田, 发展种植业生产；坡度在 6° 15° 的坡地土层较厚, 大部分可开垦为旱地和园地, 发展粮食、饲料作物和果、茶、桑；坡度在15° 20° 的坡地主要发展果、茶、桑和经济林；坡度> 25° 的坡地应以林为主。 我国气候大陆性强，降水集中，强度极高。我省大部分降水集中在68月份，平均可占全年降水量6080%，且从南向北降水的集成程度呈增强的趋势，淮北地区有时夏季异常暴雨的降水量可占全年降水量的30%以上。土壤对于水的吸收速率是相对稳定的，集中的降水可产生不同程度的地表径流。雨水在降落的过程中具有较高的终速度，其平衡速度一般在1020m/s之间，且随着雨滴的增大，其速度也相应增加，夏季雷暴雨雨滴的终速度可超过20m/s，达到地表面时具有很强的冲击力，雨滴的动能是造成边坡侵蚀的主要能量来源5,是造成水土流失的重要原因,在同样的降雨条件下, 植草地面比裸露地面冲刷量减少75% 85%3。坡地上，径流向下的冲刷作用远超过平地，从而造成较为严重的水土流失。对于坡地农田，由于强降水产生的地表径流冲刷可造成农田养分大量流失，土层变薄，耕地地力下降。对于堤坝，则可形成溃坝的风险。 坡地也是重要的土地资源，从我国人口多、耕地紧张、农产品供应风险较大的这一国情出发，合理的使用坡地是缓解土地资源紧张的良好方法，也是一项非常重要而又紧迫的任务。目前，对于如何有效地保护和合理利用这些坡地已经引起了人们广泛关注。但是坡地由于其特殊性，在开发利用的时候需要合理的科学依据，本实验旨在通过对不同植被覆盖情况下坡地水土流失相关数据的研究，为合理利用坡地提供一定的帮助。只有对坡地抗风险能力进行充分的研究，才能有效发挥坡地的生态价值、经济价值。本研究以坡地为研究对象，通过测定不同植被覆盖条件下雨水对坡地的侵蚀作用，研究生态护坡的原理、构建及维护，有助于解决生态护坡面临的雨水冲刷问题。1.2国内外研究现状分析： 植被护坡是利用植被涵水固土的原理稳定岩土边坡同时美化生态环境的一种新技术, 是涉及岩土工程、恢复生态学、植物学、土壤肥料学等多学科于一体的综合工程技术,9绿色植被护坡是社会效应、经济效应和环境效应的三者统一7。植被护坡的特点是: 最初时的加固作用较弱, 随着植物的生长以及繁殖, 其边坡加固作用及减轻坡面侵蚀方面的作用会越来越大。植被护坡的作用机理：植被护坡主要是依靠坡面植物的地下根系及地上茎叶的作用护坡，其作用可概括为根系的力学效应和植被的水文效应两方面1。研究证实，植被的繁生，可以强化土壤抗冲性与土壤通透性和蓄水容量，增加入渗，消减超渗径流，防止冲刷，尤为重要的是植被可以分散或消除上方袭来的股流，增加坡面径流运动阻力，削弱径流侵蚀能力，进而减少坡地的水土流失。国外一般把植被护坡定义为: 用活的植物, 单独用植物或者植物与土木工程和非生命的植物材料相结合, 以减轻坡面的不稳定性和侵蚀。同传统的土木工程措施相比, 植被护坡在发挥其功效的同时, 具有土木工程措施无法比拟优点，能够快速恢复由于人类工程建设所破坏的生态环境, 保持生态间的平衡6。植被护坡造价低, 经济性较工程护坡优越，而且可以避免工程加固措施随着时间的推移, 伴随岩石的风化、混凝土的老化、钢筋的腐蚀而产生强度降低、效果也越来越差的问题。相反, 采用植被护坡, 随着植物的生长、植物的繁殖, 对减轻坡面不稳定性和侵蚀方面的作用会越来越大。正因为如此, 植被护坡工程技术受到了工程师们的青睐和关注。 生态护坡作为一项工程技术, 许多国家从护坡机理及技术应用方面做了大量的研究植被护坡技术在日本、欧美等发达国家已获得广泛的应用。尤其是日本, 植被护坡与道路建设同时发展, 至今已有半个多世纪的历史了,目前已有多项植被护坡技术的专利8, 开发出众多适应其气候、地质等特性的植被护坡技术。 国内在植被护坡技术应用方面的研究起步较晚,我国在90 年代初期与日本合作在黄土高原首次进行了液压喷播试验研究4。