【摘要】：為了研究不同寬度沖刷槽對(duì)坡面沖刷侵蝕特征的影響,本研究以崩崗崩積體為研究對(duì)象,通過室內(nèi)模擬沖刷試驗(yàn),采用雙因素試驗(yàn)設(shè)計(jì),結(jié)合野外調(diào)查設(shè)置五個(gè)不同沖刷槽寬度(10,20,30,40,50 cm)和四個(gè)不同單寬流量(1.2×10-2,2.4×10-2,3.6×10-2,4.8×10-2m2/min)進(jìn)行試驗(yàn)。研究不同沖刷槽寬度條件下崩積體產(chǎn)流產(chǎn)沙特征、侵蝕泥沙顆粒特征、坡面侵蝕水動(dòng)力學(xué)機(jī)制以及坡面微地貌變化特征,揭示沖刷槽寬度對(duì)崩崗崩積體侵蝕的影響,為今后室內(nèi)試驗(yàn)過程中沖刷槽寬度的選擇提供參考,主要結(jié)論如下：(1)坡度為150條件下,單寬流量為1.2×10-2,2.4x]0"2 m2/min時(shí),沖刷槽寬度對(duì)初始產(chǎn)流時(shí)間產(chǎn)生影響,而當(dāng)單寬流量為3.6×10-2,4.8×102 m2/min時(shí),沖刷槽寬度對(duì)初始產(chǎn)流時(shí)間影響不顯著。單寬流量為1.2x10-2,2.4×10-2,3.6×10-2 m2/min時(shí),不同沖刷槽寬度之間徑流率、產(chǎn)沙率存在顯著差異(P0.05)；單寬流量為4.8×10-2 m2/min時(shí),不同沖刷槽寬度之間徑流率、產(chǎn)沙率差異不顯著。單寬流量一定,不同沖刷槽寬度下徑流率隨時(shí)間變化趨勢相同；單寬流量為1.2×102 m2/min時(shí),不同沖刷槽寬度條件下產(chǎn)沙率和含沙量隨時(shí)間變化趨勢不同,其他單寬流量下產(chǎn)沙率和含沙量隨時(shí)間變化趨勢相同。單寬流量相同,不同沖刷槽寬度下累積徑流量差異不顯著,單寬流量為1.2×10-2,2.4x140-2,3.6×10-2n2/min時(shí),不同沖刷槽寬度下累積產(chǎn)沙量和平均含沙量的差異顯著(P0.05),單寬流量為4.8×10-2m2/min時(shí),不同沖刷槽寬度下累積產(chǎn)沙量和平均含沙量的差異不顯著。(2)隨著單寬流量的增大,侵蝕泥沙顆粒呈粗顆�；５[石含量與產(chǎn)沙率有密切的正相關(guān)關(guān)系。單寬流量為1.2×102 m2/min時(shí),侵蝕泥沙顆粒以黏粒和粗砂為主,不同沖刷槽寬度下黏粒和粗砂含量隨時(shí)間變化趨勢不同。礫石和粗砂顆粒富集率小于1,細(xì)砂、粗粉、細(xì)粉和黏粒富集率大于1,徑流優(yōu)先搬運(yùn)細(xì)顆粒物質(zhì)。單寬流量為4.8x 10-2 m2/min時(shí),侵蝕泥沙顆粒以粗砂和礫石為主,各個(gè)沖刷槽寬度下不同粒級(jí)隨時(shí)間變化趨勢相同。礫石和粗砂富集率接近1,與供試土壤相近,細(xì)砂、粗粉、細(xì)粉和黏粒富集率大于1。單寬流量越大,侵蝕泥沙顆粒平均重量直徑越大,單寬流量一定,不同沖刷槽寬度下侵蝕泥沙顆粒平均重量直徑變化情況與產(chǎn)沙率有密切關(guān)系。