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涤纶土工织物的开发及其水土保持效应研究
涤纶土工织物的开发及其水土保持效应研究
应用产业用纺织品总第245期
摘要:通过红涤纶土工织物的开发及其模拟人工降雨实验,从纱线密度,织物密度两方面比较了不同土
工织物的水土保持效应.结果表明,开发出的土工织物具有明显的水土保持效应;相同条件下,随着
纱线线密度或织物密度的增加,土工织物水土保持的作用也会增强.
关键词:红涤纶土工织物,人工降雨,水土保持,测试
中图分类号:TS106.68文献标识码:A文章编号:1004—7093(2011)02—0030—05
0前言
我国是水土流失比较严重的国家之一,全国
现有水土流失面积3673万km,占国土总面积的
38.2%.黄土高原则是我国土壤侵蚀最严重的地
区,它是黄河的主要产沙源地,有60%以上的土地
存在着不同程度的水土流失,年平均泥沙流失量达
到2000~2500t/km1-2].严重的水土流失是该
地区生态环境恶化,自然灾害频繁,农村经济落后,
人民贫穷的重要原因.控制和减少该地区的水土
流失,对西部大开发和我国经济发展意义深远J.
水土流失防治措施的核心是解决土壤颗粒受到的
径流或风力冲刷和由于坡度引起的向下滚动力的
问题,直接目的是减少天然降水或风力对土壤的侵
蚀作用J.我国护坡等固沙保土用土工织物已投
产并进入市场,但由于对其缺乏必要的研究和了
解,大面积推广应用较慢,而且应用的水平及相应
的产品也远远滞后于各项工程对其提出的质量要
求J.所以,我国必须加紧对土工织物的研究与
开发.,
西安工程大学研究生创新基金(chxlO0801)
收稿日期:2010—06一l2
作者简介:李文婷,女,1985年生,在读硕士研究生.主要从事
纺织功能性材料与功能纺织品设计.
一
3O一
本文开发了红涤纶机织土工织物,并将其
覆盖于模拟降雨实验用的土槽,进行物理固沙保
土,控制陡坡土壤流失,减少降水侵蚀土壤的实验.
同时,研究了不同规格织物的保水保土性能.
1土工织物开发
1.1选择原料
采用性能优良的涤纶和吸湿降解性能优良的
红麻为原料开发红麻/涤纶机织土工织物(以下简
称土工织物),该土工织物既具有合成纤维的高强
度和抗埋,耐老化等优良性能,又具有红麻纤维吸
湿性好的优点,并具有保水和利于植被繁殖的特
性;同时,土工织物使用红麻还可降低合成纤维对
环境的污染,达到改善生态环境,治理土壤侵蚀的
目的.
1.2开发织物
设计不同规格的五种织物,研究不同规格织物
对水土保持效应的影响.选取三种相同线密度的
涤纶和红麻纱线和三种织物密度(织物经纬向密
度相同),纱线均以一根涤纶,一根红麻间隔排列,
经纬向排列规律相同,织物组织均采用平纹,在全
自动SU111型剑杆织机(小样织机)上织造成五种
织物,如表1.
开发出的2和5两种织物样照见图1.
应用产业用纺织品总第245期
积,经天平称重,然后根据同温度下(室温即可)瓶
加浑水的质量与瓶加清水质量之差,求出样品中的
沙样质量,其计算公式是:
=
(一)(1)
:
L(2)
P一p
式中:——泥沙质量(g);
——
比重瓶加浑水的质量(g);
——
比重瓶加清水的质量(g);
——
泥沙密度(g/’em);
p——水的密度(g/em.);
——
置换系数..
2.4实验数据及结果分析
2.4.1模拟降雨条件下覆盖2土工织物前后坡
面产流产沙对比
模拟降雨条件下,覆盖土工织物前后坡面产流
产沙过程实验结果如表2和图4.
表2模拟降雨条件下覆盖2土工织物
后坡面产流产沙减少率(单位:%)
注:土容重:1.13g/em.;初始含水量:11.00%质量分数.
无覆盖坡面径流量,径流含沙量和含沙率依次
平均为l543.40ml,8.292g和5.37L,覆盖2土
工织物的坡面径流量,径流含沙量和含沙率依次平
均为l235.O0ml,4.870g和3.95g/L,坡面径流
一
32一
量,径流含沙量和含沙率依次平均减少率为
19.98%A1.22%和26.48%.
(ft.)径流量
051015202530
降雨时间/min
(b)径流含沙量
图4覆盖土工织物前后坡面的水土保持效应
由图4(a)可以看出,与无覆盖的坡面相比,覆
盖2织物后坡面的径流量有显着的降低,且径流
达到稳定的时间比无覆盖的时间稍缓.这说明土
坡覆盖织物后,增加了地表的粗糙度,减缓了降雨
的流速,降低了径流的侵蚀动力,延长了水分的入
渗时间,起到了保水的作用.由此也可以推断,覆
盖织物后形成的湿环境有利于植被的培育,从而增
加水土保持的效果.
由图4(b)可以看出,与无覆盖的坡面相比,覆
盖2织物后径流的含沙量显着减少,且含沙量的
波动范围减小,波动程度也有所降低.说明覆盖织
物后,降雨雨滴没有与坡面土壤直接接触,减小了
雨滴冲蚀坡面的动能,从而减小了雨滴击溅的作
用,起到了保土
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