我国从南到北，气候、植被、地形地貌存在显著差异，并且坡体立地条件具有特殊性。因此，综合评价、筛选出适合不同区域的理想护坡植物种类显得尤为重要。围绕坡地的水土保持研究，国内外众多学者做了大量的相关研究。21996年，席嘉宾等进行边坡绿化引种试验，通过对11个草种的生长速度、密度、地上(下)生物量、盖度等指标进行测定分析，结果表明无芒雀麦、多年生黑麦草、高羊茅以及豆科的红豆草、小冠花，可以作为陕西省高等级公路边坡绿化的应用草种。王永丰等于2000年在松花江松原大堤段进行试验，结果分析表明，无芒雀麦和扁穗冰草都能很好地适应第二松花江堤段护坡绿化的要求，能够适应当地的气候和土壤条件。19992001年，赵明坤等对贵州不同生态条件下的16种野生草本植物进行引种试验，结果表明扁穗牛鞭草、百喜草、高羊茅、白三叶4种植物，可作为高等级公路护坡的优选草种；狗牙根、假俭草、毛花雀稗等5种野生植物，可作为高等级公路护坡的一般草种。 植物护坡需要综合考虑坡地地区的气象条件、边坡条件、土质条件、土壤条件、植被条件等。筛选出适合不同区域的边坡优势植物种类，开展组合应用研究，尤其要加强对乡土植被的选择利用，使护坡植被群落具有较强的适应性和稳定性。为此我们参考淮河干支流堤坝、滩地坡度分布特征，人工构建坡地，利用狗牙根、高羊茅、牛鞭草作为草被栽培品种，根据不同的自然降雨条件下水土保持的效果，并与裸地坡面径流形成进行对比分析，对种植不同牧草对坡地抗雨水能力进行研究对比，旨在为坡地的开发利用提供科学依据。二:材料与方法2.1研究内容： 本次实验是根据自然降雨条件下，利用现有护坡，栽培不同品种牧草，根据天气预报，监测强降水过程中坡地对降水的吸收、径流和土壤侵蚀，研究牧草护坡的抗雨水侵蚀能力，旨在为堤坝坡地的开发利用提供科学依据。研究内容有：1.3.1自然降雨条件下种植不同牧草区域坡地的平均径流深度差异1.3.2自然降雨条件下种植不同牧草区域坡地的平均径流系数差异1.3.3自然降雨条件下种植不同牧草区域坡地径流平均泥沙含量的变化1.3.4不同降水强度对种植不同牧草的坡地径流系数的影响2.2实验材料与仪器：2.2.1：四块相同坡度，同样长度、宽度及面积的坡地。2.2.2：四个高度1.0m，长宽都是1.0m的径流池，与四块坡地相接，径流池顶部密封防止雨水进入。2.2.3：牛鞭草、高羊茅、狗牙根三种牧草的种子。2.2.4：实验仪器实验中所用到的主要仪器有：锥形瓶，电子秤，烘箱，SJ-1虹吸式雨量计。实验区基本状况单个试验区坡地水平面积：12.2 m2 坡地宽度2.50m，坡地长度5.30m，斜坡角23°空白对照区域为裸地）图1 实验区示意图2.3实验方法2.3.1 建造实验区域：在给定的实验区域人工建造坡地，实验区域中用有机玻璃隔出4个250cm×530cm的小区作为研究区域，分别编号为（1），（2），（3），（4）组，保持四个实验区域的面积、坡度相同，土壤夯实后用农用喷雾器洒水浸湿，土壤沉降密实后，实测坡度为23±2º，本文中数据整理计算以23°处理。2.3.2 种子处理：取足量狗牙根、高羊茅、牛鞭草种子通过物理方法即利用日晒、烘干、水烫、蒸气等，杀灭种子中存在的菌核、成虫、虫瘿等活体，并对种子进行浸泡、碾压、脱壳处理，便于种子发芽。分别取经处理后的三种种子5-6克作为实验待用。2.3.3 播种阶段：选定（1），（2），（3）号实验区域，分别均匀地撒播待用牛鞭草、高羊茅和狗牙根种子，（4）号区域作为空白对照。播种后应立即覆土镇压，使种子与土壤充分接触，覆土厚度为24mm。播种后及时浇水灌溉，为保持土壤湿润，覆盖了一层秸秆，减少水分蒸发，利于苗全苗壮。（注：牛鞭草、高羊茅、狗牙根出苗时间均为7天左右，时间的一致性确保了实验的准确性）。2.3.4 出苗后生长阶段：待幼苗出土后，每天定时三次给三种幼苗浇水，时间分别为9:00,13:00,17:00，浇水量根据植株大小及天气情况而定。