细沟水流与跌坑特征响应机制研究

发布时间：2023-05-24 23:18

　　在众多的侵蚀方式中,细沟侵蚀的水土流失量占据了总流失量的七成以上,它为黄土高原的水土流失贡献巨大,为此细沟侵蚀而受到国内外学者的青睐。而跌坑是细沟侵蚀中常见的微地貌形态,它是形成细沟的必要条件,如果没有跌坑的产生,细沟就很难形成。因此,通过探讨细沟水流与跌坑特征(跌坑特征是指跌坑间距和跌坑深度,本次试验仅考虑跌坑间距)响应机制,以期为细沟发育影响因素及坡面细沟流侵蚀的影响因素研究提供进一步补充,同时对提出切实合理的细沟侵蚀的防治方法以及控制黄土高原侵蚀现状都具有积极的意义。本次试验以杨凌樓土为研究目标,进行了四种跌坑间距(40、50、60、70cm)、三种坡度(15°、20°、25°)与五种流量(2.4、3.6、4.8、6.0、7.2L/min)条件下的室内放水冲刷试验,研究了跌坑对细沟水流水动力学特性的影响特征、细沟纵断面形态的研究以及跌坑对细沟水流侵蚀产沙的研究。结果表明:(1)细沟流平均流速与跌坑间距、流量和坡度三者之间呈现很好的幂函数相关关系,且在本试验工况下,影响细沟水流的平均流速的程度从大到小为:坡度>流量>跌坑间距;本次试验坡面细沟流的弗劳德数都大于1,说明细...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 水动力学特性
        1.2.2 侵蚀断面形态研究
        1.2.3 侵蚀产沙研究
        1.2.4 预设跌坑对细沟侵蚀过程的影响
    1.3 存在问题
第二章 研究目标、内容和试验设计
    2.1 研究目标与内容
        2.1.1 研究目标
        2.1.2 研究内容
    2.2 技术路线
    2.3 试验设计方案
        2.3.1 试验土壤
        2.3.2 试验跌坑间距、坡度及流量
        2.3.3 试验装置
        2.3.4 土槽的装填
        2.3.5 试验前准备
        2.3.6 试验过程
第三章 跌坑对细沟水流水动力学特性的影响特征
    3.1 细沟水流水力要素
    3.2 试验结果分析
        3.2.1 平均流速与流量、坡度和跌坑间距之间的关系
        3.2.2 弗劳德数与流量、坡度和跌坑间距之间的关系
        3.2.3 雷诺数与流量、坡度和跌坑间距之间的关系
        3.2.4 阻力系数与流量、坡度和跌坑间距之间的关系
    3.3 本章小结
第四章 细沟纵断面形态研究
    4.1 细沟纵断面形态指标
        4.1.1 无量纲参数L/H与跌坑间距和流量的关系
        4.1.2 跌坑发育系数SP与跌坑间距和流量的关系
    4.2 纵断面形态指标的研究
        4.2.1 无量纲参数L/H与曼宁糙度系数n之间的关系
        4.2.2 无量纲参数L/H与消能率的关系
        4.2.3 跌坑发育系数与曼宁糙度系数之间的关系
        4.2.4 跌坑发育系数与消能率的关系
    4.3 本章小结
第五章 跌坑对细沟水流侵蚀产沙研究
    5.1 细沟侵蚀产沙影响因子分析
        5.1.1 平均产沙量与坡度、流量的响应关系
        5.1.2 平均产沙量与跌坑间距的响应关系
        5.1.3 平均产沙量与流量、坡度和跌坑间距的响应关系
        5.1.4 细沟平均含沙量与平均流速的关系
    5.2 预设跌坑对坡面侵蚀产沙过程的影响
        5.2.1 细沟侵蚀产沙过程
        5.2.2 坡面径流侵蚀过程中的产沙分配
    5.3 跌坑间距对含沙量调控系数的影响
    5.4 跌坑间距对细沟挟沙系数的影响
    5.5 侵蚀产沙与纵断面形态关系
        5.5.1 侵蚀产沙量与跌坑发育系数SP的关系
        5.5.2 侵蚀产沙量与L/H值的关系
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 研究结论
        6.1.1 跌坑对细沟水流水动力学特性影响特征
        6.1.2 细沟纵断面形态研究
        6.1.3 跌坑对细沟水流侵蚀产沙研究
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
个人简历



本文编号：3822476