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《成都理工大学》 2018年
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生物质基黄土水土流失治理稳定剂制备及其应用研究

邹炎  
【摘要】:水土流失是指土壤、岩层等在外力作用下被搬运、侵蚀和沉积,致使土地资源和土地生产力遭到破坏和损失的现象。水土流失对土地、河流、水库和生态系统造成巨大影响,同时也是生态破坏的直接表现和主要形式之一。我国的水土流失严重,不仅威胁着国家生态安全、饮水安全、防洪安全和粮食安全,而且制约着我国经济社会的可持续发展。黄土高原地区是我国水土流失最为严重的地区之一,由于该地区黄土自身结构的特殊性使得其治理较为困难。目前,治理黄土水土流失的传统方法主要有工程措施、生物措施和耕作措施,但各有一定的局限性。新兴的黄土稳定修复技术可从内部改变土壤的理化性质,而逐步被研究人员的高度重视,具有良好的发展和应用前景。本文结合西北地区环境特征,针对黄土地区水土流失提出新的治理思路,开展新型的黄土稳定剂的研究应用。采用土壤物理力学性质实验和室内盆栽实验研究方法,系统的进行了稳定剂的制备及筛选工作,研究了其对黄土水稳性、抗剪强度、抗压强度、抗侵蚀性及植物生长的影响,研究了冻融循环作用对稳定黄土的形体、含水率以及抗压抗剪强度的影响,并结合微观电镜扫描和傅里叶红外光谱阐明了稳定剂对黄土水土流失的修复机理。论文取得的主要结论如下:1、通过实验筛选稳定剂原材料,并确定了稳定剂最优制备条件为羧甲基纤维素3.0 g,黄原胶1.0 g,三偏磷酸钠0.1 g,pH为7,搅拌时间为1 h;通过实验得知该类黄土的干湿密度,含水率和塑性指数均低,初步证实了该类黄土内部颗粒疏松多孔是该地区易发生水土流失的一个内在原因。2、稳定剂的施加增强了黄土的水稳性能、抗压抗剪强度和抗侵蚀性能;同时稳定剂抵抗冻融循环能力较强,稳定黄土在-10℃、-30℃经12次冻融循环实验后质损率不足1%,强度损失率小于25%,体积变化较小,仅出现少量裂隙,黄土结构保持完整。3、稳定剂自身的亲水性能可有效提升土壤水分的有效性,促进植被的生长发育。与非稳定黄土相对比,稳定黄土草种发芽率更高,植被生长优良。同时,稳定剂可以增加黄土中团聚体的量,起到稳定黄土肥力,保持黄土水分的作用,最终达到保持水土的目的。4、SEM结果显示了稳定剂与黄土颗粒之间的物化作用。稳定剂呈薄膜或丝状作用与黄土颗粒互相作用,通过生物质大分子链使黄土内部的细小颗粒连结成为大的团聚体,而团聚体的形成,增强了黄土的水稳性能和力学性能。
【学位授予单位】:成都理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S157

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