【摘要】：土壤侵蝕涉及范圍廣,形態(tài)多樣,已經嚴重影響到人們的生產和生活,阻礙了區(qū)域經濟的發(fā)展。元謀干熱河谷區(qū)土壤性質獨特,含礫的土壤性質使其侵蝕溝的發(fā)育具有特殊的規(guī)律與動力學特征,認識干熱河谷土礫混合條件下坡面細溝發(fā)育過程的水動力學特征及其影響機制對該區(qū)的徑流水動力學研究及龍川江水土流失的防治具有重要的意義。本文是以云南省元謀縣干熱河谷區(qū)為研究對象,在試驗基地進行野外放水沖刷試驗,結合土壤學、土壤侵蝕學、統(tǒng)計學等學科理論知識,定性定量的描述恒坡度條件下坡面徑流水動力學參數(shù)的空間變化特征,探索其變化特征的影響機制,為元謀干熱河谷區(qū)土壤侵蝕過程中的坡面徑流水動力學參數(shù)變化的研究提供一定的依據。主要結論如下:(1)試驗中,各動力學參數(shù)沿程呈現(xiàn)由復雜到簡單的變化趨勢,隨著沖刷次數(shù)的增多,整體上波動狀態(tài)呈現(xiàn)簡單化的趨勢。沿程上各參數(shù)的整體上單次變化特征大致為:Re、Fr、τ、P、ε都呈現(xiàn)明顯的增加的趨勢,f呈現(xiàn)較為復雜的波浪式變化趨勢。變性土區(qū)Re在溝頭處先減后增,燥紅土區(qū)相反。變性土區(qū)溝頭處Fr波動較大且每次沖刷的波動趨勢不同,燥紅土區(qū)變化復雜。一般流量燥紅土區(qū)f波動最復雜,其次高流量變性土區(qū),溝頭與溝口處波動較大。燥紅土區(qū)τ波動相對復雜,變性土區(qū)的溝口處呈現(xiàn)先減后增趨勢,而燥紅土區(qū)呈現(xiàn)先增后減趨勢,隨著距離的增加,燥紅土區(qū)域波動較多。4個小區(qū)P呈現(xiàn)不斷增加的趨勢。4個小區(qū)ε沿程亦呈增長趨勢,但變性土區(qū)波動較大。總之,在高流量條件下,坡面徑流對變性土和燥紅土的侵蝕能力逐漸增強,對燥紅土的侵蝕更加明顯,而一般流量條件下,對變性土的侵蝕作用較強。(2)時間上,Re、f、τ呈現(xiàn)增加趨勢,而Fr、P呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢。隨著流量的增加,坡面徑流對土壤的侵蝕作用加強,變性土小區(qū)f有所減低,而燥紅土小區(qū)f波動增加,τ增大,P變化逐漸平穩(wěn)。故在高流量條件下,坡面徑流對燥紅土的侵蝕作用較強,在一般流量條件下對燥紅土的侵蝕作用較平穩(wěn),對變性土的影響相對較大。(3)試驗中,Re與f、Fr與Re無明顯關系。Fr與f關系的擬合程度高,無論是線性關系、冪函數(shù)關系,還是對數(shù)關系、多項式關系其系數(shù)基本都在0.9以上。1號小區(qū)以二次多項式擬合關系為主,2號小區(qū)所擬合的函數(shù)種類相對較復雜,3號小區(qū)以冪函數(shù)擬合關系為主,4號小區(qū)以二次多項式擬合關系為主。在土壤性質相同的情況下,高流量條件下的Fr與f的擬合關系更加明顯,擬合程度更高;在流量大小相同的情況下,變性土小區(qū)的Fr與f的擬合關系更加明顯。(4)試驗小區(qū)無論是高流量條件還是一般流量條件,坡面徑流始終屬于急紊流流態(tài)。流量的大小與坡面徑流的侵蝕作用有著顯著的關系。試驗中,1號小區(qū)平均流速持續(xù)增加,而其他3個小區(qū)先減后增,其中2號小區(qū)增長的拐點與3號和4號小區(qū)有所差別。沖刷前期,坡面徑流阻力小,流速大,之后坡面出現(xiàn)跌坎,植被根系、石塊、土礫等出露地表,對坡面水流的運行造成一定的阻礙,平均流速減小,當這些阻礙因子被徑流沖刷帶走,平均流速又逐漸增大。變性土土質疏松,流量大,泥沙含量多,流速小,燥紅土土質緊實,土壤中植被根系較多,流速大。跌坎、礫石加劇了坡面的不完整性,水流紊動性發(fā)生變化,隨著流量增大,阻礙因子的作用被弱化或消除,平均流速增大。綜上所述,土壤性質的不同,土礫、石塊、植被根系等以及由其造成的跌坎、細溝的演化都是影響坡面徑流的水力學參數(shù)變化特征的重要因素。
【學位授予單位】：西華師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S157.1
【圖文】：

