Grass-planting Concrete (GPC) is a slope protection material with excellent flood control and ecological functions. However, its widespread application has been constrained by the high alkalinity and the lack of nutrients of its internal pores. Therefore, investigating the relationship between GPC alkalinity and plant growth characteristics is necessary and meaningful. In this study, trifolium was chosen as a typical grass species, considers GPC alkalinity, soil treatment methods, and nutrient types as influencing factors.It analyzes the changes in GPC alkalinity and soil alkalinity over time and focuses on investigates the growth characteristics and adaptive differences of trifolium before and after root penetrate GPC. Revealing the inhibitory pattern of plant growth by GPC with alkalinity variation. The results showed that (1) GPC significantly inhibited the growth of trifolium, especially before root penetration GPC, where leaf coverage, stem length, root length, root forks and root penetration ability were negatively correlated with alkalinity of GPC. However, after root penetration GPC, the inhibitory effect decreased significantly, especially root length and root forks increased by 3.4 and 4.6 times, respectively. (2) For GPC with surface-covered or internally-filled, the former requires pH© 2025

植草混凝土细观结构是影响混凝土抗压强度的关键因素，研究其物理化学性能，对植生型多孔结构的混凝土性能提升具有重要意义。本文通过对植草混凝土的Rapid Air 457孔隙结构测定、SEM电镜、XRD衍射、力学性能试验与分析，结果表明，硅灰石粉和粉煤灰显著优化了植草混凝土的细观孔隙结构，随着硅灰石粉和粉煤灰掺量的增加，细观孔隙含量分别降低至0.85%和0.22%，平均孔径均可以减小至80μm以下，并引起间距系数发生改变，进而促使植草混凝土的28d最大抗压强度分别提升至10.1MPa和11.3MPa；根据电镜和衍射试验结果，结合DES分析，发现植草混凝土中钙硅比（Ca/Si）减小，证实了两种掺合料的水化产物使得植草混凝土胶凝材料内部结构更加致密，并对植草混凝土抗压强度产生积极影响，填补了植草混凝土细观孔隙结构研究的空白。

In order to meet function requirements of slope protection and ecology for grass-planting concrete with a random porous structure, this study proposes two typical alcohol amines, namely, water-reducing agent modified triethanolamine (TEA) and diethanol monoisopropanolamine (DEIPA), as admixtures for the production of grass-planting concrete. The crystal structures, elemental ratios, and hydration products of cementitious materials with modified alcohol amines were investigated to explore their mechanism of action, reinforcement, and appropriate dosage. The compressive strength of cementitious materials and the spread of mortar made from modified alcohol amines were investigated to evaluate their impact on the compressive strength and workability of grass-planting concrete. The results show that modified TEA can more uniformly reduce the calcium-silicon ratio of the hydration products, leading to enhanced crystallization and densification at a dosage of 0.08%. At a dosage of 0.16%, modified DEIPA can effectively promote the hydration of tricalcium silicate and the secondary hydration of generated calcium hydroxide. The reduction in calcium hydroxide content resulted in an increase in strength. Both these amines enhance the bonding ability of cementitious materials. The spread of the modified cementitious materials is further improved, and suitable cementitious materials with a low water-cement ratio can be obtained for making grass-planting concrete to create uniformly wrapping coarse aggregates with the cementitious material. Modified TEA and modified DEIPA significantly increased the 28-day compressive strength of cementitious material by more than 104%, and the improvement effect of modified DEIPA was significantly better than that of modified TEA. The modified alcohol amines show great potential for practical application in production. © 2024 Elsevier Ltd