2.3.5 测量阶段：待三种牧草幼苗长到10-15cm后开始测量阶段。根据天气情况等待自然降雨的发生，待降雨结束后开始测量。对（1），（2），（3），（4）号区域的径流池进行取水和测量，实际降雨量以虹吸式雨量计测量。通过数据的整理和计算得到四块区域坡地的径流深度、径流系数、径流含沙率。径流系数（runoff coefficient）是一定汇水面积与降雨量的比值，是任意时段内的径流深度y（或径流总量W）与同时段内的降水深度x（或降水总量）的比值。径流系数说明在降水量中有多少水变成了径流，它综合反映了流域内自然地理要素对径流的影响。其计算公式为a=y/x。 径流中泥沙的含量说明雨水对坡地的冲刷程度，泥沙含量的高低可以表明水土流失的程度。三:实验结果和分析3.1自然降雨条件下种植不同牧草区域坡地的平均径流深度差异图2自然降雨条件下种植不同牧草区域坡地的平均径流深度差异从图2可以看出，种植三种牧草的坡地和空白对照区域平均径流深度差异明显。空白对照区域的平均径流深度最大，达到9.0mm，后各种牧草的平均径流深度都有一定程度的减小，其中高羊茅牧草的平均径流深度最小，只有5.0mm，比起空白对照降低了4.0mm；牛鞭草的平均径流深度减少到了5.9mm，减小了3.1mm；而狗牙根牧草的平均径流深度达到了6.4mm，减少了2.6mm，是三种牧草中减少得最少。3.2自然降雨条件下种植不同牧草区域坡地的平均径流系数差异图3 自然降雨条件下种植不同牧草区域坡地的平均径流系数差异 从图3我们可以看出各种处理下各种牧草的平均径流系数差异，空白对照的平均径流系数最大，达到27.7%，而经过处理后的三种牧草的平均径流系数都有减小的趋势。其中高羊茅牧草的平均径流系数最小，只有15.5%，比起空白对照降低了12.2%；牛鞭草的平均径流深度减少到了18.2%，减小了9.5%；而狗牙根牧草的平均径流深度达到了19.8%，减少了7.9%，是三种牧草中减少得最少。3.3自然降雨条件下种植不同牧草区域坡地径流平均泥沙含量的变化图4自然降雨条件下种植不同牧草区域坡地径流平均泥沙含量的变化从图4我们可以看出各种处理下种植不同牧草区域坡地平均泥沙含量差异，空白对照区域的径流平均泥沙含量最大，达到13.6（g/100ml），而种植三种牧草的坡地径流平均泥沙含量都有很明显的降低趋势。其中种植高羊茅牧草坡地的径流平均泥沙含量最小，只有3.3（g/100ml），比起空白对照降低了10.3（g/100ml）；而种植牛鞭草的坡地平均径流泥沙含量减少到了4.1（g/100ml），比空白对照减小了9.5（g/100ml）；种植狗牙根牧草的坡地平均径流泥沙含量达到了5.4（g/100ml），比空白对照区域的平均径流泥沙含量减少了8.2（g/100ml），是三种牧草中减少得最少。3.4不同降水强度对种植不同牧草的坡地径流系数的影响图5不同降水强度对种植不同牧草的坡地径流系数的影响图5为不同降水强度对种植不同牧草的坡地径流系数的影响，从图中可以看出，随着降雨量的变化，空白对照和种植三种牧草的坡地径流系数都有明显的变化。其中种植高羊茅牧草的坡地径流系数在四块区域中最小，种植牛鞭草的坡地径流系数次之，种植狗牙根牧草坡地的径流系数在种植三种牧草的坡地中最大，空白对照的坡地径流系数最大，明显超过种植三种牧草的坡地。四：讨论4.1自然降雨条件下种植三种牧草的坡地跟空白对照相比较，平均径流深度都有一定程度的减小，其中种植高羊茅牧草的坡地平均径流深度减小程度最大，牛鞭草次之，狗牙根减少的程度最小。4.2自然降雨条件下种植三种牧草的坡地平均径流系数跟空白对照相比较，都有减小的趋势，其中种植高羊茅的坡地平均径流系数减小程度最大，牛鞭草次之，狗牙根牧草减少的程度最小。4.3自然降雨条件下种植三种牧草的坡地径流平均泥沙含量与空白对照相比较，种植三种牧草的坡地径流平均泥沙含量都有很明显的降低趋势。其中种植高羊茅牧草的坡地径流平均泥沙含量减小程度最大，牛鞭草次之，狗牙根牧草减少的程度最小。