山嶺隧道建設(shè)可能會改變周邊地下水滲流場,嚴重時會疏干地下水,威脅地表植被生存。針對現(xiàn)有研究難以定量分析隧道排水對地表植被影響的問題,提出以土壤水基質(zhì)勢作為植被生存狀態(tài)指標,建立隧道-土壤-植被-大氣連續(xù)體(tunnelsoil-plant-atmospherecontinuum,TSPAC)分析模型。通過Richards方程描述植被根系區(qū)的土壤水分運移,將大氣、地下水滲流模型作為上下邊界輸入方程,計算植被根系區(qū)基質(zhì)勢分布,據(jù)此衡量植被凋萎過程并判斷其生存狀態(tài)。將該分析方法應(yīng)用于大別山區(qū)明堂山隧道工程,分析隧道建設(shè)對地表植被的影響,結(jié)果表明:1)植被根系區(qū)土壤水基質(zhì)勢對地下水位和大氣變化的響應(yīng)存在滯后性和非均勻性,植被凋萎是漸進、動態(tài)的過程; 2)大氣條件在該區(qū)域?qū)χ脖簧嫫鹂刂菩宰饔? 3)隧道建設(shè)引起的地下水位變化對周邊地表植被影響較小,且對不同植被類型影響程度不一。TSPAC分析方法的創(chuàng)新性在于:提出了物理概念明確、易于工程使用的植被生態(tài)危險狀態(tài)判斷指標與依據(jù),在SPAC分析模型基礎(chǔ)上引入隧道地下水滲流模型,將隧道排水的工程因素與環(huán)境因素相結(jié)合,分析隧道排水—地下水位下降—地表植被...

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

圖1典型SPAC系統(tǒng)中的水分運移過程示意圖

土壤-植被-大氣連續(xù)體(soil-plant-atmospherecontinuum,SPAC)從物理活動的角度出發(fā),將土壤、植物、環(huán)境大氣看作是時刻發(fā)生著能量傳輸、物質(zhì)(水分)運移的動態(tài)物理系統(tǒng)[20]�！斑B續(xù)體”的概念強調(diào)了水分在土壤、植物、大氣三者之間運動的連續(xù)性與整體性....

圖2地下水位下降對土壤水基質(zhì)勢的影響

式中:Lw為根系—土界面上土壤水基質(zhì)勢達到hw的根系長度,簡稱根系凋萎長度;Lt為根系總長度;Le為有效根系深度,表示植物獲取大部分水分的根區(qū)部分。滿足式(2)的狀態(tài)即為植物整體的生態(tài)危險狀態(tài),表述為植物生態(tài)危險狀態(tài)判斷準則2(整體判據(jù)):當植物一定比例長度的根系進入生態(tài)危險狀態(tài)....

圖3隧道建設(shè)對植被影響的TSPAC模型耦合方法與分析流程

式(4)—(6)中:θr、θs分別為殘余含水量和飽和含水量;Ks為飽和導水率;Se為有效飽和度;l為孔隙連通參數(shù),對于大多數(shù)土層可以設(shè)置為0.5;α、n為滯水曲線θ-h的形狀參數(shù);m為土壤吸濕、脫濕曲線的關(guān)系,m=1-1/n(n>1)[28]。利用Feddes模型[29]描述根系....

圖4大氣模型計算流程圖

目前,利用Penman-Monteith方法估算ETp的應(yīng)用較為廣泛,其標準主要有2種:聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)提出的FAONo.56[31]和美國土木工程師協(xié)會(ASCE)提出的ASCEManual70[32]。2種標準均采用2步法(如圖4所示):首先根據(jù)日輻射、溫濕度、風速等....

本文編號：3925446