悬浮颗粒物浓度是一项重要的衡量湖泊水环境质量的评价因子,可借助水色遥感技术快捷有效的实现监测。目前对水色遥感的研究大多假定水体组分在垂向上均匀分布,鄱阳湖受到自然及人为等因素综合影响,造成水体组分在垂向上的非均匀分布。本文基于鄱阳湖水体的三次巡航实测数据,通过对鄱阳湖悬浮颗粒物浓度垂向分布情况分类,定量分析不同垂向分布类型对水表以上反射率的影响程度,对鄱阳湖进行基于悬浮颗粒物浓度垂向分布类型的分区,建立悬浮颗粒物浓度分区反演模型,并应用于Sentinel-2A卫星影像,揭示了鄱阳湖在不同时期悬浮颗粒物浓度的平面、垂向分布特征及其影响因素。本文主要研究内容与成果如下:（1）揭示了鄱阳湖悬浮颗粒物垂向浓度与水体光学参数关系。通过分析实测数据可知:鄱阳湖水体总悬浮颗粒物浓度垂向分布可分为混合型、线性型、先增后减型、先增后混型。同一波段处的总悬浮颗粒物吸收系数随水深递增,其中短波处增幅大,长波处的增幅小。同一波段处的总悬浮颗粒物后向散射系数随水深递增,随着波长增大总悬浮颗粒物后向散射系数逐层变化减弱。（2）基于垂向特征的鄱阳湖水体分区。通过Hydrolight软件模拟悬浮颗粒物浓度垂向线性型分布下的遥感反射率,定量分析垂向分布类型对水表以上反射率的影响。分析不同垂向分布类型站点的区域分布情况,以星子县哔叽垄、棠荫为分界点将鄱阳湖划分为北、中、南三个湖区,北部湖区为线性型;南部湖区为混合型;中部湖区内不同类型站点交错分布。（3）基于垂向特征分区的鄱阳湖水体悬浮颗粒物浓度遥感反演模型的构建。通过悬浮颗粒物浓度与遥感发射率的相关性分析与曲线拟合,建立分区的遥感反演模型。结果显示三个湖区所建模型均具有较好的反演效果,所建模型可行。其中北部与南部湖区所建模型的反演精度显著高于中部湖区。通过三个湖区模型精度对比,构建基于悬浮颗粒物浓度垂向分布类型的分区的反演模型,可有效提高精度。（4）鄱阳湖悬浮颗粒物浓度遥感反演模型的应用。应用悬浮颗粒物遥感反演结果,揭示了鄱阳湖不同时期的悬浮颗粒物浓度的平面及垂向分布规律,同一时期悬浮颗粒物浓度值平面及垂向分布从大到小排序为:中部湖区＞北部湖区＞南部湖区。鄱阳湖在低水位时期（10次年4月）的悬浮颗粒物浓度整体水平大于高水位时期（5~9月）,高水位时期棠荫北部、松门山等采砂点及采砂影响范围内的下游区域出现易极高值区域,最大可超过200mg/L。低水位时期极高值区域主要存在于裸露出的碟形湖中。鄱阳湖悬浮颗粒物浓度在不同时期的垂向变化大小存在差异,垂向变化总趋势为表层小,底层大,采砂活动是影响鄱阳湖悬浮颗粒物浓度垂向变化的重要因素,采砂区域内浓度值垂向变化最大,采砂影响范围内的浓度垂向变化次之,未受采砂影响区域内浓度垂向变化最小。