(3)隨著單寬流量的增大,流速、水深、雷諾數(shù)均顯著增大,不同沖刷槽寬度下弗羅德數(shù)、阻力系數(shù)和曼寧粗度系數(shù)隨單寬流量的變化趨勢不同；單寬流量為3.6×10-2和4.8×10-2m2/min時(shí),流速、水深、雷諾數(shù)隨沖刷槽寬度的增大而增大,而單寬流量為1.2×10-2和2.4×10-2m2/min時(shí)呈多項(xiàng)式波動(dòng)變化；單寬流量為1.2×10-2m2/min時(shí),弗羅德數(shù)、阻力系數(shù)和曼寧粗度系數(shù)隨沖刷槽寬度的變化規(guī)律與其他單寬流量下不同；產(chǎn)沙率與水流流態(tài)密切相關(guān)而與流型關(guān)系不明顯；單寬流量對(duì)各水力學(xué)參數(shù)的影響均極顯著(P0.01),沖刷槽寬度對(duì)水深影響極顯著(P0.01),對(duì)雷諾數(shù)影響顯著(P0.05),對(duì)其他水力學(xué)參數(shù)影響不顯著；輸沙率除與曼寧粗度系數(shù)不相關(guān)外,與其他水力學(xué)參數(shù)均極顯著相關(guān)(P0.01)。各動(dòng)力學(xué)參數(shù)均隨單寬流量的增大而顯著增大,當(dāng)槽寬為10 cm時(shí),各動(dòng)力學(xué)參數(shù)值明顯偏��；水流剪切力和水流功率隨沖刷槽寬度變化趨勢一致,單寬流量為1.2×10-2,2.4×10-2,3.6×1O-2m2/min時(shí),隨槽寬的增大先增大后減小,單寬流量為4.8×10-2m2/min時(shí),隨槽寬的增大而增大；沖刷槽寬度對(duì)單位水流功率和斷面單位能量影響較��；單寬流量對(duì)水流剪切力、水流功率、單位水流功率和斷面單位能量的影響均極顯著(P0.01),沖刷槽寬度對(duì)水流剪切力、水流功率和斷面單位能量的影響極顯著(P0.01),對(duì)單位水流功率影響不顯著；輸沙率與各動(dòng)力學(xué)參數(shù)均極顯著正相關(guān)(P0.01)。(4)單寬流量為1.2×10-2,2.4x1O-2m2/min時(shí),沖刷槽寬度對(duì)細(xì)溝發(fā)生時(shí)間影響顯著(P0.05),單寬流量為3.6×10-2,4.8×1O-2m2/min時(shí),沖刷槽寬度對(duì)細(xì)溝發(fā)生時(shí)間影響不顯著；單寬流量一定,細(xì)溝密度隨槽寬的增大而減小,平均溝寬隨槽寬的變化趨勢不同,平均溝深隨槽寬的增大先增大后減小,不同槽寬之間細(xì)溝寬深比差異較��；沖刷槽寬度一定,細(xì)溝密度和平均溝寬隨單寬流量變化趨勢不同,平均溝深隨單寬流量的增大而增大,細(xì)溝寬深比隨單寬流量的增大而減小。烘干法與掃描法測量坡面土壤侵蝕產(chǎn)沙量之間平均差異在1%～4%之間,精度較高；沖刷試驗(yàn)后,坡面土壤粗糙度較沖刷前增大,增幅在0.15～0.98之間；3D激光掃描儀不同分辨率對(duì)測量坡面土壤侵蝕泥沙量沒有顯著影響,對(duì)測量土壤坡面粗糙度影響顯著；通過對(duì)沖刷試驗(yàn)前后掃描DEM進(jìn)行疊加,可分析坡面沖刷侵蝕過程中坡面土壤厚度變化,直觀了解坡面細(xì)溝發(fā)生狀況,得出坡面不同部位侵蝕強(qiáng)度級(jí)別。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S157.1

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本文編號(hào)：2412569