[发明专利]三维土工网垫生态护坡坡面最优植株密度的确定方法

说明书

本发明三维土工网垫生态护坡坡面最优植株密度的确定方法，涉及边坡或斜坡的稳定，该方法首先结合降雨量、径流系数、坡面典型土壤颗粒直径、坡面糙率、坡角、植物分蘖系数、叶片形状、土壤的实际干容重、密实后的稳定干容重、薄膜水参数和综合粘结力参数对径流深度、边坡土质颗粒最小起动速度和坡面平均径流速度进行计算，然后根据坡面平均径流速度与边坡土质颗粒最小起动速度的关系得出生态植草坡面植株总横排数，最后依据植株总横排数来确定三维土工网垫生态护坡坡面最优植株密度，克服了现有技术存在的在三维土工网垫生态护坡的施工过程中不能准确计算坡面最优植株密度的缺陷，防止出现购置草籽的大量富余，大幅节约了工程成本。

技术领域

本发明的技术方案涉及边坡或斜坡的稳定，具体地说是，三维土工网垫生态护坡坡面最优植株密度的确定方法。

背景技术

随着人们对生态环境越来越重视，衍生出生态护坡的“绿色”方法，其中三维土工网垫生态护坡作为一种新型护坡形式迅速发展。该护坡技术借助植物根系加筋、蒸腾排水和茎叶减小雨水溅蚀的特点来改善坡面因局部雨水冲刷导致坡面开裂、位移和径流入渗的状况，从而提高边坡工程质量，同时有利于提高原有坡面区域的生态环境。

目前三维土工网垫植草护坡植株密度设置方法，存在的主要问题为：

①现有技术中径流深度为假设值，不能根据降雨量和径流系数来计算坡体饱和后的径流深度；由于在计算边坡土质颗粒最小起动速度需要用到径流深度，所以采用假设的径流深度，计算结果不能作为坡面最优植株密度的准确参考值。

②坡角是选择坡面铺设网垫类型的关键因素，现有相关三维土工网垫生态护坡植株密度计算方法的文献中，仅仅说明三维土工网垫类型影响坡面粗糙系数的确定，没有考虑坡角的影响因素，不能准确得出坡面粗糙系数，导致三维土工网垫生态护坡植株密度的计算结果也不准确。

③现有技术用坡面植株的茎和叶分别计算微小区段水头损失，这样计算方法会导致微小区段水头损失计算结果偏大，而对于坡面最优植株密度的计算结果则偏小，当按照小密度种植时不能达到预期效果，会造成一定安全隐患及经济损失。

④现有的植株密度计算公式，只能在植株均匀排列的情况下使用，不能计算植株非均匀排列情况，同时没有考虑植株在坡面上的占地面积，没有将植株占据的坡面与植株间的净坡面分开来考虑，造成计算误差，现有相关文献中没有提出解决这个关键问题的方法。

⑤现有三维土工网垫生态护坡植株密度计算方法的文献中，对于边坡土质颗粒最小起动速度的计算，未能考虑影响边坡颗粒起动的根本原因，包括：颗粒间的黏结力、水深引起的附加下压力、淤积物干容重，同时现有文献的计算公式中没有体现土壤的实际干容重土壤密实干容重、综合黏结力参数和薄膜水参数，所以现有技术的计算结果的可靠性不高。

随着城市间道路建设，有许多大型三维土工网垫植草护坡的工程，这些工程一般都在比较偏僻的地方，并且坡面情况十分复杂，继续使用现有的坡面植株密度的计算方法，不考虑坡体土壤物理性质、坡角、植被叶片形状和降雨强度这些重要影响因素，不按照坡体类型选择坡面最优植株密度，会导致防坡面植株密度计算结果不准确；植株密度过小，起不到较好的防冲刷作用；坡面植株密度过大，则影响植株正常生长、降低成活率；总之，植株密度过大或过小均不能达到预期的植物护坡效果，不能达到理想的生态防护状态。

综上所述，现有技术存在在三维土工网垫生态护坡施工过程中不能准确计算坡面最优植株密度的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：三维土工网垫生态护坡坡面最优植株密度的确定方法，该方法结合降雨量、径流系数、坡面典型土壤颗粒直径、坡面糙率、坡角、植物分蘖系数、叶片形状、土壤的实际干容重、密实后的稳定干容重、薄膜水参数和综合粘结力参数来确定三维土工网垫生态护坡坡面最优植株密度，克服了现有技术存在的在三维土工网垫生态护坡的施工过程中不能准确计算坡面最优植株密度的缺陷。