河岸是水陆生态系统的过渡带,其生态效果影响着河流的可持续发展。传统的硬质护岸形式会隔断河道生物、微生物等与陆域的接触,从而破坏河流生态环境。植草混凝土作为一种新型生态材料,具有透水性强、抗冲刷性好、植被覆盖率高等特点,而在护岸中得到应用。其内部孔结构特征不仅影响混凝土强度,还直接影响植物的生长。因此,深入研究植草混凝土孔结构及其对草本植物根系构型的影响,在植草混凝土制备、结构设计及工程应用上具有重要意义。本文利用体积法对植草混凝土配合比进行设计,以水灰比和目标孔隙率为变量进行正交实验。通过物理力学试验、CT扫描试验、植生试验,揭示了植草混凝土物理力学性能之间的关系和孔结构对草本根系构型的影响,利用ABAQUS对植草混凝土进行三维仿真模型和有限元模型构建,分析了力学与孔隙率之间的关系,具体结论如下:（1）植草混凝土抗压强度值随着目标孔隙率的增大而减小,呈负相关性,随胶凝材料用量增大而增大,呈正相关关系;有效孔隙率与胶凝体总量、干容重、抗压强度均呈负相关关系。（2）通过CT序列图像分析,混凝土孔隙面积在10~100 mm~2范围内数量最多,占孔隙总数30%以上,随着孔隙率的增大,总孔隙数减小,且大面积孔隙数量增多。通过提取物质,建立了植草混凝土三维有限元模型,以此计算其全孔隙率并证实其有效性,在弹性模量、泊松比、约束、荷载等一定的条件下,最大应力到达10 MPa时,混凝土位移距离随有效孔隙率的增大而减小。（3）通过根系构型参数分析,植物在植草混凝土中生长时,会在一定程度上影响根系长度,而根系的直径会增大且根尖数增多,使得植株能够在植草混凝土中生长正常;以狗牙根为例,当植草砼厚度相同时,随着有效孔隙率的增大,根系总根长、总表面积、根尖数都会随之增大,而根系最大长度、平均直径、总体积会呈先增大后减小;当目标孔隙率相同时,随着混凝土试块厚度的增大,根系最大长度及根尖数受影响而减小,其他构型参数在厚度变化时受影响不明显。

与传统混凝土护岸相比,植草混凝土具有防洪、生态和景观的特点,广泛应用于河流治理工程。植草混凝土孔隙细观结构是影响植物生长的主要因素之一,传统的孔隙细观结构研究方法受人为干预辨别的影响较大,实验数据的获取存在局限性。同时植草混凝土孔内高碱性环境也是影响草本植物生长主要因素之一,有效的改善孔内碱性环境尤为关键。因此,开展对植草混凝土孔隙细观结构分析及孔内碱性环境改善研究十分必要。本文利用CT扫描仪对不同配合比的植草混凝土试件进行断层扫描,重构了植草混凝土三维模型,探究其孔隙细观结构的表征参数特征,创新性地丰富了植草混凝土孔隙细观结构的获取手段,为细观尺度上的植草混凝土孔隙结构研究提供一种新的途径;通过植草混凝土碱性改善试验,对比分析了植草混凝土孔内碱性环境改善措施;开展种植试验,揭示植草混凝土对草本植物茎叶及根系的影响。具体结论如下:（1）利用CT扫描技术建立三维可视化仿真模型,以目标孔隙率和实际有效孔隙率为主要率定指标,有效地提高了三维仿真模型精度。三维模型孔隙率计算结果略小于试验法,误差在0.6%-2.4%之间,且更贴近设计值。（2）对植草混凝土孔隙细观结构表征参数进行分析,定量获取试件二维孔径数量、面孔率、孔径尺寸分布、三维迂曲度及分形维数。研究表明,水灰比对混凝土内孔隙总计数影响较大,且水灰比越大孔隙数量呈减小趋势;植草混凝土孔隙内迂曲度与目标孔隙率呈负相关性,混凝土内孔隙结构的分形维数与目标孔隙率呈正相关性,即目标孔隙率越大且水灰比越小时,混凝土孔隙细观结构越有利于草本植物根系生长。（3）通过结构降碱技术改善孔内碱性环境,试件p H值下降0.5～1,随着矿物外掺料的增加,试件p H值呈下降趋势,其中内掺硅灰效果最好。使用草酸喷涂处理和环氧树脂镀膜处理可使试件p H值下降1～2.5。使用化学试剂对植草混凝土试件进行浸泡处理,其碱性环境改善效果从强到弱排序为:过磷酸钙＞硼酸＞磷酸二氢铵＞磷酸二氢钾＞硫酸亚铁＞未处理。（4）通过分析草本植物茎叶生长情况发现,试块厚度对草本植物茎叶生长影响最大,相同生长条件下,草本植株生长高度随试件厚度的增加而降低。根系构型参数表明,草本根系受孔隙率影响较大,随着孔隙率的增大,根系生长情况越好,验证孔隙细观结构分析结论。