4.4不同降水强度条件下，种植三种牧草的坡地和空白对照的坡地径流系数都有很大的变化。坡地径流系数随着雨量的增加，空白对照和种植三种牧草的坡地径流系数都有明显的增加。其中种植高羊茅牧草的坡地径流系数最小，牛鞭草次之，狗牙根牧草最大。五：小结 本实验在自然降雨条件下，通过对种植三种牧草的坡地和空白对照区域坡地的径流深度、径流系数和径流泥沙含量的分析对比充分说明坡地栽培牧草，可以有效的降低雨水对坡地的冲刷作用，减少坡地径流和径流泥沙含量，对于保护坡地，减少坡地的水土流失具有重要作用，通过对本实验中三种牧草的比较，其中效果最好的是高羊茅牧草，牛鞭草次之，狗牙根牧草效果最差。 牧草护坡是一个系统的、长期的工程，不同地点的坡地选择何种护坡方法和植物种类，需综合考虑该地区边坡坡度、地质条件、土壤条件、气象条件、植被条件等。随着人们对生态环境保护的重视，植被护坡工程技术将获得更为广泛的应用，其方法将会更多、更完善，将会更多地取代传统的工程护坡。要使植被护坡工程技术得到广泛推广应用，除建立相应科学理论外，还应逐步使设计、施工规范化、标准化。相信随着中国经济的发展，中国的坡地生态防护事业必将得到进一步的发展。参考文献1 刘小兰 植被护坡技术理论及应用研究 中国科技信息 2011,(11):8588.2 郑长艳，宫绍斌 植被护坡研究进展 中国园艺文摘2001，（04）：3754.3 韩德梁，王发其，何胜江，陈超，宋高翔 几种优良草种在高速公路护坡工程中的应用J.安徽农业科学，2008，36(13)：54325435.4 朱力，吴展，袁郑棋 生态植被护坡作用机理研究J. 土工基础,，2009，23(01):4649 .5 符亦强 植被护坡机理及其工程应用研究 湖南交通科技 2011,37(02):4952 .6 刘宇 浅议植被生态护坡的效果及作用 科技致富向导2012年09期7 桂林 生态植被护坡的实践与研究 中国水运（学术版）2007，07（10）：144145.8 段晓明 植被护坡研究与应用现状 中国农学通报2007，23（03）：474477.9 戚国庆，胡利文 植被护坡机制及应用研究 岩石力学与工程学报2006，25（11）：22202225.Grass slope to cover the study of the ability of rainName:Wang Xuedong Tutor: Yang Shuyun(School of Resources and EnvironmentAnhui ,Agricultural University, Anhui Hefei, China)Abstract: slope is a certain slope terrain, is a common underlying terrain. Due to the slope, easy formation of runoff, cause soil erosion, so the slope of the development and utilization need certain scientific basis, prevent soil erosion serious consequences, on the slopes as study object, through the determination of different vegetation coverage conditions of rain on slope erosion, ecological slope protection, the principle of construction and maintenance, may contribute to the solution of ecological slope