【摘要】：石油管道作為油氣的載體,連接了上游資源和下游用戶。截止到目前,全世界已經(jīng)有幾百萬公里的管道在運(yùn)行。然而石油管道埋設(shè)在土壤黑箱介質(zhì)中,植物根系特別是穿透力強(qiáng)、擠壓力大的多年生喬木根系的生長對(duì)石油管道3PE防腐層的穿透、擠壓等物理機(jī)械破壞作用確實(shí)存在,不容忽視。本研究以川南地區(qū)廣泛分布的5種典型植物馬尾松(Pinusmassoniana)、香樟(Cinnamomum camphora)、杉木(Cunninghamialanceolata)、黃葛樹(Ficus virens Ait.var.sublanceolata)、楠竹(Phyllostachyspubescens)為研究對(duì)象,采用典型選樣法,調(diào)查了川南5種典型植物根系的分布情況,運(yùn)用微根管法、土壓力計(jì)法,同時(shí)在室內(nèi)利用瓊脂模擬試驗(yàn),擬合了川南地區(qū)5種典型植物的根系垂直分布模型、根系水平分布模型、根系穿透力模型及根系擠壓力模型,并綜合評(píng)估了5種植物根系對(duì)石油管道3PE防腐層的影響。主要研究結(jié)果如下:(1)根據(jù)川南地區(qū)5種典型植物根系生物量垂直分布特征,運(yùn)用Gale等構(gòu)建的根系垂直分布模型Y=1-β~d進(jìn)行模擬計(jì)算。構(gòu)建了5種典型植物根系的垂直分布模型:香樟:Y=1-(0.9846)~d(R~2=0.9843)黃葛樹:Y=1-(0.8013)~d(R~2=0.9310)杉木:Y=1-(0.9473)~d(R~2=0.9669)馬尾松:Y=1-(0.9562)~d(R~2=0.8572)楠竹:Y=1-(0.9794)~d(R~2=0.9503)(2)根據(jù)川南地區(qū)5種典型植物的根系生物量的水平分布特征,構(gòu)建了5種典型植物根系水平分布的根系生物量—水平距離模型:y=ax~2+bx+c擬合精度均在0.8以上,說明二次函數(shù)模型擬合較好,可以作為預(yù)測5種植物根系的水平分布情況。(3)擬合了川南地區(qū)5種典型植物的根系穿透力—根尖直徑回歸模型:y=-ax~2+bx擬合精度均在0.9以上,說明二次函數(shù)模型擬合較好,可以用來預(yù)測5種典型植物根系的最大穿透力。(4)擬合了川南地區(qū)5種典型植物的根系擠壓力—時(shí)間模型、根系擠壓力—根系生物量模型、根系擠壓力—根系直徑模型,其中根系擠壓力—時(shí)間模型擬合度最高,均大于0.97,可以用來預(yù)測根系擠壓力達(dá)到最大值時(shí)的月份。本研究調(diào)查了川南5種典型植物的根系分布情況,并構(gòu)建了5種典型植物的根系穿透力模型、根系擠壓力模型,預(yù)測了5種典型植物根系最大穿透力及根系最大擠壓力出現(xiàn)的月份。但是并未觀測到5種典型植物根系有穿透石油管道3PE防腐層的現(xiàn)象。5種典型植物對(duì)石油管道3PE防腐層產(chǎn)生了擠壓,但是沒有出現(xiàn)5種植物根系擠壓石油管道3PE防腐層產(chǎn)生形變的現(xiàn)象。植物根系在觸碰到3PE材料后生長呈現(xiàn)旋轉(zhuǎn)彎曲現(xiàn)象。通過野外調(diào)查和室內(nèi)模擬研究結(jié)果得出,川南地區(qū)五種植物根系生物量與垂直/水平距離的相關(guān)關(guān)系(y=1-β~d、y=ax~2+bx+c)以及植物冠幅與根系水平分布的相關(guān)關(guān)系(y=ax+b),根系生長具有一定的季節(jié)規(guī)律;植物根系對(duì)輸氣管道的主要影響是以根系生長過程中的擠壓和穿透作用為主機(jī)械破壞作用,穿透力至少是9.67 MPa(模型擬合為13.28MPa,楠竹為22.72 MPa),擠壓力最大為9.44 kpa,周圍土體對(duì)管道所造成的最大壓力值為896.69 kpa。由此,提出川南地區(qū)深根植物杉木、香樟、馬尾松等分布在輸氣管道中心線兩側(cè)各5m范圍內(nèi)時(shí)具有潛在威脅;另外,黃葛樹、楠竹等植物的根系水平分布超過5m,應(yīng)同樣視為對(duì)輸氣管道具有潛在威脅。
【圖文】：

儀器設(shè)備安裝正面圖

16圖 3-2儀器設(shè)備安裝立面圖3.5.3 根系影像的處理從 2015年 3~9 月，2016年 1~3 月，每間隔一個(gè)月用土壤原位 360 度多層次旋轉(zhuǎn)光電耦合圖像監(jiān)測儀（微根管袖珍影像成像系統(tǒng)，，CI-600 Root Scanner）對(duì)同一位置的土壤、根系剖面圖像進(jìn)行不變形的線性數(shù)據(jù)獲取，非破壞性的原位
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：Q948;TE988.2

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本文編號(hào)：2610821