研究區(qū)位圖

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 趙平偉;郭萍;李成武;李立印;張俊凱;李屏;鄧輝敏;;云南不同量級降雨下的降雨侵蝕力特征分析[J];長江流域資源與環(huán)境;2015年12期

2 王健;李鶴;孟秦倩;王友;張青峰;;黃土坡面細溝橫斷面形態(tài)及其水流動力學與挾沙特性[J];水土保持學報;2015年03期

3 王愛娟;丁文峰;王萬君;;人工降雨和放水沖刷條件下紫色土坡面產流產沙特征分析[J];長江科學院院報;2015年03期

4 米宏星;陳曉燕;趙宇;莫斌;;黃土坡面細溝徑流流速的試驗研究[J];水土保持學報;2015年01期

5 梁心藍;趙龍山;吳佳;吳發(fā)啟;;地表糙度與徑流水力學參數(shù)響應規(guī)律模擬[J];農業(yè)工程學報;2014年19期

6 孫佳美;余新曉;樊登星;梁洪儒;常玉;李瀚之;;模擬降雨下植被蓋度對坡面流水動力學特性的影響[J];生態(tài)學報;2015年08期

7 李聰;李鵬;李占斌;湯珊珊;;REE示蹤坡面徑流侵蝕演變過程試驗研究[J];水土保持學報;2014年03期

8 王龍生;蔡強國;蔡崇法;孫莉英;;黃土坡面細溝與細溝間水流水動力學特性研究[J];泥沙研究;2013年06期

9 張永東;吳淑芳;馮浩;原立峰;;土壤侵蝕過程中坡面流水力學特性及侵蝕動力研究評述[J];土壤;2013年01期

10 譚貞學;王占禮;王莎;劉俊娥;;黃土坡面細溝侵蝕過程[J];中國水土保持科學;2012年06期

相關博士學位論文 前2條

1 舒成強;元謀干熱河谷潛蝕地貌特征及演化過程研究[D];成都理工大學;2014年

2 張寬地;坡面徑流水動力學特性及挾沙機理研究[D];西北農林科技大學;2011年

相關碩士學位論文 前10條

1 馮玉祥;元謀干熱河谷區(qū)沖溝橫斷面不對稱性特征[D];西華師范大學;2017年

2 王磊;元謀干熱河谷陡坡細溝的形態(tài)特征和控制因素[D];西華師范大學;2016年

3 米宏星;黃土細溝侵蝕徑流水動力學特性研究[D];西南大學;2015年

4 申楠;黃土坡面細溝水流分離能力對水力學特征的響應過程研究[D];西北農林科技大學;2014年

5 翟艷賓;緩坡面薄層水流水動力學特性的試驗研究[D];西北農林科技大學;2013年

6 譚貞學;黃土坡面細溝侵蝕動力學過程組合小區(qū)模擬試驗研究[D];中國科學院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心）;2009年

7 郭軍權;黃土丘陵區(qū)坡面淺溝侵蝕過程及水動力特征試驗研究[D];西北農林科技大學;2006年

8 李雯;坡面徑流侵蝕過程試驗研究[D];西安理工大學;2006年

9 第寶鋒;元謀干熱河谷退化生態(tài)系統(tǒng)評價及恢復重建研究[D];四川大學;2004年

10 鄭良勇;黃土地區(qū)陡坡水蝕動力過程試驗研究[D];西北農林科技大學;2003年

本文編號：2734757