【摘要】：基于流體力學和水力學基本理論,通過6個糙度、5個流量和5種雨強組合條件下的放水沖刷和模擬降雨試驗,研究雨強和糙度對坡面流水動力學特性的影響。結(jié)果表明:在坡面薄層水流中,床面糙度對坡面流阻力有"增阻"效應(yīng),但在粗糙尺度為1.77 mm時產(chǎn)生拐點;降雨條件下,坡面流自由表面失穩(wěn)的動態(tài)演化過程顯著,其波動臨界條件為黏深比0.382 4、0.599 3,在整個動態(tài)過程中阻力系數(shù)都隨著降雨強度增加而減小;結(jié)合黏滯阻力、雨強阻力構(gòu)建層流過渡區(qū)阻力計算公式,決定系數(shù)為0.92(P0.05),可以較好地為坡面流模型的建立提供參考依據(jù)。研究成果有助于從泥沙運動力學的角度揭示坡面流層流失穩(wěn)的本質(zhì),為坡面流理論的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
[Abstract]:Based on the basic theory of hydrodynamics and hydraulics, the effects of rainfall intensity and roughness on the hydrodynamic characteristics of the slope surface were studied by the combination of 6 roughness, 5 flow rates and 5 rainfall intensities. The results show that the roughness of the bed surface has an "increasing drag" effect on the flow resistance in the thin layer flow on the slope surface, but inflection points occur when the rough scale is 1.77 mm. Under the condition of rainfall, the dynamic evolution of free surface instability of slope flow is remarkable, and the critical condition of fluctuation is that the ratio of viscosity to depth is 0.382 ~ 0. 599 3, and the resistance coefficient decreases with the increase of rainfall intensity. The calculation formula of laminar flow transition zone resistance was constructed with viscous resistance and rain intensity resistance. The determination coefficient was 0.92 (P0.05), which could provide a reference for the establishment of slope flow model. The research results are helpful to reveal the essence of laminar flow instability in slope flow from the point of view of sediment movement mechanics and lay a foundation for the development of slope flow theory.
【作者單位】： 陜西省土地工程建設(shè)集團有限責任公司黃河西岸土地整治分公司;西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院;西北農(nóng)林科技大學黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國家重點實驗室;中國水利科學研究院流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金項目(51579214、51209222、41001159) 國家973計劃課題(2015CB452701) 流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點實驗室開放基金(IWHR-SKL-2014) 黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國家重點實驗室主任基金(A314021402-1619)
【分類號】：S157.1

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本文編號：2429187