Wpływ wskaźnika pokrycia liściowego (LAI) na stateczność zboczy

• Autorzy: Zydroń T. , Demczuk P. , Gruchot A. , Siłuch M. , Klimek M.

Identyfikatory

DOI

10.12912/23920629/64217

Warianty tytułu

EN

Influence of leaf area index (LAI) on slope stability

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było określenie wpływu wartości wskaźnika pokrycia liściowego (LAI) na wyniki obliczeń stateczności stoku osuwiskowego położonego we wschodniej części Pogórza Wiśnickiego w miejscowości Gwoździec. Obliczenia zostały przeprowadzone w modułach VADOSE/W i SLOPE/W programu GeoStudio 2012 i polegały na integracji obliczeń infiltracji wody opadowej z obliczeniami stateczności. W efekcie obliczeń określono warunki opadowe (długość trwania i sumę opadu) powodujące naruszenie stateczności zbocza (tzw. opad progowy). Wyniki obliczeń wykazały, że wartości LAI z zakresu 1–3, odpowiadające roślinności trawiastej, sprzyjają w dłuższej perspektywie czasu gromadzeniu się wody gruncie, co ogranicza jego zdolność retencji w momencie wystąpienia intensywnych opadów. Z kolei pokrycie terenu, tożsame z wartością LAI=5 odpowiadającymi drzewom, powoduje zwiększenie zdolności retencyjnej gruntów, co wpływa na opóźnienie reakcji gruntu na opady (utratę stateczności zboczy) w stosunku do terenu pokrytego roślinnością trawiastą. Stwierdzono również, że warunki wilgotnościowe panujące w zboczu przed rozpoczęciem intensywnych opadów mają znaczący wpływ na wielkość opadu progowego i w przypadku analizowanego zbocza wyniosły one od 90 mm dla okresu mokrego do ponad 700 mm dla okresu suchego.

EN

Determination of effect of the leaf area ratio on the results of slope stability calculation of one of the landslide prone slope located in the Pogórze Wiśnickie was presented in the paper. The calculations were carried out in modules Vadose/W and SLOPE/W of package GeoStudio 2012. The calculations involved the integration of rainfall infiltration process and slope stability calculations. As a result, the calculations allow to determinate precipitation conditions (time and accumulated precipitation height) causing slope failure (i.e. rainfall threshold). The calculation results showed significant impact of LAI on the results of modeling. It was revealed, that LAI values in range 1–3, corresponding to the grass vegetation, contribute in long-term to accumulation of precipitation within slope, which limits its retention ability when intense rainfalls occur. In turn, the leaf are index LAI = 5, corresponding to the coverage of trees, increase the retentive capacity of the soil, which resulting in delayed response of slope on rainfall with in comparison to an area covered with grass plants. It was also found significant impact of moisture content conditions on rainfall threshold. It was revealed that in case of analyzed slope threshold rainfall can be comprised from 90 mm to over 700 mm.

Słowa kluczowe

PL

stateczność zboczy; wskaźnik pokrycia liściowego LAI; opad progowy

EN

slope stability; Leaf Area Index (LAI); threshold rainfall

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 49
• Strony: 81--90
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Zydroń T.

• Katedra Inżynierii Wodnej i Geotechniki, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, al. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków

autor

Demczuk P.

• Katedra Inżynierii Wodnej i Geotechniki, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, al. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków

autor

Gruchot A.

• Katedra Inżynierii Wodnej i Geotechniki, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, al. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków

autor

Siłuch M.

• Katedra Inżynierii Wodnej i Geotechniki, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, al. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków

autor

Klimek M.

• Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej, Uniwersytet Jagielloński, ul. Gronostajowa 7, 30-387 Kraków

Bibliografia

• 1. Baldocchi D. 2012. Lecture 2: Characterizing the Vegetation Canopy, Part II: Leaf Area Index. University of California, Berkeley.
• 2. Cornforth D.H., 2005. Landslides in practice. John Wiley & Sons, INC, ss. 591.
• 3. Demczuk P., Zydroń T., Siłuch M., Klimek M. 2016. Rainfall-thresholds for occurrence of shallow landslides in the south of Poland – example of slopes in Nowy Wiśnicz Commune. UMCS, Lublin, ms.
• 4. Garg A., Coo J.L., Ng C.W.W. 2015. Field study on influence of root characteristics on soil suction distribution in slopes vegetated with Cynodon dactylon and Schefflera heptaphylla. Earth Surface Processes and Landforms, 40, 1631–1643.
• 5. GEO-SLOPE 2010a: Vadose Zone Modeling with VADOSE/W 2007. An Engineering Methodology (4th ed.). Alberta: GEO-SLOPE International Ltd.
• 6. GEO-SLOPE 2010b: Stability modeling with SLOPE/W 2007: An Engineering Methodol-ogy (4th ed.). Alberta: GEO-SLOPE International Ltd.
• 7. Gil E. 1997. Meteorological and hydrological conditions of landslides, Polish Flysch Carpathians. Studia Geomorphologica Carpatho-Balcanica, vol. XXXI, 143–158.
• 8. Gil E., Długosz M., 2006, Threshold values of rainfalls triggering selected deep-seated landslides in the Polish Flysch Carpathians, Studia Geomorphologica Carpatho-Balcanica,40, 21–43.
• 9. Gorczyca E., 2004. Przekształcanie stoków fliszowych przez procesy masowe podczas katastrofalnych opadów (dorzecze Łososiny). Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, ss. 101.
• 10. Jakubowski J. 1965. Wpływ pokrycia roślinnego oraz opadów atmosferycznych na powstawanie osuwisk zwietrzelinowych. Przegląd Geologiczny, 13, 9, 395–398.
• 11. Glade T., Anderson M., Crozier M. J.,(eds.) 2005Landslide risk assessment. John Wiley & Sons, INC, ss. 832.
• 12. Greenway D.R. 1987. Vegetation and Slope Stability. [W:] M.G. Anderson, K.S. Richards (red.), Slope stability, 187–230, Wiley and Sons, New York.
• 13. Herse J., 1981. Szczegółowa uprawa roślin. PWN, Warszawa, ss. 622.
• 14. Ishak M.F., Ali N., Kassim A., 2013. The influence of tree induce suction on soil suction profiles. IJRET: International Journal of Research in Engineering Technology, 2 (9), 187–193.
• 15. Lim T.T., Rahardjo H., Chang M.F., Fredlund D.G., 1996. Effect of rainfall on matric suctions in a residual soil slope. Can. Geotech. J., 33, 618–628.
• 16. Najder T. 2003. Wpływ roślinności na zmiany stateczności zboczy. Inżynieria Morska i Geotechnika, 2, 86–92.
• 17. Ng C.W.W., Leung A.K., Garg A., Woon K.X., Chu L.M., Hau B.C.H., 2013a. Soil suction induced by grass and tree in an atmospheric-controlled plant room. Proceedings of the 18th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris, 1167–1170.
• 18. Ng C.W.W., Woon K.X., Leung A.K., Chu L.M., 2013b. Experimental investigation of induced suction distribution in a grass-covered soil. Ecological Engineering, 52, 219–233.
• 19. PN-EN ISO 14688–2:2006. Badania geotechniczne. Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów. Część 2: Zasady klasyfikowania. PKN, Warszawa.
• 20. Simon A., Collison A.J.C., 2002. Quantifying the mechanical and hydrologic effects of riparian vegetation on streambank stability. Earth Surface Proccesses and Landforms, 27, 527–546.
• 21. Wilson G.W., 1990. Soil evaporative fluxes for geotechnical engineering problems. Ph.D. Thesis, University of Saskatchewan, Saskatoon, Canada, ss. 464.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.