坡面流是黃土高原坡面侵蝕的源動力,其水動力學(xué)特性易受到地表特征以及降雨的影響。因此,深入研究不同植被條件下坡面流阻力特性,對于黃土高原坡面侵蝕研究具有重要意義。本研究通過模擬植被條件下的定床阻力沖刷試驗,以流體力學(xué)以及傳統(tǒng)明渠水力學(xué)為基礎(chǔ),對比分析模擬剛性植被和柔性植被條件下坡面流水動力學(xué)特性的異同之處;并在對比的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究草被與模擬灌木類植被組合作用下的坡面流水動力學(xué)特性,特別是阻力特性;建立組合植被覆蓋下坡面流的阻力經(jīng)驗公式,為植被覆蓋下坡面流阻力計算提供新思路,為明渠水流理論體系向細(xì)觀尺度的延伸奠定了一定理論基礎(chǔ)。（1）剛性植被和柔性植被作用下的水流水動力學(xué)特性存在一定差別。剛性植被條件下水流流速系數(shù)較大且柔性植被覆蓋下的平均流速更易受水流流量影響;剛性植被覆蓋下弗勞德數(shù)不超過1,即水流恒為緩流,而柔性植被條件下隨著流量的增加,水流由緩變急;剛性植被覆蓋條件下坡面流的阻力系數(shù)隨著流量、雷諾數(shù)和水深的增大,先增后減,而柔性條件下阻力系數(shù)均與流量、水深和雷諾數(shù)呈負(fù)相關(guān);另外,柔性植被覆蓋下,阻力系數(shù)隨淹沒度的增加而減小,剛性植被下則呈單駝峰形式變化。（2）組合植被條件下的垂向流... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究
        1.2.1 坡面流測量手段
        1.2.2 植被措施原理
        1.2.3 坡面流流速變化特征
        1.2.4 坡面流阻力系數(shù)
        1.2.5 坡面流的流型流態(tài)
第二章 研究內(nèi)容與方法
    2.1 研究目標(biāo)與內(nèi)容
        2.1.1 研究目標(biāo)
        2.1.2 研究內(nèi)容
    2.2 技術(shù)路線
    2.3 研究方案
        2.3.1 試驗設(shè)計方案
        2.3.2 試驗裝置
        2.3.3 試驗參數(shù)計算
第三章 柔性和剛性植被覆蓋下的坡面流水動力學(xué)特性研究
    3.1 試驗分析
        3.1.1 不同植被覆蓋下流量和坡度對平均流速的影響分析
        3.1.2 不同植被覆蓋下流量和坡度對流速系數(shù)的影響分析
        3.1.3 不同植被覆蓋下流量和坡度對平均水深的影響分析
        3.1.4 不同植被覆蓋下流量和坡度對弗勞德數(shù)的影響分析
        3.1.5 不同植被覆蓋下坡度和流量對雷諾數(shù)的影響分析
        3.1.6 不同植被覆蓋下坡度和流量對阻力系數(shù)的影響分析
    3.2 本章小結(jié)
第四章 組合植被覆蓋下坡面流水動力學(xué)特性研究
    4.1 灌木類植被覆蓋度變化時組合植被覆蓋下坡面流的水動力學(xué)特性
        4.1.1 灌木類植被覆蓋度變化對組合植被流速系數(shù)的影響
        4.1.2 灌木類植被覆蓋度變化對組合植被水深的影響
        4.1.3 灌木類植被覆蓋度變化對組合植被流型流態(tài)變化的影響
        4.1.4 灌木類植被覆蓋度變化對組合植被的阻流機(jī)制的影響
    4.2 流量和坡度對組合植被覆蓋下坡面流相對水動力學(xué)特性研究
        4.2.1 水力參數(shù)計算
        4.2.2 組合植被覆蓋下流量和坡度對相對流速的影響
        4.2.3 組合覆蓋下流量和坡度對相對水深的影響
        4.2.4 組合覆蓋下流量和坡度對相對弗勞德數(shù)的影響
        4.2.5 組合覆蓋下流量和坡度對相對阻力系數(shù)的影響
    4.3 本章小結(jié)
第五章 植被組合形式對坡面流阻力特性的影響研究
    5.1 水力參數(shù)計算
    5.2 理論分析
    5.3 結(jié)果分析
        5.3.1 阻力機(jī)制
        5.3.2 模擬灌木對坡面流阻力變化的影響
        5.3.3 模擬草被條件下的阻力規(guī)律
        5.3.4 組合植被條件下的阻力規(guī)律
        5.3.5 組合植被的附加阻力
        5.3.6 組合植被的總阻力計算模型
        5.3.7 組合植被阻力疊加效應(yīng)分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 研究結(jié)論
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]大粗糙單元對坡面流水動力學(xué)特性的影響[J]. 柳曉娜,樊登星,余新曉,鄭鵬飛,王渝淞,朱栩輝,孫樂樂.  水土保持學(xué)報. 2018(04)
[4]1901—2014年黃土高原區(qū)域氣候變化時空分布特征[J]. 任婧宇,彭守璋,曹揚,霍曉英,陳云明.  自然資源學(xué)報. 2018(04)
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[6]降雨強度和單寬流量與地表粗糙度交互作用下坡面流阻力特征[J]. 楊坪坪,王云琦,張會蘭,王玉杰.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2018(06)
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本文編號：3186183