河道管养能够有效提高河道的水环境质量，恢复河道的自然功能，改善河岸周边的生态环境。城市河道管养等级划分对河道运行管理、民生需求与城市经济发展有着重要的现实意义。以南昌市典型河道为例，选定了城市河道管养划分的关键指标，将河道的自然属性、社会属性、功能属性等3个因素作为准则层，河道的流域面积、污染指数、植被覆盖度、所处区域、防洪排涝功能、灌溉功能、航运功能、旅游功能等8个指标作为指标层。基于层次分析法，建立了河道管养等级综合评价模型，确定了河道管养划分指标权重系数，获得了研究区典型河道管养等级划分图，为指导城市河道管养等级划分提供参考。

植草混凝土护岸是河流生态治理新要求下的重要产物，但植草混凝土的基础理论研究极少，其宏观物理力学表征和多相非均质材料细观结构的关系、随机孔隙环境下草本根系生长变化特征尚不清楚。项目以试验研究、理论分析、数值模拟为手段，分析了混凝土组分、孔隙和草本根系等分布与形态特征，阐明细观结构与宏观表征之间的关系，揭示了植草混凝土环境下草本根系的生长机制及影响。取得了一些有价值的成果：(1)揭示了植草混凝土组分和孔隙的形态特征。目标孔隙率与孔隙等效半径、有效通孔率、形状因子、分形维数成正比，与孔隙迂曲度呈负相关性，目标孔隙率越大且水灰比越小时，混凝土孔隙细观结构越有利于草本植物根系生长。(2)通过三维有限元模拟分析，揭示了植草混凝土力学作用机理；利用化学试剂改良方法，自主研发了植草混凝土外加剂。(3)项目提出了植草混凝土孔内碱性环境改善方法及工艺；发明了基于草本根系构型的植草混凝土构造方法；发展了装配式植草混凝土概念，该结构能够有效地减少流速、提高混凝土保土和抗冲刷性能。(4)通过植生试验和理化分析，揭示了植草混凝土环境胁迫下草本根系的生长机制。草本植物的生长速率、根系生长特征受到混凝土介质影响；草本植株生长高度随混凝土厚度的增加而降低，根系最大长度、总根长、根表面积、根平均直径、总根体积及根尖数等根系特征参数随目标孔隙率的增大而增加明显；植草混凝土胁迫下使得根系结构更加复杂、分支模式更接近叉状分支模式；根系分形特征、拓扑指数与根长、根表面积等主要根系形态参数极显著相关。成果在黎川县樟溪水、九江长江岸线、进贤县柴埠口等河湖治理工程中示范应用，成效显著。成果有利于丰富植草混凝土的基础理论和技术，为推动植草混凝土在生态河流护岸技术领域的创新发展提供重要理论支撑和新思路。

As a kind of material used in river revetments, the revetment concrete blocks are required to have satisfactory strength, scouring resistance, and good vegetation coverage. In this paper, prefabricated grass-planting concrete blocks that are suitable for the ecological revetment of medium and small-sized rivers are proposed and innovatively designed. The blocks are made with concave and convex structures of random porous concrete material, which can be jointed and inlaid to form a three-dimensional slope with vegetation function. The performances and advantages of prefabricated grass-planting concrete are evaluated. Four kinds of precast blocks are proposed. The flow velocity reduction, soil conservation, and scouring resistance of these blocks are analyzed quantitatively through physical modeling and field application. The results show that the four blocks can effectively reduce the near-shore flow velocity and decrease the level of scouring on the slope surface. The rate of scouring reduction of the different prefabricated blocks placed on the slope was in the range of 35%-43%; thus, the results were similar. Through application on a riverbank, this concave-convex revetment structure shows excellent improvement in scouring resistance and soil conservation, with average vegetation coverage up to 95%. Prefabricated grass-planting concrete blocks can be used as riverbank revetment materials.