protection face rain erosion problem.This research through observing the contrast in the same slope, soil texture and different rainfall intensity under the conditions of different varieties, planting grass on slope area precipitation absorption, runoff and soil erosion of different varieties of forage cultivation, analysis of slope region of the depth of runoff, runoff coefficient and runoff sediment content of forage grass slope protection, anti rain erosion study on the correlation between, which, to the slope soil erosion management recommendations, to provide scientific basis for the utilization of slope development.Key words: rainfall intensity, slope runoff depth of runoff coefficient of forage致谢感谢杨书运老师在本课题的选题及研究过程中给予我的悉心指导和无私帮助；感谢在实验过程中汪大林学长给予大力帮助和指导，在此一并致谢！值此论文完成之际，也谨向所有关心和帮助过我的老师同学，向培养我的母校表示我最衷心的感谢！资源与环境 学院毕业论文（设计）指导教师评阅意见学生姓名 年级 评阅意见（论文选题意见，研究内容，实验设计，数据结果分析及论文协作等进行评阅）评阅意见 XX同学毕业论文题目为牧草覆盖对坡地抗雨水侵蚀能力的研究，实验过程中监测自然降水过程中坡地对降水的吸收、径流和土壤侵蚀，通过对自然降雨条件下栽培不同品种牧草区域的坡地的径流深度、径流系数和径流中泥沙含量的分析，直观有效的展示了实验的结果。在论文实验过程中，该同学态度认真，严格按照毕业论文开题报告和计划任务书组织实验，并查阅大量的参考文献。该实验实验设计合理，结果明显，论文写作规范，数据合理，文字通畅。综上所述，该论文已经达到本专业毕业论文的要求，是一篇较为完整的论文，同意提交论文，进行答辩。建议成绩： 评阅人 _年_月_日 学院毕业论文（设计）评阅教师意见学生姓名 年级 评阅人姓名 职称 学历 评阅意见 该选题符合专业研究方向，具有一定的理论意义和现实意义以及创新性，难度切实可行。该同学能自主查阅文献资料，收集关于牧草覆盖对坡地抗雨水侵蚀能力研究的相关资料，并加以整理和运用。论文文章内容充实表述清晰，结构严谨，层次分明，逻辑性强，并在写作过程中能充分运用所学的知识对现象和数据加以分析，并有自己的观点，具有科研写作的初步能力。同时该实验的实验方案设计合理，研究方法和选材得当，试验结果充分可靠，并运用了相关的分析方法，使试验数据结果更具说明性和准确性。 此论文遵守安徽农业大学毕业设计（论文）撰写规范的要求，项目齐全，格式符合标准，字数达到要求，没有抄袭现象，态度端正认真，达到毕业论文写作各项要求，同意该生参加毕业论文答辩。建议成绩： 评阅人 _年_月_日毕 业 论 文 成 绩 评 定 表1评语：毕业论文（设计）答辩委员会于2012年6月11日审查了该生毕业论文（设计），并参考指导教师和评阅人的意见，认为： 2成绩为： 3其他建议： 毕业论文（设计）答辩领导小组组长（签字） 年 月 日