据全国第一次水利普查统计,山东省现有水库6180座,其中95%以上为土坝水库,土坝水库背水坡面积约69.6km~2。根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》,土石坝水库背水坡应采用草皮护坡形式,草坡护坡不仅需要较高的维护费用,且生态效益较差,在当今我国土地资源紧张和环境污染严重的背景下,如何挖潜土地资源最大效益同时改善环境问题已成为科技热点。为此本文以水库土石坝背水坡为载体,选用须根浅表根系的多年生藤本灌木金银花为研究对象,对其护坡的水文效应和坝坡稳定进行了现场试验和数值模拟。影响坝坡稳定的因素包括内部因素和外部因素。内部因素为内部结构在水力侵蚀、冲散下其自身所具有的抗剪强度、抗风化性等性能的变化;外部因素则是地震破坏、降雨及地表水的冲刷等,其中降雨是诱发坝坡失稳的主要外部因素。因此,文中通过开展土石坝背水坡抗冲刷试验测得不同降雨强度情况下金银花覆盖与杂草覆盖坡面的产流、产沙量,研究金银花的护坡抗冲刷能力。利用Geo-studio中SEEP/W和SLOPE/W模块分别模拟2017年、2018年、2019年最大24h降雨条件下降雨及雨后24h内的坝坡孔隙水压力及安全系数,研究不同护坡形式对坝坡防渗和稳定性的影响。主要研究结论如下:(1)在土坝背水坡进行抗冲刷试验,结果表明降雨强度与降雨历时都是影响坝后产流、产沙的重要因素,金银花覆盖坡面及杂草覆盖坡面,都满足降雨强度越大,坡面冲刷产流、产沙量越大;在相同降雨强度下,随着降雨时长的增加,不同护坡形式的产流、产沙量逐渐增大。(2)相同雨强条件下,金银花护坡产流、产沙量均小于杂草覆盖坡面,金银花覆盖下坡面冲蚀破坏较小,金银花护坡抗冲蚀能力要高于杂草覆盖坡面。(3)利用SEEP/W渗流分析,金银花覆盖坝坡与素土覆盖坝坡及草皮覆盖坝坡相比,24h-48h孔隙水压力变化较小,由此推断:金银花保水性能高于草皮及素土。(4)在同样降雨条件下,对比素土覆盖、金银花覆盖及草皮覆盖的坝坡安全系数,结果表明:坝坡安全系数由高到低依次为:金银花护坡>草皮护坡>素土护坡。因此金银花能提高坝坡稳定性,且提高稳定性能力强于草皮。(5)在金银花护坡效益显著的基础上,考虑金银花的经济效益,验证了金银花在土坝背水坡应用的可能性。