坡面流水經過黃土高原區(qū)時,由于該區(qū)的土壤顆粒在水流侵蝕力作用下發(fā)生擊濺破碎、剝蝕分離、輸移沉積的一系列過程,因此最終形成了千溝萬壑,支離破碎的特殊地形,同時也產生了土地退化,耕地毀壞等危害。為了對坡面泥沙輸移過程實現(xiàn)精準的預測預報,本文通過室內定床加沙試驗,對比研究了不同土壤質地與含沙量耦合作用下坡面流水動力學特性,基于無量綱水流強度參數(shù)的不同土壤挾沙力,以及在統(tǒng)一水流強度參數(shù)的基礎上建立挾沙力計算模型,主要得出如下結論:(1)流態(tài)、流速、水深與阻力系數(shù)等表征含沙水流水動力學特性的參數(shù)不僅受含沙量的影響,同時也受能坡和流量的影響;除Q=0.058L/s的流量條件外,其余流量條件下含沙量與各水力學參數(shù)之間的關系均因能坡的變化出現(xiàn)分區(qū)現(xiàn)象;Q=0.226L/s時含沙量與各水力學參數(shù)之間的關系因土壤的不同區(qū)分明顯,這主要歸因于臨界水力條件;坡面流阻力系數(shù)不僅取決于水流本身的強度,同時也與土壤屬性密切相關,因此結合兩方面因素擬合出了阻力系數(shù)公式。(2)在挾沙力與能坡和單寬流量三者的關系中,冪函數(shù)反應三者關系時效果最優(yōu),在能坡和單寬流量的增大趨勢下,挾沙力也表現(xiàn)出了增長趨勢,并且挾沙力隨單寬流量...

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

【文章頁數(shù)】：86 頁

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號對照表
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 國內外研究進展
        1.2.1 坡面徑流水動力學特性
            1.2.1.1 流速、坡度、流量
            1.2.1.2 流態(tài)
        1.2.2 泥沙特性、沙源地及輸移區(qū)環(huán)境特性
            1.2.2.1 內在屬性
            1.2.2.2 外部因素
        1.2.3 徑流挾沙力與實際輸沙率的動態(tài)平衡分析
        1.2.4 坡面水流挾沙力的研究方法
        1.2.5 地表徑流挾沙能力的計算
    1.3 存在的問題及不足
第二章 研究內容與方法
    2.1 研究目標與研究內容
        2.1.1 研究目標
        2.1.2 研究內容
    2.2 技術路線
    2.3 研究方案
        2.3.1 研究方法
        2.3.2 試驗設計方案
            2.3.2.1 試驗地點與試驗土樣
            2.3.2.2 試驗設備及裝置
            2.3.2.3 試驗流量與坡度
            2.3.2.4 含沙量在含沙水流水動力學特性試驗中的設計依據(jù)
            2.3.2.5 挾沙力試驗中加沙量的率定及沖淤判斷原則
            2.3.2.6 試驗觀測
第三章 坡面含沙水流水動力學特性
    3.1 數(shù)據(jù)計算
    3.2 試驗結果分析
        3.2.1 含沙量、流量、能坡與雷諾數(shù)之間的關系
        3.2.2 含沙量、流量、能坡與弗勞德數(shù)之間的關系
        3.2.3 含沙量、流量、能坡與平均流速之間的關系
        3.2.4 含沙量、流量、能坡與平均水深之間的關系
        3.2.5 含沙量、流量、能坡與阻力系數(shù)的關系
        3.2.6 阻力系數(shù)與雷諾數(shù)之間的響應關系
    3.3 本章小結
第四章 基于無量綱水流強度參數(shù)的不同土壤挾沙力對比研究
    4.1 數(shù)據(jù)計算
    4.2 結果與分析
        4.2.1 挾沙力與能坡和單寬流量之間的關系
        4.2.2 挾沙力與平均流速之間的關系比較
        4.2.3 挾沙力與剪切力之間的關系比較
        4.2.4 挾沙力與功率類指標之間的關系比較
        4.2.5 基于有效水流功率構建挾沙力模型
        4.2.6 公式的驗證
    4.3 討論
    4.4 本章小結
第五章 基于統(tǒng)一水流強度參數(shù)的無量綱挾沙力計算模型
    5.1 水流強度參數(shù)的一般形式及其無量綱化
    5.2 挾沙力與水流強度參數(shù)之間的關系分析
        5.2.1 挾沙力與平均流速之間的關系分析
        5.2.2 挾沙力與剪切力之間的關系分析
        5.2.3 挾沙力與水流功率之間的關系分析
        5.2.4 挾沙力與單位水流功率之間的關系分析
        5.2.5 挾沙力與有效水流功率之間的關系分析
    5.3 水流強度參數(shù)的統(tǒng)一組合及其無量綱化形式
    5.4 基于統(tǒng)一水流強度參數(shù)構建挾沙力模型
    5.5 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 研究結論
    6.2 研究展望
參考文獻
致謝
個人簡介


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[2]典型黑土區(qū)坡面土壤侵蝕影響因素與動力學機理研究[D]. 李桂芳.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) 2016
[3]坡面侵蝕性降雨徑流水動力學特性及其對輸沙的影響[D]. 趙春紅.西北農林科技大學 2014
[4]黃土坡面片蝕—細溝侵蝕—切溝侵蝕演變與侵蝕產沙過程研究[D]. 張新和.西北農林科技大學 2007

碩士論文
[1]黃土坡面土壤侵蝕—搬運過程試驗研究[D]. 汪曉勇.西北農林科技大學 2008
[2]坡耕地土壤結皮的成因及其作用研究[D]. 范文波.西北農林科技大學 2001



本文編號：3481003